Противоречията във връзка с Плутон: Какво все пак е планета?

автор д-р Нийл Деграс Тайсън

През август 2006 г. Общото събрание на Международния астрономически съюз (IAU) гласува решение, с което калисфицира Плутон като планета джудже. Но защо астрономите от тази организация смятат, че имат право да променят статуса на Плутон? Не е ли същото, все едно щатът Калифорния да обяви, че Лихтенщайн не е държава?

Изглежда, че понятието планета има някаква ирационална тежест за сърцата и умовете ни. Това е било логично по времето, когато заедно със звездите планетите са били единствените познати тела в космоса – преди телескопите да могат да наблюдават раждането на далечни галактики, преди космически сонди да кацнат на комета и преди да разберем историята на космическите сблъсъци, които свързват небесните тела, малки и големи.

Нека разгледаме Плутон отново – не спрямо закостенялата класификация, а в контекста на научната му важност – и как нарастващите знания за Плутон допринасят към усилията на човечеството да проумее Космоса.

Целият шум около Плутон произлиза от прост проблем. Етикетът планета произлязъл в Древна Гърция. Думата просто означавала "блуждаещ" и се отнасяла до седем видни небесни тела – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Слънцето и Луната – които се движели на фона на звездите.

Животът станал много по-сложен през 1543 г., когато Николай Коперник описал по нов начин Слънчевата система. В неговата хелиоцентрична Вселена, вместо да стои неподвижна в центъра, Земята се движи около Слънцето, точно както другите тела. В този момент думата планета загубила астрономическото си значение. Астрономите тактично се съгласили, че това, което обикаля по орбита около Слънцето, е планета, а това, което обикаля по орбита около една планета, е луна.

Това не би било проблем, ако космическите открития бяха приключили с Коперник. Но скоро след това било установено, че кометите също се движат по орбити около Слънцето и не са феномен на местната атмосфера, както дълго се смятало. Кометите са ледени тела, движещи се по издължени орбити, които хвърлят дълга опашка газове, когато са близо до Слънцето. И те ли са планети? Ами късовете скали и метал, които обикалят по орбити около Слънцето в астероидния пояс между Марс и Юпитер? Когато Церес, първото такова тяло, било засечено от Джузепе Пиаци през 1801 г., всички го нарекли планета. С откритието на още десетки такива тела станало ясно, че те заслужават собствена класификация. Астрономите нарекли астероиди тези малки тела, изградени от скали и минерали, и сега имаме каталогизирани стотици хиляди такива.

Дори традиционните планети не образуват еднородна категория. Скалистите планети (Меркурий, Венера, Земята, Марс) образуват семейство, понеже са сравнително малки и скалисти, докато газовите планети (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) са газови гиганти, които имат много спътници и носят пръстени.

Броят на планетите спаднал до шест, когато Слънцето и Луната били извадени от групата, а била добавена Земята. Когато през 1781 г. бил открит Уран, броят на планетите отново се покачил до 7. Скочил на 11 след откриването на четирите големи тела в областта между Марс и Юпитер. После паднал обратно до седем, след като тези четири тела, заедно с другите в областта, които все още не били открити, били обявени за астероиди. След откриването на Нептун през 1846 г. общият брой станал осем.

Когато астрономът Клайд Томбоу открил Плутон през 1930 г. след продължително търсене на дълго подозираната Планета Х отвън Нептун, броят се покачил до сега познатия девет. Но подобрени измервания показали, че тялото е много, много по-малко, отколкото в началото се смятало: всъщност, по-малко от шест от сателитите в Слънчевата система, включително Луната на Земята.

Историята поела по нов обрат през 1992 г., когато Дейвид Джуит от университета в Хавай и Джейн Луу от Масачузетския технологичен институт започнали да засичат поток от замръзнали тела в краищата на Слънчевата система, или отвъд Нептун. Тази област с ледени тела била наречена пояс на Кайпер в чест на родения в Нидерландия американски астроном Герард Кайпер, който предвидил съществуването му. Плутон е един от най-големите му членове. За разлика от астероидите в пояса между Марс и Юпитер, тези тела представляват друга категория тела в Слънчевата система. Оттогава са били каталогизирани над 800 тела в пояса на Кайпер. Трябва ли всички те да бъдат наречени планети?

Намираме се на Генералната асамблея на Международния астрономически съюз, срещаща се в Прага през август 2006 г. Първо изглеждало, че IUA смята да защити статута на Плутон като планета. На 16 август, след много срещи през годината, седемчленният Комитет за определяне на планетите утвърдил, че кръглите тела в орбита около Слънцето са планети. Закръглеността (въпреки че не е задължително да е перфектно сферична форма), обосновали се от комитета, показвала наличието на баланс между гравитационните сили, привличащи материята навътре, и вътрешното налягане, тласкащо навън от вътрешността на небесно тяло: важно от научна гледна точка състояние, наречено хидростатично равновесие.

Тъй като Плутон отговаря на това условие, това би дало на всеки правото да постави Плутон и Юпитер в една и съща категория, въпреки че Юпитер е 250 000 пъти по-голям. По този критерий поне още три допълнителни тела можело да бъдат определени като годни да получат статут на планети – тела, които са постигнали хидростатично равновесие, но преди са били смятани за "твърде малки".

Така за една седмица през 2006 г. планетите били 12 на брой. Заради съответствие на критерия за закръгленост на IAU били добавени Церера, най-големият астероид; луната на Плутон Харон, която е необичайно голяма спрямо Плутон; и още едно тяло от пояса на Кайпер – 2003 UB313 – първоначално наречено на принцесата-войн Зина от едноименния сериал (на англ. Xena), но сега официално прекръстено на името на гръцката богиня на раздора Ерида.

Плутонофилите имали около седмица да се радват, преди астрономите да донагласят определението си: една планета трябва също така да е най-масивното тяло в своята орбитална област. Бедният Плутон е ограден от хиляди други ледени тела във външната Слънчева система, някои по-големи от самия него, така че той се провалил на този тест. По този критерий отпаднали също така и Церера, Харон и Ерида. За да успокоят защитниците на Плутон, IAU решили да го нарекат планета джудже, без ясно да квалифицират какво е.

Днес официално броят на планетите в Слънчевата система отново е осем – деветте, които се учеха в училище, минус Плутон.

Изреждането на планетите окуражава изобретателни мнемоники, като "My Very Educated Mother Just Served Us Nine Pizzas" — или вероятният ѝ наследник: "My Very Educated Mother Just Served Us Noodles." Или Nectarines. Или Nopalitos! Може да се твърди, че такова упражнение по броене е въодушевило любопитството на цяло поколение деца. Изброяването и наизустяването ограничават способността ни да оценяваме богатството на окръжаващия ни космос. От друга страна, добре известно е, че конкретността на списъците и текстовете помага на учениците да свържат абстрактни концепции с осезаеми инструменти за учене.

Най-доброто решение вероятно стои по средата. Засега планета джудже се дефинира като тяло от Слънчевата система, което орбитира около Слънцето, има приблизително сферична форма, не е спътник и споделя областта около орбитата си с други небесни тела. Но кой може да каже докога ще е в сила тази класификация?

Представи си урок за Слънчевата система, който започва с понятието плътност – доста сложно понятие за третокласници, но не недостижимо. Скалите и металите имат висока плътност. Балоните и плажните топки имат ниска плътност. Раздели вътрешните и външните планети по този начин – като космически примери за обекти с висока и ниска плътност. Забавлявай се със Сатурн, чиято плътност, подобно на тази на корка, е по-малка от плътността на водата. (За разлика от всяко друго тяло в Слънчевата система, Сатурн ще плава.)

Може би са ти интересни критериите за закръгленост и изолация. Те са достатъчно общи, че да важат и за малкия, каменист, богат на желязо Меркурий, и за огромния газов гигант Юпитер. Ами ако други характеристики или феномени разпалят интереса ти? Представи си, например, че се интересуваш от циклоните. Плътните, динамични атмосфери на Земята и Юпитер създават идеални условия за тези бури, така че те могат да бъдат групирани заедно по този критерий. Удивяваш се от химията на живота? Ледените спътници като Европа на Юпитер и Енцелад на Сатурн може да са най-подходящите извънземни дестинации в търсенето на течна вода, жизненоважна съставка за живота такъв, какъвто го познаваме. Вероятно мислиш, че системите от пръстени са готини, или магнитните полета, или размера, или масата, или състава, или близостта до Слънцето, или историята на формиране. Всеки от тези въпроси може да служи като вектор за проучване на телата, които населяват Слънчевата система.

Тези класификации ни казват много повече за едно тяло от това дали е кръгло или е единствено в неговата област, или в каквато там категория го поставяме. Защо да не разглеждаме Слънчевата система като множество припокриващи се семейства тела? После начинът, по който ще ги организираш, зависи от теб. Съдбата на Плутон не трябва да се драматизира. Вместо това може да даде начало на изцяло нов начин да разглеждаме нашия космически квартал.

Независимо от това как ще се развие научният дебат около Плутон в следващите години, той ще остане любима малка ледена топка прах за милиони хора – и катализатор за научно любопитство и въодушевление. И ако обичаш Плутон, можеш да се успокоиш, че планетата джудже няма да бъде забравена.