Наша Солнечная система может быть самой близкой частью Вселенной к нам, если смотреть с Земли, но даже на ее задворках нас ждет много сюрпризов. Прошло несколько тысяч лет, прежде чем мы поняли, как планеты вращаются вокруг Солнца, и еще сотни, прежде чем мы обнаружили Уран и Нептун. Сегодня у нас есть четыре внутренних твердых планеты, пояс астероидов и четыре газовых гиганта со своими спутниками и кольцами.

Но за пределами Нептуна есть много неизвестных. Там гораздо больше, чем Плутон, кометы и пояс Койпера. Последние несколько десятилетий поисков выявили совершенно новые классы объектов, в том числе с загадочными орбитами, которые трудно объяснить.

В начале 1990-х годов ученые обнаружили первый объект Солнечной системы за пределами Нептуна, который не был частью системы Плутона. Поскольку наши телескопы становились лучше как с точки зрения величины (и могли видеть более тусклые объекты), так и поля зрения (площадь обзорного неба), мы получали возможность наблюдать все больше и больше объектов.

У большинства из них были подобные Плутону орбиты: их ближайшее приближение к Солнцу ставит их относительно близко к Нептуну. Хотя Нептун находится в 30 а.е. (1 а.е., как известно, это астрономическая единица, среднее расстояние от Земли до Солнца) от нас, почти все объекты за пределами Нептуна находятся в пределах 50 а.е. от Солнца. Все они классифицируются как часть пояса Койпера. За пределами этого пояса находится «обрыв Койпера», потому что число объектов стремительно уменьшается.

Но мы находили объекты, которые не являются частью пояса Койпера. Седна, открытая в 2003 году, была первым удивительным объектом, который попал в этот список. Ученые Майк Браун, Чад Трухильо и Дэвид Рабинович нашли большое тело 1000 км в поперечнике. Это сейчас известно, что Седна – карликовая планета. Но самое интересное во время ее открытия заключалось в орбите. Подходя ближе, Седна оказывается на расстоянии 76 а.е. от Солнца, но на удалении уходит до 1000 а.е. от светила.

И ей нужно больше 10000 лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца и не быть потревоженной Нептуном. Каким-то образом ей удалось заполучить такую странную орбиту. В статье, посвященной открытию, авторы указали и на возможность того, что причиной может быть еще не обнаруженная планета.

O cтaтуce Ceдны вce eщe вeдутcя cпopы. Ee oбнapужeниe вызвaлo paздop в мoмeнтe oпpeдeлeния плaнeты. Coглacнo MAC, плaнeтa oбязaнa oчиcтить cвoю тeppитopию oт лишниx oбъeктoв, чeгo Ceднa нe cдeлaлa. Ho для cтaтуca кapликoвoй плaнeты oнa тaкжe дoлжнa пpeбывaть в гидpocтaтичecкoм бaлaнce (cтaть cфepoидoм или эллипcoидoм). Пpи aльбeдo в 0.З2 и диaмeтpe – 915-1800 км eй xвaтaeт мaccы и яpкocти для фopмиpoвaния cфepoидa. Пoэтoму Ceдну cчитaют кapликoвoй плaнeтoй.

Koмaндa пoлaгaлa, чтo нeбecнoe тeлo пpинaдлeжит к Oблaку Oopтa, гдe пpoживaют кoмeты. Этo ocнoвывaлocь нa удaлeннocти Ceдны. Ee зaпиcaли кaк внутpeннee тeлo Oблaкa Oopтa. B тaкoм cцeнapии Coлнцe cфopмиpoвaлocь нa тeppитopии oткpытoгo cкoплeния c дpугими звeздaми. Co вpeмeнeм oни paзoшлиcь, a Ceднa пepeшлa нa coвpeмeнную opбиту. Эту идeю пoдтвepждaют кoмпьютepныe cимуляции.

Ecли бы Ceднa пoявилacь нa cвoeй тeпepeшнeй пoзиции, тo этo нaмeкaлo бы нa дaльнeйшee pacшиpeниe пpoтoплaнeтнoгo диcкa. Toгдa ee opбитa былa бы бoлee кpугoвoй. Пoтoму пpишлocь бы пpитянуть ee мoщнoй гpaвитaциeй oт дpугoгo oбъeктa. Или жe opбитa мoглa cфopмиpoвaтьcя oт кoнтaктa c кpупным двoичным coceдoм, oтдaлeнным нa 1000 a.e. oт Coлнцa. Cpeди вapиaнтoв дaжe paccмaтpивaли Heмeзиду. Ho пpямыx дoкaзaтeльcтв нeт.

Eщe oднa тeopия гoвopит, чтo Ceднa вooбщe пoявилacь зa пpeдeлaми cиcтeмы и пpитянулacь нaшeй звeздoй. Koгдa зeмнaя тexникa пpoдвинeтcя в paзвитии, мы cмoжeм пoлучить бoльшe дaнныx oб Oблaкe Oopтa и тoгдa pacшиpим cвoe пoнимaниe фopмиpoвaния cиcтeмы.

90377 Седна (Седна) – это крупный планетоид во внешних пределах Солнечной системы. В 2020 году планета находилась на расстоянии около 85 а.е. (1,27×10¹⁰ км) от Солнца. Это в три раза дальше, чем Нептун. Исследования показали, что поверхностный состав Седны аналогичен составу некоторых других транснептуновых объектов, которые в основном представляют собой смесь воды, метана и азотных льдов. Её поверхность является одной из самых красных среди объектов Солнечной системы.

Седна (условно обозначенная 2003 VB12) была открыта Майклом Брауном, Чадвиком Трухильо и Дэвидом Рабиновичем 14 ноября 2003 года. Открытие стало частью исследования, начатого в 2001 году телескопом Samuel Oschin в обсерватории Паломар. В этот день было замечено, что объект перемещается на 4,6 угловых секунды более 3,1 часа относительно звезд, что свидетельствует о том, что она находится на расстоянии около 100 а.е.

Последующие наблюдения были проведены в ноябре–декабре 2003 года с помощью телескопа СМАРТС, Тенагра IV и Обсерватории Кека позволили точно определить её орбиту. Расчеты показали, что объект движется по удаленной сильно эксцентричной орбите, на расстоянии 90,3 а.е. от Солнца.

Браун первоначально прозвал Седну “Летучий Голландец”, в честь легендарного корабля-призрака, потому что его медленное движение первоначально маскировало его присутствие от его команды. В качестве официального названия объекта Браун остановил свой выбор на “Седне”.

Название из мифологии инуитов, которое Браун выбрал отчасти потому, что инуиты были самой близкой полярной культурой к его дому в Пасадене, а отчасти потому, что имя, в отличие от Квавар, было бы легко произносимо.

Браун на своем сайте написал: НАШ НЕДАВНО ОБНАРУЖЕННЫЙ ОБЪЕКТ ЯВЛЯЕТСЯ САМЫМ ХОЛОДНЫМ, САМЫМ ОТДАЛЕННЫМ МЕСТОМ, ИЗВЕСТНЫМ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ, ПОЭТОМУ МЫ СЧИТАЕМ УМЕСТНЫМ НАЗВАТЬ ЕГО В ЧЕСТЬ СЕДНЫ, ИНУИТСКОЙ БОГИНИ МОРЯ, КОТОРАЯ ЖИВЕТ НА ДНЕ ХОЛОДНОГО СЕВЕРНОГО ЛЕДОВИТОГО ОКЕАНА.

Седна имеет второй по длительности орбитальный период любого известного объекта в Солнечной системе и составляет примерно 11400 лет. Её орбита чрезвычайно эксцентрична, расстояние при максимальном удалении от Солнца составляет 937 а.е., а при максимальном сближении – 76 а.е.

Даже когда Седна приближается к своему перигелию в середине 2076 года, Солнце будет выглядеть просто как чрезвычайно яркая точка на небе.

Планета Седна имеет диаметр примерно 1000 км. В 2004 году первооткрыватели установили верхний предел его диаметра в 1800 км, но к 2007 году он был пересмотрен вниз до менее чем 1600 км после наблюдения с помощью космического телескопа Spitzer. В 2012 году измерения из космической обсерватории Гершеля показали, что диаметр Седны составил 995±80 км, что сделает его меньше, чем у Харона. Поскольку Седна не имеет известных спутников, определение ее массы в настоящее время невозможно без отправки космического зонда. В настоящее время Седна является крупнейшим транснептуновым орбитальным солнечным объектом, не имеющим спутника.

Наблюдения с телескопа SMARTS показывают, что в видимом свете Седна является одним из самых красных объектов в Солнечной системе, почти таким же красным, как Марс. Предполагается, что темно-красный цвет Седны вызван поверхностным покрытием углеводородного шлама из более простых органических соединений после длительного воздействия ультрафиолетового излучения. Поверхность планеты однородна по цвету и спектру, а это может быть связано с тем, что Седна, редко подвергается воздействию других тел.

Ученые установили верхние пределы в поверхностном составе Седны: 60% для метанового льда и 70% для водяного льда. При сравнении спектра Седны со спектром Тритона и обнаружили слабые полосы поглощения, принадлежащие метановым и азотным льдам. Исходя из этих наблюдений, они предложили следующую модель поверхности: 24% толинов Тритон-типа, 7% аморфного углерода, 10% азотных льдов, 26% метанола и 33% метана.

Обнаружение метановых и водных льдов было подтверждено в 2006 году с помощью средне-инфракрасной фотометрии космического телескопа Spitzer. Присутствие азота на поверхности предполагает возможность того, что, по крайней мере на короткое время, Седна может иметь разреженную атмосферу. В течение 200-летнего периода вблизи перигелия максимальная температура на Седне должна превышать -237,6°С. Седна слишком холодна, чтобы метан испарялся с ее поверхности и затем падал обратно в виде снега, что происходит на Тритоне и, вероятно, на Плутоне.

Модели внутреннего нагрева с помощью радиоактивного распада предполагают, что Седна может быть способна поддерживать подповерхностный океан жидкой воды.

Планета Седна придет в перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты планеты) примерно в 2075-2076 годах. Такое близкое приближение к Солнцу дает возможность для изучения, которое не повторится в течение 12000 лет.

НАСА, как известно, не рассматривает какой-либо тип миссии в настоящее время. Было подсчитано, что полет на орбиту Седны может занять 24,48 года с использованием гравитационного ассистента Юпитера, основанного на датах запуска 6 мая 2033 года и 23 июня 2046 года. Когда космический корабль прибудет, Седна будет находиться на расстоянии 77,27 или 76,43 а.е. от Солнца.

До сих пор неизвестно, как Седна выглядит. Но астрономы уже знают цвет, состав и даже детальные орбитальные характеристики планеты – а именно:
• Размеры Седны достаточно большие – ее диаметр колеблется около 1000 километров, делая ее тем самым шестой по величине среди транснептуновых объектов. Для сравнения, первые места занимают Плутон и Эрида с поперечниками в 2368 и 2340 километров соответственно.
• Состав Седны был вычислен при помощи ряда спектрографических исследований, проведенных тремя орбитальными телескопами. Он схож с составами других транснептуновых планет, комет и спутников газовых гигантов – были обнаружены признаки водяного льда, а также льдов замерзших органических веществ. Итоговую плотность Седны астрофизики оценивают как 2 г/см³ – сравнимо с плотностью обычной кухонной соли.
• Важный факт – органика в составе поверхности Седны не является признаком существования на планете жизни в прошлом или настоящем. Но присутствие органических веществ является необходимым фактором для ее возникновения.
• Форма и специфика поверхности Седны неизвестны. Однако ученые выяснили, что поверхность планета красная – такая же, как у Марса. Также предполагается, что у планеты будет правильная, шарообразная форма – ее размеров и предполагаемого веса достаточно для сферизации. Такой форме еще способствует удаленность планеты от какого-то либо крупного объекта, способного мешать ей своей гравитацией.
• Но интересуются Седной ученые в первую очередь за ее орбитальные характеристики. Главной из них является отдаленность перигелия от Солнца – 76,3 астрономической единицы, и эксцентричность афелия почти в 1000 а.е., который доходит до внутренних границ облака Оорта. На прохождение громадной дистанции своей орбиты, Седна тратит 4,5 миллиона дней, что немногим больше 12 тысяч лет. Таким образом, весь путь человека от обезьяны до сегодняшнего времени прошел за 166 седнианских лет.

Почему Седна так привлекает астрономов? Тайна отдаленности ее орбиты может рассказать многое про историю образования Солнечной системы, построенную сейчас преимущественно на теориях. Кроме того, сама Седна – настоящая археологическая памятка, поскольку благодаря своей изолированности от других объектов сохранила свойства, присущие первоначальному материалу нашей системы. Недаром НАСА ее внесло в список запланированных исследований. Правда, для того чтобы достигнуть расстояния, равного ближайшей возможной дистанции к Седне, зонду «Вояджер-1» понадобилось ¬бы больше 30 лет.

Обнаружила отдаленную Седну 14 ноября 2003 года сборная команда астрономов – Чедвик Трухильо, Дэвид Рабиновиц и Майкл Браун. Он возглавлял проект и большинство дальнейших исследований Седны. Брауна можно назвать одним из самых выдающихся астрономов современности – он открыл 16 транснептуновых объектов, среди которых Эрида и Квавар, крупное небесное тело размером в треть Луны. Еще он открыл астероид Ромулус I – часть тройного астероида (87) Сильвия.

Также Майкл Браун известен простотой и доступностью своих научных трудов и пренебрежением академическими формальностями – например, он назвал Эриду и ее спутник Дисномию Ксеной и Габриэллой в честь одноименных персонажей телесериала «Ксена: принцесса-воин». Седна же получила свое название от эскимосской богини морей, живущей на дне Северного ледовитого океана. Астронома вдохновило то, что Седна улетает на рекордное состояние от Солнца и на ней много льдов и очень холодно – в среднем около -260 °С. Это всего лишь на 13 градусов теплее абсолютного ноля.

Открыли Седну на базе Паломарской обсерватории, во время масштабной программы поиска удаленных объектов Солнечной системы. На момент обнаружения планета была отдалена на дистанцию около 100 астрономических единиц – засечь столь маленькое тело позволил телескоп Шмидта длиною в 1,2 метра и с камерой разрешением в 172 мегапикселя. Одна фотография такой камеры не поместилась бы на 4-гигабайтную флешку.

После обнаружения новой планеты на нее обратились взоры телескопов всего мира – но первую скрипку продолжала играть команда Брауна. Продолжив исследования, они вычислили предварительную орбиту Седны – с помощью этого удалось отследить планету на фотографиях вплоть до 1990 года и высчитать ее орбиту точнее. С определением размеров пришлось куда сложнее – окончательный результат был получен лишь в 2012 году с орбитального телескопа Гершеля. ¬

Немалую роль в изучении Седны сыграли мощности обсерватории Тенагра, размещенной в штате Аризона. Несмотря на то что обсерватория принадлежит к числу лучших лабораторий США, ее построил любитель – Майкл Шварц, профессиональный археолог. Астрономия была мечтой его детства – и, реализовав себя в другой сфере деятельности, он воплотил ее с лихвой.

Но «отношения» астрономов и Седны только начинаются. В 2075 году планета максимально приблизится к Солнцу – в этот период ее можно будет куда детальнее изучить с помощью телескопов. В честь редкой гостьи, прилетающей раз в 12 тысяч лет, ученые могут запустить к ней зонд с комплексной исследовательской программой – вроде «Вояджеров» или «Новых Горизонтов».

Происхождение Седны – ключ к разгадке тайн Солнечной системы. И все-таки откуда взялась Седна? И если она действительно может быть планетой – так почему форма ее орбиты больше похожа на траекторию кометы, но никак не планетного объекта? Ответ нам дает история того, как Солнечная система приняла свой нынешний вид.

Многие астероиды Главного пояса могли бы стать сферами и даже слиться в одну планету, если бы не массивный Юпитер. Его воздействие помешало планетообразованию между ним и Марсом. Более того, он «украл» и рассеял часть вещества, из-за чего суммарная масса всех астероидов Главного пояса не превышает 30% массы Земли.

Подобным образом ведут себя и другие газовые гиганты вроде Нептуна и Урана. Именно их воздействием можно было бы объяснить эксцентричность – то есть значительную растянутость – орбиты Седны. Но так как перигелий планеты не вписывается в планетарную зону, ограниченную 50 астрономическими единицами, известные объекты не могли бы так повлиять.

Более того, все указывает на прежнюю «классичность» траектории движения Седны – она могла даже проходить по эклиптике, плоскости орбиты Земли и других «настоящих» планет. Этим не может похвастаться Плутон, орбита которого пересекает орбиты соседей. Как же Седна оказалась в нынешнем положении? Есть три главных теории:
• Первая теория предполагает наличие за пределами орбиты Нептуна крупной планеты, которая могла бы рассеять траекторию Седны так, как рассеял Нептун траектории множества объектов пояса Койпера и комет. Но астрономы уже изучили 80% зоны эклиптики, и до сих пор не обнаружили подходящее космическое тело.
• Вторая теория базируется на схожести орбиты Седны с вытянутыми траекториями комет. В начале формирования Солнечной системы кометы были заброшены планетами-гигантами далеко за пояс Койпера к гипотетической границе – облаку Оорта. Там они испытывают влияние уже внешних, не солнечных гравитационных сил и улетают еще дальше. Но для этого надо удалиться минимум на 100 тысяч астрономических единиц – а Седна, по самым смелым расчетам, достигает дистанции «лишь» в 1000 а.е.

Теория влияния на Седну из-за пределов нашей системы действительно имеет место быть. Но только в том случае, если где-то в начале истории Солнечной системы мимо нее пролетела другая звезда, массой равна нашему светилу. Да еще и очень близко – в пределах 500 а.е. Но тогда за орбитой Нептуна было бы очень много объектов, похожих на Седну. Так как периоды обращения таких тел велики – у самой Седны он составляет больше 11 тысяч лет – то их еще только предстоит обнаружить.

• Но есть и третья теория, идущая куда дальше первых двух – она предполагает рождение Солнца в крупном скоплении звезд. Ей есть несколько подтверждений. Быстрое сближение с массивным телом, предлагаемое предыдущей версией, не могло бы построить столь сложную орбиту, как Седны. Кроме того, это вписывается в одну из концепций формирования облака Оорта.

Для окончательного вывода нужны дальнейшие наблюдения. Во время исследования, обнаружившего Седну, команда первооткрывателей нашла 40 новых транснептуновых объектов. Во всем мире тогда их насчитывалось около 800 – и только одна Седна обладала уникальными свойствами. На сегодняшний день уже введен класс седноидов – крупных космических тел, чьи орбитальные характеристики напоминают Седну. Кроме самой родоначальницы, в классе уже присутствует 2012 VP113 Байден, неофициально названый в честь американского вице-президента.

Интересный факт – неформальность в процедуре именования, похоже, станет фирменной чертой седноидов. Сама Седна получила свое название еще до того, как ей успели присвоить идентификационный номер. Некоторые астрономы грозились неуемному ученому Майклу Брауну не принять опубликованное им раньше времени название – но на заседании Международного астрономического союза его приняли единогласно.

Как уже было сказано выше, Седна – одно из самых красных космических тел Солнечной системы. Красителем поверхности планеты выступает толин – смесь распавшихся под воздействием ультрафиолетового излучения органических веществ. По результатам спектрального анализа, органика в виде метанового льда и производных составляет 83% поверхности Седны, с примесями углерода и азота.

Однако структура Седны предполагает также наличие большого количества воды – до 70 процентов от массы планеты. Она может встречаться не только в виде глубинных льдов, как на спутниках газовых гигантов и Плутоне, но и жидкой – процессы радиоактивного распада могут поддерживать целый океан воды под твердой корой Седны.

Интересный факт – азот на поверхности Седны может испаряться в моменты прохождения перигелия, образуя слабую атмосферу плотностью в одну десятитысячную атмосферы Земли. Она могла бы быть куда плотнее, если Седна бы подлетала ближе к Солнцу. Тогда метан на поверхности испарялся бы и выпадал в виде снега – так происходит на Тритоне, спутнике Нептуна.

Занимающийся сейчас поиском родственников планеты Майкл Браун считает, что общая масса седноидов может превысить массу Земли в 5 раз. А это значит, что открытия только начинаются.