На окраинах Солнечной системы, за орбитой Нептуна, есть пояс объектов, состоящих из льда и горных пород, среди которых выделяются четыре карликовые планеты: Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа.
Транснептуновые объекты трудно изучать из-за их небольшого размера, низкой яркости и огромных расстояний, отделяющих нас от них. Очень эффективный, но сложный метод заключается в изучении звездных покрытий или прохождении этих объектов перед звездой. Это позволяет астрономам определять основные физические характеристики объекта (размер, форму и плотность) и успешно применяется к Плутону, Эриде и Макемаке.
Хаумеа – интересная особа: она вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите, которая длится 284 года (в настоящее время карликовая планета находится в 50 раз дальше от Солнца, чем Земля), а оборот вокруг своей оси она совершает за 3,9 часа, что быстрее скорости вращения любого тела размером более ста километров во всей Солнечной системе. Эта скорость вращения сгладила объект, придав Хаумеа форму эллипсоида.
Недавно опубликованные данные показывают, что размер Хаумеа по наибольшей оси составляет 2320 километров, почти как у Плутона, но в отличие от него у этой карликовой планеты отсутствует глобальная атмосфера.
Одним из самых интересных и неожиданных находок было открытие кольца вокруг Хаумеа. Согласно данным наблюдения кольцо лежит на экваториальной плоскости карликовой планеты, как и ее самый большой спутник, Хияка. Оно находится в резонансе 3:1 с Хаумеа, это означает, что замороженные частицы, составляющие кольцо, вращаются в три раза медленнее вокруг планеты, чем она вокруг своей оси.
Существуют различные объяснения формирования кольца, возможно, оно возникло в результате столкновения с другим объектом или при рассеивании поверхностного материала благодаря высокой скорости вращения планеты».
Карликовая планета Хаумеа, находящаяся в поясе Койпера, пережила в далекие времена катастрофу, навсегда изменившую ее облик и «подарившую» объекту ледяных детей-спутников.
До 2008 года карликовая планета Хаумеа обозначалась буквенно-числовым кодом. После причисления его к карликовым планетам стали выбирать подходящее имя. Для космических тел пояса Койпера принято искать названия в мифах о рождении и сотворении мира. Новый плутоид назвали в честь гавайской покровительницы плодородия и деторождения Хаумеа.
Соперничество в науке – привычная вещь, оно является одним из двигателей прогресса. Две группы астрономов, работающие на разных континентах независимо друг от друга, стали авторами открытия очередного трансплутонового объекта – малой планеты Хаумеа. Первыми ее заметили американские ученые, изучавшие снимки с телескопа Ошина, – это произошло в 2004 году. Руководитель группы М. Браун не заявил о своей находке, планируя более тщательное предварительное изучение объекта. К началу июля 2005 года все документы были готовы, но презентацию снова перенесли, прислав только обзорный доклад.
Испанский астроном Хосе Луис Ортис и его студенты, работавшие в горной обсерватории Сьерра-Невада, заметили новый космический объект на снимках 2003 года. Получив подтверждение своей находки от коллег на Мальорке, они публично заявили о своем открытии 29 июля 2005 года, опередив американцев. Браун получил неожиданный удар из-за своей медлительности, да еще заподозрил Ортиса в нечестности, узнав, что тот просмотрел доклад американской группы. Испанец не отрицал факт изучения документов, но только с целью подтвердить собственные наблюдения. Сегодня честь называться первооткрывателями эти ученые делят между собой.
Далекий пояс Койпера – родной дом для Хаумеа. Орбита малой планеты имеет небольшой эксцентриситет 0,197, для сравнения, у Эриды он равен 0,43. Ее ближайшая и самая удаленная от светила точки не имеют огромного разброса. Их значение – 5,16 млрд. км и 7,7 млрд. км соответственно. В настоящее время Хаумеа начинает приближение к Солнцу, в своем перигелии она окажется в 2133 году. На прохождение пути вокруг звезды карликовой планете необходимо 282 года. Это заметный объект в космическом пространстве, имеющий альбедо 0,84, что означает высокую степень яркости и блеска.
Геометрическая форма карликовой планеты далека от традиционной сферической, она представляет эллипс, говоря проще, яйцо. К такому выводу ученые пришли, наблюдая значительные колебания яркости объекта. Поперечный диаметр карликовой планеты – 996 км, а продольный – 1960 км, средний же составил 1400 км. Скорость вращения плутоида бьет все рекорды, его сутки буквально пролетают за 3,9 земного часа. Плотность объекта выше среднего показателя, характерного для малых планет, она равняется 2,6-3,3 г/см3. Масса Хаумеа составляет 4х10 в 21 кг. Температура поверхности немного выше, чем у соседних тел, и достигает -223 градусов Цельсия.
Исследования Хаумеа чилийской и гавайской обсерваториями, проведенные в инфракрасном спектре, показали, что ее поверхность покрыта льдом. Некоторые области имеют темную окраску, означающую наличие неизвестных веществ. В составе водяного льда обнаружен цианистый водород и частицы силикатных пород.
Необычная форма и наличие астероидов, двигающихся по аналогичным орбитам и имеющих схожий спектр, дают основание предположить, что теперешнее состояние планеты – это результат столкновения. От мощного удара она лишилась своей части, образующей теперь семейство Хаумеа, и легких летучих веществ, поэтому имеет высокую плотность. Красноватое пятно, которое замечено на светлой поверхности, называют местом предположительного столкновения. Пока осколками планеты считаются два спутника и три соседних астероида, но наверняка будут найдены и другие.
Подобно гавайскому божеству, карликовая планета Хаумеа имеет двоих спутников – объекты, которые произошли от нее, то есть сформировались из частиц, выброшенных при катастрофическом ударе. Группа Брауна, занимаясь изучением найденного тела, заметила на снимках его сателлит, двигающийся по круговой орбите.
Ученые дали спутнику Хаумеи имя Хиика, как одну из дочерей гавайской богини. Время обращения спутника составляет 49 дней, диаметр – 350 км Второй спутник уступает по размеру (170 км) и по яркости. Он находится ближе к планете и обходит ее за 18 суток. Его название Намака. Спутники движутся в разных плоскостях.
Карликовая планета Хаумеа оказалась еще интереснее, чем считали ученые. Она не только вращается быстрее любого другого крупного тела Солнечной системы, но при этом еще удерживает пару спутников. Теперь у нее нашлась и система колец.
Лишь недавно астрономы окончательно убедились в том, что у Плутона – в отличие от многих крупных небесных тел во внешних областях Солнечной системы – нет собственной системы колец. Зато их нашли у расположенной еще дальше карликовой планеты Хаумеа. Если вспомнить, что кольца имеются у всех внешних планет – от Сатурна до Нептуна, и даже у астероидов-кентавров, расположенных за орбитой Юпитера, – то Хаумеа продолжает это правило.
Орбита Хаумеи еще больше, чем у Плутона: полный оборот вокруг Солнца карликовая планета делает более чем за 280 земных лет. Самой главной особенностью ее можно назвать скорость вращения вокруг собственной оси. По этому показателю Хаумеа – чемпион Солнечной системы, далеко обошедший прочих претендентов, один оборот она делает за 3,9 часа, из-за чего вытянута, как 2000-километровый мяч для регби. Впрочем, быстрое вращение затрудняет и работу ученых, так что форма, размеры и альбедо Хаумеи установлены не слишком надежно.
В январе 2017 года астрономы воспользовались прохождением Хаумеи на фоне далекой звезды URAT1 533−182543 и провели наблюдения за ней с помощью сразу нескольких европейских обсерваторий. Работу международной команды координировал Хосе-Луис Ортис из Астрофизического института Андалузии, который, кстати, был одним из первооткрывателей карликовой планеты в 2005 голу. Результаты представлены в статье, опубликованной журналом Nature.
Особенности затмения звезды позволили уточнить размеры Хаумеи (по длинной оси эллипсоида он набирает 2322 км, по короткой – 1704 км) и указали на наличие кольца шириной 70 км и радиусом 2287 км. Авторы отмечают, что вращается оно втрое медленнее вытянутой планеты под ним.
Неожиданной находку не назовешь: считается, что рекордно быстрое вращение карликовой планете придало столкновение с каким-то другим объектом, в результате чего у Хаумеи образовалось два небольших спутника. Неудивительно, что удар оставил на орбите и некоторое количество обломков, сложивших кольцо.
Карликовая планета, в первом приближении формой напоминающая Гренландию, вращается вокруг Солнца по орбите, проходящей дальше Нептуна. Колько было обнаружено благодаря минизатмению, которое произошло, когда Хаумеа прошла перед далекой звездой, что позволило телескопам с Земли измерять их с невозможной ранее точностью.
В дополнение к кольцу, наблюдения показали, что Хаумеа либо не имеет атмосферы вовсе, либо имеет, но такую, что обеспечивает давление на поверхность в 50 миллиардом раз меньше земного на уровне моря. Кроме того, астрономы смогли лучше оценить ее размер и форму – она напоминает смятый мяч для регби длиной около 2322 километров. Это примерно на 20% больше, чем предполагалось в предыдущих наблюдениях.
В свою очередь, это означает, что ее плотность составляет около 1885 килограммов на кубический метр – т.е. она примерно такая же, как у Плутона. Альбедо (светоотражающая способность) упала в результате новых наблюдений до примерно 51%.
Кольцо Хаумеи, шириной около 70 км, крошечное, в сравнении с кольцами Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, но находка позволяет предположить, что кольца вокруг астероидов и карликовых планет могут быть более распространенны, чем считалось ранее.
Оказалось, что карликовая планета Хаумеа не имеет такой же развитой системы спутников, как ее известный двоюродной брат Плутон, несмотря на то, что обе системы образовались в результате гигантских ударов.
Хаумеа имеет на своей орбите две известные луны, а также является «родителем» большого семейства ледяных тел во внешней Солнечной системе, которые раньше были частями поверхности карликовой планеты, а сейчас вращаются вокруг Солнца сами по себе. Эти уникальные особенности свидетельствуют о древнем столкновении, что делает Хаумеа одним из самых интересных объектов пояса Койпера.
Плутон и Хаумеа являются единственными карликовыми планетами во внешней Солнечной системе, имеющими на своих орбитах более одного спутника.
Помимо двух известных спутников среднего размера, Хаумеа, кажется, больше не имеет объектов на своей орбите, даже маленьких ледяных лун. Кроме того, несмотря на некоторые сходства спутниковых систем Плутона и Хаумеа, они прошли разный путь формирования. Но даже с новыми результатами наблюдений, ученые зашли в тупик. «Нет ни одной согласованной гипотезы образования системы с любым набором спутников», – подчеркнул ведущий автор исследования Дарин Рагоззини из Технологического института Флориды.
Наблюдения за Хаумеа производились с помощью космического телескопа «Hubble», который был сфокусирован на охоте за дополнительными спутниками карликовой планеты. Новое понимание того, что карликовая планета не имеет крошечных спутников и проявляет необычные свойства, добавляет загадок в понимание этого далекого неизведанного мира.
По сути Хаумеа – это четвертый по величине карлик. Который живет в Солнечной системе. Классифицируют планету как плутоид и в качестве транснептунового объекта. Также известно, что карликовая планета является самым быстровращающимся телом среди изученных, что обитают в пределах Солнечной системы. Размеры Хаумеи составляют 2322×1704×1138 км и 1960×1518×996 км. Ну, а если высчитывать параметры среднего радиуса, то он равен восьмистам шестнадцати километрам.
Интересно, что Хаумеа – это спутник Солнца, но имеет и свои две луны. Обнаружена была планета еще в 2004. Ну, а для начала ее назвали простым и праздничным именем Санта. Тут же после обнаружения была сделана публикация о новом объекте. Но на статью тут же отреагировали исследователи из Сьерра-Невады, которые заявили, что им удалось обнаружить Хаумею еще в марте за год до команды Майка Брауна из Обсерватории Паломар, которая и инициировала публикацию.
Кроме своего первого названия планета была ошибочно причислена к космическим телам из пояса Койпера. Спустя определенное время Международным астрономическим союзом ошибка была исправлена – Хаумеа отправилась в список пяти планет-карликов Солнечной системы. Четыре известные – это Церера, Плутон, Макемака и Эрис.
Свое новое имя Хаумеа получила в честь богини плодородия и родов Гавайев. Ну, а две луны были названы в честь дочерей этой богини: Намаки и Хияки.
Но что такого интересного нашли ученые в Хаумее? Для прохождения вокруг Солнца Хаумее необходимо всего двести восемьдесят пять лет. Самое близкое расстояние, на которое может подходить планета к Солнцу равняется тридцати четырехкратному расстоянию Земли от Солнца. Ну, а самое дальнее дальше земного в пятьдесят один раз. Эти параметры в сочетании со слишком малым размером самого объекта сильно затрудняли ранние исследования этой планеты.
И несмотря на все трудности, все же в 2005 удалось рассмотреть первую луну Хаумеи. Скорость же вращения вокруг собственной оси у планеты составляет четыре земных часа. И это – самый короткий промежуток для объектов Солнечной системы.
Из-за столь быстрого вращения планете не удается принять сферическую форму. Она так и остается слишком вытянутой. Плотность же Хаумеи приближается к показателям Плутона. Известно, что по большей часть в составе планеты находятся каменистые структуры. Тело покрыто ледяной коркой, но имеет некое красное пятно, где, по всей вероятности, содержатся минералы и соединения органики.
Считается, что в самом начале своего жизненного пути Хаумеа выглядела как Плутон. То есть состояла наполовину из воды и наполовину из камня. Быстрое же ускорение телу придал, вероятно, столкнувшийся с планетой объект, который еще и сбил большую часть льда. Ну а луны по версии ученых образовались так же, как и земная. То есть, некогда были частью карлика.
| 
