Когда речь заходит о далёких окраинах Солнечной системы, воображение обычно рисует Плутон с его ледяными горами или загадочную Эриду, из-за которой в своё время разгорелись нешуточные астрономические страсти. Но есть в поясе Койпера объект, о котором говорят незаслуженно мало, хотя именно он, пожалуй, способен удивить сильнее всех своих соседей. Этот мир настолько необычен, что при первом знакомстве с его характеристиками возникает ощущение, будто природа решила поставить какой-то экстравагантный эксперимент.
Меня всегда завораживали объекты, которые не вписываются в привычные схемы. И когда я впервые углубился в данные о Хаумеа, то поймал себя на мысли, что передо мной — настоящий космический ребус. Судите сами: тело, которое вращается с бешеной скоростью, имеет кольца, нехарактерные для карликовых планет, и вдобавок связано с одной из самых неприятных историй о том, как учёные делят славу. Согласитесь, уже одно это интригует.
Форма, которая ломает стереотипы
Первое, что бросается в глаза при изучении Хаумеа, — её совершенно непривычная форма. Большинство крупных тел Солнечной системы под действием собственной гравитации стремятся принять форму, близкую к сфере. Хаумеа же вытянута, как дыня или мяч для американского футбола. По данным, полученным во время покрытия звезды в 2017 году, её размеры составляют примерно 2322 на 1704 на 1026 километров. Это не просто слегка сплюснутый шар — это настоящий эллипсоид с ярко выраженной вытянутостью.
Причина такой деформации кроется в невероятно быстром вращении. Полный оборот вокруг своей оси Хаумеа совершает всего за 3,9 часа. Для сравнения: Земле на это требуется двадцать четыре часа, а даже газовые гиганты, при всех своих колоссальных размерах, вращаются медленнее. Среди всех известных объектов Солнечной системы диаметром более ста километров Хаумеа — абсолютный рекордсмен по скорости вращения. Центробежная сила на её экваторе настолько велика, что планета буквально расплющивается. Если бы скорость вращения была хоть немного выше, тело просто разорвало бы на части.
Но самое интересное начинается, когда пытаешься понять внутреннее строение этого объекта. Долгое время предполагалось, что Хаумеа — плотное каменное тело, а её вытянутая форма объясняется гидростатическим равновесием. То есть гравитация и центробежная сила уравновешивают друг друга, и объект принимает устойчивую эллипсоидальную форму. Это, кстати, одно из ключевых условий для признания тела карликовой планетой. Однако уточнённые в 2017 году размеры преподнесли сюрприз: средняя плотность Хаумеа оказалась всего около 1,8 грамма на кубический сантиметр. Это слишком мало для однородного тела, находящегося в равновесии. Значит, внутри она неоднородна. Вероятно, у неё плотное каменное ядро и очень рыхлая ледяная мантия. А может быть, мы вообще ещё не до конца понимаем физику таких объектов. Некоторые исследователи уже ставят под сомнение сам статус Хаумеа как карликовой планеты. И в этом, пожалуй, кроется одна из самых интригующих научных загадок.
Любопытный нюанс: во время наблюдений 2017 года Хаумеа была повёрнута к нам вдоль своей длинной оси, поэтому предполагаемая «защипнутость» концов просто не могла быть видна. Астрономы с нетерпением ждали следующего покрытия звезды, намеченного на 2026 год, чтобы взглянуть на объект сбоку. Именно этот ракурс должен окончательно прояснить, находится ли Хаумеа в гидростатическом равновесии или её форма ещё более причудлива, чем мы думаем.
Кольца и спутники: неожиданная свита
Когда мы говорим о кольцах, на ум сразу приходит Сатурн — величественный гигант с ярко выраженной системой ледяных частиц. В крайнем случае можно вспомнить Уран. Но кольца у карликовой планеты в поясе Койпера? Это казалось чем-то из области фантастики. Однако в 2017 году астрономы сделали ошеломляющее заявление: у Хаумеа есть кольцо. Это первый известный случай кольцевой системы у объекта пояса Койпера.
Открытие произошло во время покрытия — события, когда планета проходит на фоне далёкой звезды и на короткое время заслоняет её свет. Наблюдая за этим процессом, учёные заметили, что перед главным покрытием и сразу после него свет звезды несколько раз мигнул. Это классический признак наличия колец: частицы льда и пыли, вращаясь вокруг планеты, поочерёдно перекрывали звёздный свет. Ширина кольца составляет около семидесяти километров, а его радиус — примерно 2287 километров от центра Хаумеа. Оно находится близко к резонансу 3:1 с вращением самой планеты и даёт около пяти процентов её общей яркости.
Помимо кольца, у Хаумеа есть два спутника, открытые ещё в 2005 году. Более крупный — Хииака — имеет около 350 километров в поперечнике. Второй — Намака — примерно вдвое меньше. Их назвали в честь дочерей гавайской богини Хаумеа: Хииака была богиней танца, а Намака — водным духом. Приятно осознавать, что традиция давать небесным телам мифологические имена вышла за рамки привычного римского пантеона и охватила культуры разных народов.
Ещё одна загадочная деталь — тёмно-красное пятно на поверхности Хаумеа. Его обнаружили по изменению яркости при вращении планеты. Что это такое, до сих пор точно неизвестно. Возможно, это ударный кратер, обнаживший более тёмный, богатый органикой материал. Или область, где лёд загрязнён какими-то минералами. В любом случае это пятно придаёт Хаумеа совершенно неповторимый облик — как родинка, только размером с целый континент.
Катастрофа, породившая целую семью
Как же сформировалась такая сложная и странная система? Наиболее правдоподобная гипотеза предполагает, что миллиарды лет назад Хаумеа была вполне заурядной карликовой планетой — более округлой и спокойной, состоящей из смеси льда и камня. Но затем в неё врезался другой крупный объект. Удар был чудовищной силы. Лёгкие компоненты — метан, азот — испарились или были выброшены в космическое пространство. От этого столкновения Хаумеа начала бешено вращаться, а обломки, оставшиеся на орбите, постепенно собрались в два спутника — Хииаку и Намаку.
Эта версия находит косвенное подтверждение. В поясе Койпера на похожих орбитах кружат несколько небольших тел, спектры которых совпадают со спектром Хаумеа. Скорее всего, это осколки того самого древнего катаклизма — целая семья фрагментов, разлетевшихся после столкновения. Хаумеа — самый крупный из выживших.
Условия на поверхности этой карликовой планеты экстремальны. Температура держится на отметке около минус двухсот двадцати трёх градусов по Цельсию. Атмосферы нет. Лёд твёрдый, как камень. О какой-либо жизни, разумеется, речи быть не может. Но именно эта суровая среда хранит в себе ключи к пониманию процессов, происходивших в ранней Солнечной системе.
Спор, оставивший неприятный осадок
История открытия Хаумеа — это, пожалуй, одна из самых скандальных страниц в современной астрономии. Всё началось в декабре 2004 года, когда американская группа астрономов обнаружила объект на снимках, сделанных Паломарской обсерваторией ещё в мае. Руководитель группы решил не торопиться с объявлением: сначала нужно было тщательно изучить находку и подготовить научную публикацию. Объекту дали кодовое прозвище «Санта», поскольку открытие пришлось на время сразу после Рождества.
Однако летом 2005 года произошло нечто странное. Испанская группа под руководством Хосе Луиса Ортиса объявила об открытии объекта, которому присвоили кодовое обозначение 2003 EL61 — по дате снимка, на котором его заметили. Испанцы утверждали, что нашли его на снимках 2003 года. Начался ожесточённый спор о приоритете. Вскоре выяснилось, что за два дня до объявления кто-то из испанской группы заходил в сетевую базу данных американцев и просматривал снимки с координатами «Санты». Американская сторона подала жалобу в Международный астрономический союз.
В итоге МАС принял поистине соломоново решение: графу «первооткрыватель» оставили пустой. Ни американцы, ни испанцы не получили официального приоритета. Имя, предложенное американским астрономом Дэвидом Рабиновицем — Хаумеа, в честь гавайской богини плодородия и деторождения, — утвердили. Но неприятный осадок остался. Эта история лишний раз напоминает: даже на краю Солнечной системы, среди ледяных тел и космической тишины, люди остаются людьми со своими страстями, амбициями и слабостями.
Почему Хаумеа важна для науки
На первый взгляд Хаумеа — это просто кусок льда и камня на окраине Солнечной системы. Но на самом деле она представляет собой окно в историю ранней Солнечной системы. Она показывает, как столкновения формируют миры, как из хаоса рождаются спутники, как кольца могут существовать там, где их никто не ожидал увидеть, и как быстрое вращение способно изменить саму природу небесного тела.
Кроме того, Хаумеа заставляет нас задуматься о фундаментальном вопросе: а что вообще такое карликовая планета? Если тело не находится в гидростатическом равновесии, имеет неоднородную плотность и столь необычную форму — можно ли его так называть? Вполне возможно, что в будущем классификацию пересмотрят. И это будет ещё одна победа Хаумеа: она заставит нас пересмотреть наши определения и признать, что реальность сложнее любых схем.
Изучать Хаумеа невероятно сложно. Она находится очень далеко, и прямых снимков хорошего разрешения у нас до сих пор нет. Даже форма восстановлена по косвенным данным — кривым блеска и покрытиям звёзд. Но астрономы мечтают отправить туда исследовательский зонд. По расчётам, полёт с гравитационным манёвром у Юпитера занял бы около пятнадцати лет. Если запустить аппарат в конце 2020-х годов, он достигнет Хаумеа к середине столетия. Что он там найдёт? Возможно, кольца окажутся двойными. Возможно, красное пятно окажется дюнами из органической пыли. Возможно, форма будет ещё более причудливой, чем мы предполагаем.
Солнечная система не заканчивается на Плутоне. Дальше простирается целый мир странных, ледяных, вытянутых тел, каждое из которых хранит свою драму. И одна из самых ярких — это история Хаумеа. Каждый раз, когда я читаю о ней, меня не покидает ощущение, что этот объект способен преподнести ещё множество сюрпризов. И, пожалуй, именно в этой непредсказуемости и заключается её главное очарование.