Предлагаю пофантазировать на тему родства ТНО с планетами-гигантами. Было хорошее сообщение уважаемой Вики, законченное интересным выводом:
"Итак, попробуем оценить способность ТНО удержать собственную атмосферу.
Вторая космическая скорость для объекта массой M:
V2 = sqrt (2 * gamma * M / R)
Удобно выразить массу планеты через ее среднюю плотность и радиус:
M = (4 * pi /3) * R3 * p
Отсюда
V2 = R * sqrt p * sqrt (8 * pi * gamma /3)
Я специально вынесла все числовые коэффициенты в последний множитель, который является константой. Вычислив ее, получаем:
V2 = R * sqrt (p) * 2,36 * 10-5
Это формула
второй космической скорости в зависимости от средней плотности и радиуса тела, все величины выражены в СИ (кг, м, м/сек).
Средняя
скорость молекулы газа вычисляется по формуле:
V = sqrt (2 * k * T / m),
Где к - постоянная Больцмана 1,38 * 10-23 Дж/кг,
Т - температура газа в градусах Кельвина,
m - масса молекулы в кг.
Массу молекулы куда удобнее выражать не в килограммах, а в атомных единицах массы
m = 1 а.е.м. * мю,
где 1 а.е.м. = 1,6 * 10-27 кг
Тогда средняя
скорость молекулы газа будет
V = sqrt (T / мю) * sqrt (2 * k / 1 а.е.м.)
Здесь я опять вынесла во
второй множитель числовые константы. Вычислив их, получаем
V = 131,3 * sqrt (T / мю)
Устойчивость планетной атмосферы самым драматическим образом зависит от соотношения V2 и V. Не вдаваясь в сложные вычисления (которые я не смогу аккуратно привести), можно грубо сказать, что атмосфера планеты устойчива, если средняя
скорость молекул газа в 10 раз меньше
второй космической скорости:
V меньше или равно 0,1 * V2
Приравняем друг другу формулы для V и V2:
R * sqrt (p) больше или равно 131,3 / (2,36 * 10-6) * sqrt (T / мю) = 5,564 * 107 * sqrt (T / мю)
Это общая формула, дальше можно делать различные предположения.
Например, можно предположить, что средняя плотность ТНО будет мало отличаться от плотности воды:
p = 1000 кг/куб.м,
а температура быть в районе 20-40К.
Примем в качестве оценки температуры 40К (мы исследуем устойчивость атмосферы к диссипации, а значит, надо брать максимальное значение возможных температур, например, температуру в перигелии).
R больше или равно 1,11 * 107 / sqrt (мю)
Отсюда, для водорода (мю = 2) имеем
R больше или равен 7,85 * 106 м = 7850 км (немного больше радиуса Земли)
Для гелия (мю = 4) имеем
R больше или равен 5,55 * 106 м = 5550 км (немного меньше радиуса Земли)
Для неона (мю = 20) имеем
R больше или равен 2,48 * 106 м = 2480 км
Отсюда видно, что ТНО размером с Плутон только чуть-чуть не дотягивает до того, чтобы иметь устойчивую атмосферу из неона! Заметим, что если их средняя плотность не равна плотности воды, а чуть больше (допустим, р = 1,7 г/куб.см, как у Плутона), то для неона
R больше или равен 1900 км!
Резюме.
Основываясь на самых общих соображениях и сделав самые грубые оценки, можно сказать следующее. Транснептуновые объекты радиусом больше 2000 км могут иметь устойчивую атмосферу из неона. Температура тройной точки неона 24,5К. Температура кипения неона при давлении 1 атм. 27К. Такая атмосфера может быть достаточно плотной! В качестве примесей к неону могут выступать вещества, твердые при 40К, но имеющие невысокие температуры сублимации, такие как азот и угарный газ.
Транснептуновые объекты размером с Землю или больше смогут удержать не только неон, но и водород с гелием, т.е. фактически быть планетой-гигантом!"
А действительно. Разброс масс в области образования планет-гигантов и койпероидов мог быть очень велик. Соответственно, объекты, близкие к Земле по размерам, удержали первичную атмосферу и остались гигантами. Остальные атмосфер лишились и стали системами спутников и ТНО пояса. Может ли быть, что планеты-гиганты и ТНО суть одно и то же? Ессно, ледяные и силикатные ядра не образовали там твердых поверхностей, а перешли в "расплав" с металлическим водородом. В то же время, все койпероиды должны были миллиарды лет назад пройти через фазу "горячей планеты-субгиганта". В-частности, это неплохо ложится на наличие на спутниках ПГ вулканизма. Они активнее, чем должны быть просто тела из льда и силикатов. Остаточная "ядерная" активность, которую стабилизирует приливная ситуация?
P.S. Если учесть механизм Ипатова, выметающий малые тела в койпер из-за нестабильности задачи многих тел, можно состроить гипотезу и о морфологии и планетологии ТНО.
Представьте себе "классы" по химсоставу и месту формирования ТНО:
1. "протоюпитероиды",
2. "протосатурноиды",
3. "протоураноиды",
4. "протонептуноиды",
5. "местные из плоского диска".
Нечто вроде деления астероидов на каменные, железные, железокаменные и проч.
Спорная мысль, но для затравки сойдет
