Седна

Седна – це невелике небесне тіло, відкрите 2003 року на самому краю Сонячної системи​. На момент відкриття вона була найвіддаленішим об’єктом, який будь-коли спостерігали в орбіті навколо Сонця, знаходячись у зовнішніх межах Сонячної системи​ Седна привернула увагу вчених своєю надзвичайно витягнутою орбітою та віддаленим розташуванням, що виділяє її серед інших відомих об’єктів за Нептуном​.

Чому іноді її називають не Седна, а просто число 90377. Відповідь проста 90377— це офіційний номер астероїда, присвоєний Седні в Центрі малих планет (MPC). Він використовується в каталогах для ідентифікації небесного тіла.

Відкриття та назва

Седну виявила команда американських астрономів на чолі з Майком Брауном у листопаді 2003 року в обсерваторії Маунт-Паломар у Каліфорнії​ На той час об’єкт перебував на відстані близько 13 млрд км від Сонця (приблизно 8 млрд миль), що стало рекордом – ніколи раніше астрономи не спостерігали об’єкт настільки далеко від Сонця​ Нововідкритому світу присвоїли назву Седна на честь міфологічної ескімоської богині моря, яка за легендою живе в крижаній глибині Арктичного океану​.

Ця назва вдало підкреслює екстремально холодне і віддалене середовище, в якому знаходиться дане небесне тіло. Відкрити Седну вдалося завдяки уважному аналізу серії знімків: на великих відстанях вона зміщувалась дуже повільно на тлі зір, і саме цей ледь помітний рух видав її присутність​

Орбіта і відстань

Орбіта Седни надзвичайно витягнута та простягається далеко за межі поясу Койпера. У перигелії (найближчій до Сонця точці) Седна наближається приблизно на 76–80 астрономічних одиниць (а.о.) до Сонця​, тобто у 76–80 разів далі, ніж Земля, і все ще більш ніж вдвічі далі, ніж орбіта Плутона. В афелії ж вона віддаляється на колосальні ~1000 а.о. від Сонця​.

Для порівняння, Нептун обертається на відстані ~30 а.о., а навіть космічні апарати «Вояджер», запущені у 1977 році, щойно перетнули межі 150 а.о. від Сонця​. Повний оберт Седни навколо Сонця триває приблизно 10–12 тисяч років​. Зараз цей об’єкт перебуває відносно близько до Сонця (найближче зближення очікується близько 2076 року), після чого він знову вирушить у глибини космосу на тисячоліття​. Фактично, протягом нашого життя Седна проходитиме через перигелій, що дає унікальну можливість вивчати її – наступного такого шансу доведеться чекати близько десяти тисячоліть​

Незважаючи на свою величезну орбіту, Седна все ж знаходиться ближче, ніж вважалося для об’єктів хмари Оорта. Раніше астрономи припускали, що внутрішній край хмари Оорта (сферичної області кометних ядер, звідки прилітають довгоперіодичні комети) починається набагато далі від Сонця. Орбіта Седни лежить приблизно вдесятеро ближче за очікувану межу хмари Оорта, що змушує переглянути її розміри​.

Інакше кажучи, присутність такого об’єкта, як Седна, свідчить, що хмара Оорта може починатися значно ближче до Сонця, ніж прогнозували раніше​. На такій екстремальній відстані Сонце з поверхні Седни виглядало б лише крихітною яскравою зіркою на чорному небі – не більшим за інші зорі​. Це підкреслює, наскільки ізольованим є цей далекий світ.

Розміри та фізичні характеристики

Хоча через велику відстань точні параметри Седни визначити важко, оцінки її розмірів свідчать, що діаметр становить приблизно від 1000 до 1500 км​. За цим показником Седна трохи менша за Плутон (діаметр ~2377 км) та близька до розмірів карликової планети Церери (~946 км)​.

З огляду на такі розміри, Седна, ймовірно, має майже сферичну форму, тобто може вважатися карликовою планетою або планетоїдом. Її поверхня відбиває дуже червоне світло – Седна виявилася другим за червоністю об’єктом Сонячної системи після Марса​

Вчені припускають, що цей червоний відтінок зумовлений наявністю на поверхні складних органічних сполук – так званих толінів, подібних до тих, що забарвлюють Плутон і деякі інші транснептунові об’єкти​. Спектральні спостереження свідчать про присутність на Седні замерзлих газів, зокрема метану та, ймовірно, водяного льоду, але через низьку температуру (Седна настільки холодна, що більшу частину часу навіть метан залишається твердим) її поверхня залишається стабільною і майже незмінною​.

Лише коли Седна наближається до Сонця раз на 11 тисяч років, можливо, деякі замерзлі гази частково сублімують, утворюючи тимчасову тонку атмосферу, наприклад з азоту, яка швидко зникає в міру віддалення від Сонця​

Цікавим аспектом Седни була загадка її обертання. Спершу астрономи помітили, що Седна обертається надзвичайно повільно: одна доба на Седні (повний оберт навколо осі) за початковими оцінками тривала близько 20–50 земних днів​.

Така повільна ротація є аномальною для малих тіл і зазвичай пояснюється приливним гальмуванням від великого супутника (подібно до того, як великий Місяць Харон впливає на обертання Плутона). Відтак виникла гіпотеза, що у Седни може бути масивний супутник, гравітація якого уповільнила її оберт​.

Проте зображення, отримані телескопом «Хаббл», не виявили жодного місяця достатнього розміру, щоб викликати такий ефект. Згодом загадка розв’язалася: у 2005 році нові вимірювання показали, що Седна обертається набагато швидше – приблизно один раз за 10 годин.​

Такий період обертання є цілком типовим для об’єктів подібного розміру і не потребує присутності супутника для пояснення​. Отже, припущення про «відсутній місяць» не підтвердилося – виявилося, що місяця, імовірно, ніколи й не було, а повільна доба була помилковим виміром​

Походження загадкової орбіти

Незвичайна орбіта Седни – одне з найбільших її таємниць. Вона сильно відрізняється від майже колових орбіт планет і навіть від типових об’єктів пояса Койпера. Виникає питання: яким чином Седна опинилася на настільки віддаленій та витягнутій орбіті? Астрономи висунули декілька гіпотез, намагаючись пояснити її походження. Одна з ідей полягає в тому, що в далекому минулому через зовнішні області нашої Сонячної системи пройшла чужа зірка, гравітаційне тяжіння якої «виштовхнуло» Седну на її нинішню орбіту​.

Така подія могла статися під час формування Сонця, коли воно знаходилося у щільному скупченні зір, і зближені проходження зір не були рідкістю. Інша популярна гіпотеза припускає існування невідкритої наразі масивної планети на околицях Сонячної системи – так званої Дев’ятої планети. За цією теорією, невідома планета масою приблизно в 10 разів більшою за земну могла гравітаційно збурити орбіту Седни, а також інших подібних об’єктів, відкинувши їх на далекі еліптичні траєкторії​.

Не виключено й комбінованого впливу: наприклад, кількох близьких проходжень зір разом із наявністю далекої планети – поки що жодну з версій не підтверджено остаточно.

Довгий час Седна залишалась унікальним випадком, однак нові відкриття надали більше підказок.

У 2012 році було виявлено ще один об’єкт з подібною орбітою – 2012 VP<sub>113</sub (неофіційно прозваний «Байден»)​. Він також має надвитягнуту орбіту, що схожу за параметрами на орбіту Седни, хоча і трохи ближчу до Сонця. Наявність другого прикладу подібного об’єкта підсилює правдоподібність версій про спільний гравітаційний вплив – чи то зірки, чи то планети – який у минулому сформував орбіти і Седни, і 2012 VP₁₁₃​.

Таким чином, Седна відкрила цілий новий напрям досліджень: її існування свідчить про те, що окраїни Сонячної системи зберігають сліди давніх динамічних подій, які ми лише починаємо розгадувати​.

Основні характеристики

Через велику віддаленість від центральної зорі Седну важко вивчати. Для визначення її основних параметрів астрономи використовували потужні інфрачервоні телескопи “Спітцер” і “Гершель”.

Середній діаметр небесного тіла Седна становить 996 км, що ставить її на п’яте місце серед найбільших транснептунових об’єктів. Її маса поки що не встановлена точно. За різними підрахунками, вона становить від 1,1 × 10²¹ кг

Також складно визначити хімічний склад її поверхні. Під час спостережень із Землі вона має яскраво-червоний відтінок. Дослідники припускають, що такий колір зумовлений наявністю толіну – полімеризованих сонячним випромінюванням вуглеводнів. Під ним, імовірно, знаходяться шари водяного, метанового та азотного льоду.

Попри наявність органічних сполук, життя на Седні неможливе. Через значну віддаленість від Сонця температура на її поверхні не перевищує -233°C. Атмосфера у Седни відсутня. Залишкові сліди газової оболонки, зафіксовані при спектральному аналізі, є випаровуванням льодового покриву.

Значення для науки та перспективи

Відкриття Седни розширило межі відомої Сонячної системи та дало поштовх до переосмислення категорій небесних тіл. У перші роки після 2003-го астрономи знаходили все більше великих об’єктів за межами орбіти Нептуна – таких, як Квавар, Хаумеа, Макемаке, Еріда та сама Седна. Виявлення цих далеких світів, близьких за розміром до Плутона, продемонструвало, що Плутон вже не є унікальним «дев’ятим» планетою​. Це зрештою призвело до перегляду визначення планети: у 2006 році Міжнародний астрономічний союз виключив Плутон зі списку планет і запровадив нову категорію – карликові планети​.

Седна, з огляду на її розміри та орбіту, розглядається як один із кандидатів у карликові планети, хоча формально цей статус їй поки не присвоєно. Її присутність на околицях Сонячної системи підтвердила, що пояс Койпера переходить у ще більш далеку область – внутрішню хмару Оорта, – де можуть існувати інші подібні об’єкти.

Седна залишається об’єктом великого інтересу для астрономів. Її надзвичайна віддаленість і тривалий орбітальний період роблять кожне зближення з Сонцем дуже рідкісним явищем. Поточне відносне наближення Седни до нас – це унікальний шанс дослідити цей об’єкт безпрецедентно детально. Вчені вже обговорюють можливості запуску космічної місії до Седни.

Розрахунки показують, що оптимальними є стартові вікна близько 2029 або 2034 років. Аби досягти Седни до того, як вона надто віддалиться​. Передбачається складна траєкторія з гравітаційними маневрами біля планет. Подібно до того, як «Вояджери» використали гравітацію Юпітера для прискорення до околиць Сонячної системи​. Хоча такі плани поки що перебувають на стадії проєктів, сама можливість відправити зонд до Седни робить її ще більш захопливою ціллю.

Седна проливає світло на формування та еволюцію Сонячної системи. Її існування свідчить про динамічні події в ранній історії нашої планетної системи і натякає на наявність невідкритих далеких світів. Кожне нове відкриття, пов’язане з Седною, допомагає нам краще зрозуміти межі Сонячної системи та умови, що панують у міжзоряному просторі на її периферії.

В найближчі десятиліття, спостерігаючи за зближенням Седни з Сонцем і, можливо, здійснивши до неї космічну місію. Наука зможе отримати безцінні дані про цей загадковий об’єкт.