Плутон карликовая планета солнечной системы. Планета Плутон — кроха, затерявшаяся на задворках Солнечной системы

Плутон (134340 Pluto) - крупнейшая по размерам карликовая планета Солнечной системы (наряду с Эридой), транснептуновый объект (ТНО) и десятое по массе (без учета спутников) небесное тело, обращающееся вокруг Солнца. Первоначально Плутон классифицировался как планета, однако сейчас он считается одним из крупнейших объектов (возможно, самым крупным) в поясе Койпера.

Как и большинство объектов в поясе Койпера, Плутон состоит в основном из горных пород и льда и он относительно мал: его масса меньше массы Луны в пять раз, а объём - в три раза. У орбиты Плутона большой эксцентриситет (эксцентричность орбиты) и большой наклон относительно плоскости эклиптики.

Из-за эксцентричности орбиты Плутон то приближается к Солнцу на расстояние 29,6 а. е. (4,4 млрд км), оказываясь к нему ближе Нептуна, то удаляется на 49,3 а. е. (7,4 млрд км). Плутон и его крупнейший спутник Харон часто рассматриваются в качестве двойной планеты, поскольку барицентр их системы находится вне обоих объектов. Международный астрономический союз (МАС) заявил о намерении дать формальное определение для двойных карликовых планет, а до этого момента Харон классифицируется как спутник Плутона. У Плутона имеются также три меньших спутника - Никта и Гидра, которые были открыты в 2005 году, и P4 - самый малый, открытый 28 июня 2011 года.

Со дня своего открытия в 1930 и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Однако в конце XX и начале XXI века во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов. Среди них примечательны Квавар, Седна и особенно Эрида, которая на 27 % массивнее Плутона. 24 августа 2006 года МАС впервые дал определение термину «планета». Плутон не попадал под это определение, и МАС причислил его к новой категории карликовых планет вместе с Эридой и Церерой. После переклассификации Плутон был добавлен к списку малых планет и получил № (англ.) 134340 по каталогу Центра малых планет (ЦМП). Некоторые учёные продолжают считать, что Плутон должен быть переклассифицирован обратно в планету.

В честь Плутона был назван химический элемент плутоний.

История открытия

В 1840-е годы Урбен Леверье с помощью ньютоновой механики предсказал положение тогда ещё не открытой планеты Нептун на основе анализа возмущений орбиты Урана. Последующие наблюдения за Нептуном в конце XIX века заставили астрономов предположить, что, помимо Нептуна, влияние на орбиту Урана оказывает и другая планета. В 1906 году Персиваль Лоуэлл, состоятельный житель Бостона, основавший в 1894 году обсерваторию Лоуэлла, инициировал обширный проект по поиску девятой планеты Солнечной системы, которой он дал имя «Планета X». К 1909 году Лоуэлл и Уильям Генри Пикеринг выдвинули предположение о нескольких возможных небесных координатах для этой планеты. Лоуэлл и его обсерватория продолжали поиск планеты вплоть до его смерти в 1916 году, однако безуспешно. На самом деле 19 марта 1915 года в обсерватории Лоуэлла были получены два слабых изображения Плутона, однако он на них не был опознан.

Обсерватория Маунт-Вильсон также могла претендовать на открытие Плутона в 1919 году. В тот год Милтон Хьюмасон по поручению Уильяма Пикеринга проводил поиски девятой планеты, и изображение Плутона попало на фотопластинку. Однако изображение Плутона на одном из двух снимков совпало с небольшим браком эмульсии (оно даже казалось его частью), а на другой пластинке изображение планеты частично наложилось на звезду. Даже в 1930 году изображение Плутона на этих архивных снимках удалось выявить с немалым трудом.

Из-за десятилетней судебной тяжбы с Констанцией Лоуэлл - вдовой Персиваля Лоуэлла, которая пыталась получить от обсерватории миллион долларов как часть его наследия, - поиски планеты X не возобновлялись. И только в 1929 году директор обсерватории Весто Мелвин Слайфер без долгих раздумий поручил продолжение поисков Клайду Томбо, 23-летнему канзасцу, который только что был принят в обсерваторию после того, как на Слайфера произвели впечатление его астрономические рисунки.

Задачей Томбо стало систематическое получение изображений ночного неба в виде парных фотографий с интервалом между ними в две недели с последующим сравнением пар для нахождения объектов, изменивших своё положение. Для сравнения использовался блинк-компаратор, позволяющий быстро переключать показ двух пластинок, что создаёт иллюзию движения для любого объекта, который изменил позицию или видимость между фотографиями. 18 февраля 1930 года, после почти года работы, Томбо обнаружил возможно движущийся объект на снимках от 23 и 29 января. Менее качественная фотография от 21 января подтвердила движение. 13 марта 1930 года, после того, как обсерватория получила другие подтверждающие фотографии, новость об открытии была телеграфирована в обсерваторию Гарвардского колледжа. За это открытие в 1931 году Томбо был награждён золотой медалью Английского Астрономического общества.

Название

Венеция Берни - девочка, давшая планете название «Плутон». Право дать название новому небесному телу принадлежало обсерватории Лоуэлла. Томбо посоветовал Слайферу сделать это как можно скорее, пока их не опередили. Варианты названия начали поступать со всего мира. Констанция Лоуэлл, вдова Лоуэлла, предложила сначала «Зевс», потом имя своего мужа - «Персиваль», а затем и вовсе собственное имя. Все подобные предложения были проигнорированы.

Имя «Плутон» первой предложила Венеция Берни, одиннадцатилетняя школьница из Оксфорда. Венеция интересовалась не только астрономией, но и классической мифологией, и решила, что это имя - древнеримский вариант имени греческого бога подземного царства - подходит для такого, вероятно, тёмного и холодного мира. Она предложила это название в разговоре со своим дедом Фолконером Мейданом (англ.), работавшим в Бодлианской библиотеке в Оксфордском университете - Мейдан прочитал об открытии планеты в The Times и за завтраком рассказал об этом внучке. Её предложение он передал профессору Герберту Тернеру (англ.), который телеграфировал его коллегам в США.

Официально объект получил имя 24 марта 1930 года. Каждый член обсерватории Лоуэлла мог проголосовать по короткому списку из трёх вариантов: «Минерва» (хотя так уже был назван один из астероидов), «Кронос» (это имя оказалось непопулярным, будучи предложенным Томасом Джефферсоном Джексоном Си - астрономом с плохой репутацией) и «Плутон». Последний из предложенных получил все голоса. Имя было опубликовано 1 мая 1930 года. После этого Фолконер Мейдан вручил Венеции 5 фунтов стерлингов в качестве награды.

Астрономическим символом Плутона является монограмма из букв P и L, которые также являются инициалами имени П. Лоуэлла. Астрологический символ Плутона напоминает символ Нептуна (Neptune symbol.svg), с той разницей, что на месте среднего зубца в трезубце круг (Pluto s astrological symbol.svg).

В китайском, японском, корейском и вьетнамском языках название Плутона переводится как «Звезда подземного царя» - этот вариант предложил в 1930 году японский астроном Хоэй Нодзири. Во многих других языках используется транслитерация «Pluto» (в русском языке - «Плутон»); однако в некоторых индийских языках может использоваться имя бога Яма (например, Ямдев в гуджарати) - стража ада в буддизме и в индуистской мифологии.

Поиски «Планеты Икс»

Сразу после открытия Плутона его тусклость, а также отсутствие у него различимого планетного диска, вызвали сомнения в том, что он является лоуэлловской «Планетой X». Всю середину XX века оценка массы Плутона постоянно пересматривалась в сторону уменьшения. Открытие в 1978 году Харона - спутника Плутона - впервые позволило измерить его массу. Эта масса, равная примерно 0,2 % массы Земли, оказалась слишком мала, чтобы быть причиной несоответствий в орбите Урана.

Последующие поиски альтернативной Планеты X, в особенности проводимые Робертом Гаррингтоном (англ.), не увенчались успехом. Во время прохождения «Вояджера-2» около Нептуна в 1989 году были получены данные, по которым общая масса Нептуна была пересмотрена в сторону уменьшения на 0,5 %. В 1993 году Майлс Стэндиш (англ. Myles Standish) использовал эти данные для перевычисления гравитационного воздействия Нептуна на Уран. В результате исчезли несоответствия в орбите Урана, а с ними и надобность в Планете X.

На сегодняшний день подавляющее большинство астрономов согласно с тем, что лоуэлловская Планета X не существует. В 1915 году Лоуэлл предсказал положение Планеты X, которое было весьма близко к фактическому положению Плутона на тот момент; однако английский математик и астроном Эрнест Браун пришёл к заключению, что это было случайным совпадением, и данная точка зрения ныне общепринята.

Орбита

Орбита Плутона значительно отличается от орбит планет Солнечной системы. Она сильно наклонена относительно эклиптики (более чем на 17°) и сильно эксцентрична (эллиптически). Орбиты всех планет Солнечной системы близки к круговым и составляют небольшой угол с плоскостью эклиптики. Среднее расстояние Плутона от Солнца составляет 5,913 млрд км, или 39,53 а. е., но из-за большого эксцентриситета орбиты (0,249) это расстояние меняется от 4,425 до 7,375 млрд км (29,6-49,3 а. е.). Солнечный свет идёт до Плутона около пяти часов, соответственно, столько же потребуется радиоволнам, чтобы долететь от Земли до космического аппарата, находящегося возле Плутона. Большой эксцентриситет орбиты приводит к тому, что часть её проходит от Солнца ближе, чем Нептун. Последний раз такое положение Плутон занимал с 7 февраля 1979 по 11 февраля 1999 года. Детальные вычисления показывают, что до этого Плутон занимал такое положение с 11 июля 1735 по 15 сентября 1749 года, причём всего 14 лет, тогда как с 30 апреля 1483 по 23 июля 1503 года он находился в таком положении 20 лет. Из-за большого наклона орбиты Плутона к плоскости эклиптики, орбиты Плутона и Нептуна не пересекаются. Проходя перигелий, Плутон находится на 10 а. е. над плоскостью эклиптики. К тому же, период обращения Плутона равен 247,69 года, и Плутон делает два оборота за то время, пока Нептун делает три. В результате Плутон и Нептун никогда не сближаются менее чем на 17 а. е. Орбиту Плутона можно предсказать на несколько миллионов лет как назад, так и вперёд, но не больше. Механическое движение Плутона хаотично и описывается нелинейными уравнениями. Но чтобы заметить этот хаос, необходимо наблюдать за ним достаточно долго. Есть характерное время его развития, так называемое время Ляпунова, которое для Плутона составляет 10-20 млн лет. Если производить наблюдения в течение малых промежутков времени, будет казаться, что движение регулярное (периодическое по эллиптической орбите). На самом же деле орбита с каждым периодом чуть сдвигается, и за время Ляпунова сдвигается настолько сильно, что следов от первоначальной орбиты уже не остаётся. Поэтому и моделировать движение очень сложно.

Орбиты Нептуна и Плутона

Вид на орбиты Плутона (обозначена красным) и Нептуна (обозначена голубым) «сверху». Плутон периодически бывает к Солнцу ближе Нептуна. Затемнённый участок орбиты показывает, где орбита Плутона ниже плоскости эклиптики. Положение дано на апрель 2006

Плутон находится с Нептуном в орбитальном резонансе 3:2 - на каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца приходится два оборота Плутона, весь цикл занимает 500 лет. Кажется, что Плутон должен периодически сильно приближаться к Нептуну (ведь проекция его орбиты пересекается с орбитой Нептуна).

Парадокс заключается в том, что Плутон иногда оказывается ближе к Урану. Причина этого - всё тот же резонанс. В каждом цикле, когда Плутон первый раз проходит перигелий, Нептун оказывается в 50° позади Плутона; когда Плутон второй раз будет проходить перигелий, Нептун сделает полтора оборота вокруг Солнца и окажется примерно на том же расстоянии что и в прошлый раз, но впереди Плутона; в то время, когда Нептун и Плутон оказываются на одной линии с Солнцем и по одну от него сторону, Плутон уходит в афелий.

Таким образом, Плутон не бывает ближе 17 а. е. к Нептуну, а с Ураном возможны сближения до 11 а. е.

Орбитальный резонанс между Плутоном и Нептуном очень стабилен и сохраняется миллионы лет. Даже если бы орбита Плутона лежала в плоскости эклиптики, столкновение было бы невозможно.

Стабильная взаимозависимость орбит свидетельствует против гипотезы, что Плутон был спутником Нептуна и покинул его систему. Однако возникает вопрос: если Плутон никогда не проходил близко от Нептуна, то откуда мог возникнуть резонанс у карликовой планеты, гораздо менее массивной, чем, например, Луна? Одна из теорий предполагает, что если Плутон изначально не был в резонансе с Нептуном, то он, вероятно, время от времени сближался с ним гораздо сильнее, и эти сближения за миллиарды лет воздействовали на Плутон, изменив его орбиту и превратив её в наблюдаемую ныне.

Дополнительные факторы, влияющие на орбиту Плутона

Схема аргумента перигелия

Расчёты позволили установить, что в течение миллионов лет общая природа взаимодействий между Нептуном и Плутоном не меняется. Однако существует ещё несколько резонансов и воздействий, которые влияют на особенности их перемещения относительно друг друга и дополнительно стабилизируют орбиту Плутона. Помимо орбитального резонанса 3:2, преимущественное значение имеют следующие два фактора.

Во-первых, аргумент перигелия Плутона (угол между точкой пересечения его орбиты с плоскостью эклиптики и точкой перигелия) близок к 90°. Из этого следует, что при прохождении перигелия Плутон максимально поднимается над плоскостью эклиптики, тем самым предотвращается столкновение с Нептуном. Это прямое следствие эффекта Козаи, который соотносит эксцентриситет и наклонение орбиты (в данном случае орбиты Плутона), учитывая воздействие более массивного тела (здесь - Нептуна). При этом амплитуда либрации Плутона относительно Нептуна составляет 38°, и угловое разделение перигелия Плутона с орбитой Нептуна всегда будет более 52° (то есть 90°-38°). Момент, когда угловое разделение бывает наименьшим, повторяется каждые 10 000 лет.

Во-вторых, долготы восходящих узлов орбит этих двух тел (точек, где они пересекают эклиптику) практически находятся в резонансе с вышеуказанными колебаниями. Когда эти две долготы совпадают, то есть когда можно протянуть прямую линию через эти 2 узла и Солнце, перигелий Плутона составит с ней угол в 90°, и при этом карликовая планета будет находиться выше всего над орбитой Нептуна. Другими словами, когда Плутон пересечёт проекцию орбиты Нептуна и наиболее глубоко зайдёт за её линию, то он сильнее всего удалится от её плоскости. Это явление называют суперрезонансом 1:1.

Для того чтобы понять природу либрации, представьте, что вы смотрите на эклиптику из удалённой точки, откуда планеты видны движущимися против часовой стрелки. После прохождения восходящего узла Плутон находится внутри орбиты Нептуна и движется быстрее, нагоняя Нептун сзади. Сильное притяжение между ними вызывает вращательный момент, приложенный к Плутону за счёт гравитации Нептуна. Он переводит Плутон на немного более высокую орбиту, где он движется чуть медленнее в соответствии с 3-м законом Кеплера. Так как орбита Плутона меняется, то процесс постепенно влечёт за собой изменение перицентра и долгот Плутона (и, в меньшей степени, Нептуна). После многих таких циклов Плутон настолько тормозится, а Нептун настолько ускоряется, что Нептун начинает ловить Плутон на противоположной стороне своей орбиты (возле узла, противоположного тому, с которого мы начали). Процесс затем обращается, и Плутон отдаёт вращательный момент Нептуну до тех пор, пока Плутон не разгоняется настолько, что начинает догонять Нептун возле первоначального узла. Полный цикл завершается примерно за 20 000 лет.

Физические характеристики

Крупные плутино в сравнении по размеру, альбедо и цвету. (Плутон показан вместе с Хароном, Никтой и Гидрой)

Вероятная структура Плутона.
1. Замёрзший азот
2. Водный лёд
3. Силикаты и водный лёд

Большое расстояние Плутона от Земли сильно усложняет его всестороннее исследование. Новые сведения об этой карликовой планете, возможно, будут получены в 2015 году, когда ожидается прибытие аппарата «New Horizons» в область Плутона.
[править] Визуальные характеристики и строение

Звёздная величина Плутона составляет в среднем 15,1, в перигелии достигает 13,65. Для наблюдений Плутона необходим телескоп, желательно с апертурой не менее 30 см. Плутон выглядит звездообразным и расплывчатым даже в очень большие телескопы, поскольку его угловой диаметр составляет всего лишь 0,11 . При очень большом увеличении Плутон выглядит светло-коричневым со слабым оттенком жёлтого. Спектроскопический анализ Плутона показывает, что его поверхность более чем на 98 % состоит из азотного льда со следами метана и моноокиси углерода. Расстояние и возможности современных телескопов не позволяют получить качественные снимки поверхности Плутона. Фотографии, полученные космическим телескопом «Хаббл», позволяют различить лишь самые общие детали, да и то нечётко. Самые лучшие изображения Плутона были получены при составлении так называемых «карт яркости», созданных, благодаря наблюдениям за затмениями Плутона его спутником Хароном, происходившими в 1985-1990 гг. Используя компьютерную обработку, удавалось уловить изменение поверхностного альбедо при затмевании планеты её спутником. Например, затмение более яркой детали поверхности производит бо?льшие колебания в видимой яркости, чем затмение тёмной. Используя эту технику, можно узнать полную среднюю яркость системы Плутон-Харон и отследить изменения яркости в течение долгого времени. Тёмная полоса ниже экватора Плутона, как можно заметить, имеет довольно сложную окраску, что указывает на некие, неизвестные пока механизмы формирования поверхности Плутона.

Карты, составленные по данным телескопа «Хаббл», свидетельствуют о том, что поверхность Плутона крайне неоднородна. Об этом также свидетельствует и кривая блеска Плутона (то есть зависимость его видимой яркости от времени) и периодические изменения в его инфракрасном спектре. Поверхность Плутона, обращённая к Харону, содержит немало метанового льда, в то время как противоположная сторона содержит больше льда из азота и моноокиси углерода и там почти нет метанового льда. Благодаря этому, Плутон занимает второе место как наиболее контрастный объект в Солнечной системе (после Япета). Данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», позволяют предположить, что плотность Плутона составляет 1,8-2,1 г/см2. Вероятно, внутреннюю структуру Плутона составляют 50-70 % горных пород и 50-30 % льда. В условиях системы Плутона может существовать водяной лёд (разновидности лёд I, лёд II, лёд III, лёд IV и лёд V, а также замёрзшие азот, монооксид углерода и метан. Поскольку распад радиоактивных минералов в итоге нагрел бы льды достаточно для того, чтобы они отделились от горных пород, учёные предполагают, что внутренняя структура Плутона дифференцирована - горные породы в плотном ядре, окружённые мантией изо льда, толщина которой в таком случае должна будет составлять примерно 300 км. Также возможно, что нагревание продолжается и сегодня, создавая под поверхностью океан жидкой воды.

В конце 2011 года телескопом Хаббл на Плутоне были обнаружены сложные углеводороды - сильные линии поглощения, свидетельствующие о присутствии на поверхности карликовой планеты целого ряда ранее не выявленных соединений. Также выдвинута гипотеза о том, что на планете может существовать простая жизнь.

Масса и размеры

Земля и Луна в сравнении с Плутоном и Хароном

Астрономы, первоначально полагая, что Плутон и есть та самая «Планета X» Лоуэлла, вычислили его массу на основе его предполагаемого воздействия на орбиту Нептуна и Урана. В 1955 году считалось, что масса Плутона приблизительно равна массе Земли, а дальнейшие вычисления позволили понизить эту оценку к 1971 году приблизительно до массы Марса. В 1976 году Дейл Крукшенк, Карл Пилчер и Дэвид Моррисон из Гавайского университета впервые вычислили альбедо Плутона, найдя, что оно соответствует альбедо метанового льда. Исходя из этого было решено, что Плутон должен быть исключительно ярким для своего размера и потому не мог иметь массу больше, чем 1 % от массы Земли.

Открытие в 1978 году спутника Плутона - Харона - позволило измерить массу системы Плутона, используя третий закон Кеплера. Как только гравитационное влияние Харона на Плутон было вычислено, оценки массы системы Плутон - Харон упали до 1,31·1022 кг, что составляет 0,24 % от массы Земли. Точное определение массы Плутона в настоящий момент невозможно, так как неизвестно соотношение масс Плутона и Харона. В настоящее время считается, что массы Плутона и Харона соотносятся в пропорции 89:11, с возможной ошибкой 1%. В целом возможная ошибка определения основных параметров Плутона и Харона составляет от 1 до 10 %.

До 1950 года считалось, что по диаметру Плутон близок к Марсу (то есть около 6700 км), ввиду того, что если бы Марс был на таком же расстоянии от Солнца, то он тоже имел бы 15 звёздную величину. В 1950 Дж. Койпер измерил при помощи телескопа с 5-метровым объективом угловой диаметр Плутона, получив значение 0,23 , которому соответствует диаметр в 5900 км. В ночь с 28 на 29 апреля 1965 года Плутон должен был покрыть звезду 15-й величины, если бы его диаметр был равен определённому Койпером. Двенадцать обсерваторий следили за блеском этой звёздочки, но он не ослабел. Так было установлено, что диаметр Плутона не превосходит 5500 км. В 1978 году, после открытия Харона, диаметр Плутона был оценён как 2600 км. Позднее, наблюдения за Плутоном во время затмений Плутона Хароном и Харона Плутоном 1985-1990 гг. позволили установить, что его диаметр равен примерно 2390 км.

Плутон (справа внизу) в сравнении с крупнейшими спутниками Солнечной системы (слева направо и с вершины к основанию): Ганимед, Титан, Каллисто, Ио, Луна, Европа и Тритон

С изобретением адаптивной оптики удалось точно определить и форму планеты. Среди объектов Солнечной системы Плутон меньше по размерам и массе не только в сравнении с остальными планетами, он уступает даже некоторым их спутникам. Например, масса Плутона составляет лишь 0,2 от массы Луны. Плутон меньше семи естественных спутников других планет: Ганимеда, Титана, Каллисто, Ио, Луны, Европы и Тритона. Плутон в два раза больше в диаметре и раз в десять массивнее Цереры, крупнейшего объекта в поясе астероидов (расположенного между орбитами Марса и Юпитера), однако, при приблизительно равных диаметрах, уступает в массе карликовой планете Эриде из рассеянного диска, обнаруженной в 2005 году.

Атмосфера

Атмосфера Плутона - тонкая оболочка из азота, метана и монооксида углерода, испаряющихся с поверхностного льда. С 2000 по 2010 год атмосфера значительно расширилась за счёт сублимации поверхностных льдов. На рубеже XXI века она простиралась на 100-135 км над поверхностью, а по результатам измерений 2009-2010 гг. - тянется более чем на 3000 км, что составляет около четверти расстояния до Харона. Термодинамические соображения диктуют следующий состав этой атмосферы: 99 % азота, чуть меньше 1 % моноокиси углерода, 0,1 % метана. Когда Плутон отдаляется от Солнца, его атмосфера постепенно замораживается и оседает на поверхности. При приближении Плутона к Солнцу, температура около его поверхности заставляет льды сублимироваться и превращаться в газы. Это создаёт антипарниковый эффект: подобно поту, охлаждающему тело при испарении с поверхности кожи, сублимация производит охлаждающий эффект на поверхность Плутона. Учёные, благодаря Субмиллиметровому массиву (англ.), недавно вычислили, что температура на поверхности Плутона 43 К (-230,1 °C), что на 10 К меньше, чем ожидалось. Верхняя атмосфера Плутона на 50° теплее, чем поверхность, и составляет -170°С. Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звёзд. В дальнейшем факт наличия атмосферы был подтверждён интенсивными наблюдениями за другими покрытиями в 1988. Когда объект не имеет атмосферы, покрытие звезды происходит достаточно резко, в случае же с Плутоном звезда затемняется постепенно. Как было установлено по коэффициенту поглощения света, атмосферное давление на Плутоне во время этих наблюдений составляло всего 0,15 Па, что составляет лишь 1/700 000 от земного. В 2002 году очередное покрытие звезды Плутоном наблюдалось и анализировалось командами под началом Брюно Сикарди из Парижской обсерватории, Джеймсом Л. Элиотом из МТИ и Джеем Пасачоффом из Уильямстаунского колледжа (Массачусетс). Атмосферное давление оценивалось на момент измерений в 0,3 Па, несмотря на то, что Плутон был дальше от Солнца, чем в 1988 году, и, таким образом, должен был быть более холодным и иметь более разреженную атмосферу. Одно из объяснений несоответствия состоит в том, что в 1987 году южный полюс Плутона впервые за 120 лет вышел из тени, что способствовало испарению дополнительного азота из полярных шапок. Теперь потребуются десятилетия, чтобы этот газ конденсировался из атмосферы. В октябре 2006 Дейл Крукшенк из исследовательского центра НАСА (новый научный сотрудник миссии «New Horizons») и его коллеги объявили об открытии при спектрографии Плутона этана на его поверхности. Этан - производное от фотолиза или радиолиза (то есть химического преобразования при воздействии солнечного света и заряженных частиц) замороженного метана на поверхности Плутона; он выделяется, судя по всему, в атмосферу.

Температура атмосферы Плутона значительно выше температуры его поверхности и равна -180 °C.

Спутники

Плутон с Хароном, фотография «Хаббла»

Плутон и три его известных спутника из четырёх. Плутон и Харон - два ярких объекта в центре, правее - два слабых пятнышка - Никта и Гидра

У Плутона есть четыре естественных спутника: Харон, открытый в 1978 астрономом Джеймсом Кристи, и два маленьких спутника, Никта и Гидра, открытые в 2005 году. Последний спутник был открыт телескопом «Хаббл»; сообщение об открытии было опубликовано 20 июля 2011 на сайте телескопа. Временно его назвали S/2011 P 1 (P4); его размеры составляют от 13 до 34 км.

Спутники Плутона расположены к планете дальше, чем в других известных спутниковых системах. Спутники Плутона могут обращаться на 53 % (или 69 %, если движение ретроградное) от радиуса сферы Хилла, устойчивой зоны гравитационного влияния Плутона. Для сравнения, почти самый дальний спутник Нептуна Псамафа обращается на 40 % от радиуса сферы Хилла для Нептуна. В случае Плутона лишь внутренние 3 % зоны заняты спутниками. В терминологии исследователей Плутона, его спутниковая система обозначается как «очень компактная и в значительной степени пустая». Примерно с начала сентября 2009 года астрофизиками было разработано программное обеспечение, которое позволило проанализировать архивные изображения Плутона, сделанные телескопом «Хаббл», и установить наличие ещё 14 космических объектов, находящихся вблизи орбиты Плутона. Диаметры космических тел варьируются в пределах 45-100 км.

Исследования системы Плутона телескопом «Хаббл» позволили определить предельные размеры возможных спутников. С уверенностью 90 % можно утверждать, что у Плутона нет спутников крупнее 12 км в диаметре (максимум - 37 км при альбедо в 0,041) за пределами 5? от диска этой карликовой планеты. При этом предполагается подобное Харону альбедо в 0,38. С уверенностью 50 % можно утверждать, что предельные размеры для таких спутников - 8 км.

Харон

Харон был открыт в 1978 году. Он был назван в честь Харона - перевозчика душ умерших через Стикс. Его диаметр, по современным оценкам, составляет 1205 км - чуть больше половины диаметра Плутона, а соотношение масс составляет 1:8. Для сравнения, соотношение масс Луны и Земли равняется 1:81.

Наблюдения покрытия звезды Хароном 7 апреля 1980 года позволили получить оценку радиуса Харона: 585-625 км. К середине 1980-х гг. наземными методами, в первую очередь с применением спекл-интерферометрии удалось довольно точно оценить радиус орбиты Харона, последующие наблюдения орбитального телескопа «Хаббл» не очень сильно изменили ту оценку, установив, что он - в пределах 19 628-19 644 км.

В период с февраля 1985 года по октябрь 1990 года наблюдались чрезвычайно редкие явления: попеременные затмения Плутона Хароном и Харона Плутоном. Они происходят, когда восходящий, либо нисходящий узел орбиты Харона оказывается между Плутоном и Солнцем, а такое случается примерно каждые 124 года. Поскольку период обращения Харона - чуть меньше недели, затмения повторялись каждые трое суток, и за пять лет произошла большая серия этих событий. Эти затмения позволили составить «карты яркости» и получить хорошие оценки радиуса Плутона (1150-1200 км).

Барицентр системы Плутон-Харон находится вне поверхности Плутона, поэтому некоторые астрономы считают Плутон и Харон двойной планетой (двойной планетной системой - такой вид взаимодействий крайне редко встречается в Солнечной системе, уменьшенным вариантом такой системы можно считать астероид 617 Патрокл). Эта система также необычна среди других планет, испытывающих приливное воздействие: и Харон, и Плутон всегда повёрнуты друг к другу одной и той же стороной. То есть с одной стороны Плутона, обращённой к Харону, Харон виден как неподвижный объект, а с другой стороны планеты Харона не видно вообще никогда. Особенности спектра отражаемого света приводят к заключению, что Харон покрыт водным льдом, а не метаново-азотным, как Плутон. В 2007 году наблюдения обсерватории Джемини позволили установить наличие на Хароне гидратов аммиака и водяных кристаллов, что, в свою очередь, позволяет предположить наличие на Хароне криогейзеров.

Согласно проекту Резолюции 5 XXVI Генеральной ассамблеи МАС (2006) Харону (наряду с Церерой и объектом 2003 UB313) предполагалось присвоить статус планеты. В примечаниях к проекту резолюции указывалось, что в таком случае Плутон-Харон будет считаться двойной планетой. Однако в окончательном варианте резолюции содержалось иное решение: было введено понятие карликовая планета. К этому новому классу объектов были отнесены Плутон, Церера и объект 2003 UB313. Харон не был включён в число карликовых планет.

Гидра и Никта

Поверхность Гидры в представлении художника. Плутон с Хароном (справа) и Никта (яркая точка слева)

Схематическое изображение системы Плутона. P1 - Гидра, P2 - Никта

Два спутника Плутона были запечатлены на фото астрономами, работающими с космическим телескопом «Хаббл» 15 мая 2005 года, и получили временные обозначения S/2005 P 1 и S/2005 P 2. 21 июня 2006 года МАС официально назвал новые спутники Никта (или Плутон II, внутренний из этих двух спутников) и Гидра (Плутон III, внешний спутник). Эти два маленьких спутника обращаются по орбитам, которые в 2-3 раза дальше орбиты Харона: Гидра расположена на расстоянии около 65 000 км от Плутона, Никта - примерно 50 000 км. Они обращаются почти в той же плоскости, что и Харон, и имеют орбиты, близкие к круговым. Они находятся в резонансе с Хароном 4:1 (Гидра) и 6:1 (Никта) по их средней угловой скорости на орбите. Наблюдения за Никтой и Гидрой с целью определить их индивидуальные характеристики на данный момент продолжаются. Гидра иногда бывает ярче, чем Никта. Это может свидетельствовать о том, что она больше или что отдельные участки её поверхности лучше отражают солнечный свет. Размеры обоих спутников были оценены исходя из их альбедо. Спектральное подобие спутников Харону предполагает альбедо 35 %. Оценка этих результатов позволяет предполагать, что диаметр Никты - 46 км, а Гидры - 61 км. Верхние пределы для их диаметров могут быть оценены, принимая во внимание 4%-е альбедо самых тёмных объектов в поясе Койпера, как 137 ± 11 км и 167 ± 10 км соответственно. Масса каждого из спутников составляет примерно 0,3 % от массы Харона и 0,03 % от массы Плутона. Открытие двух маленьких спутников позволяет предполагать, что Плутон может обладать системой колец. Столкновения малых тел могут образовать множество обломков, формирующих кольца. Данные оптических исследований усовершенствованной обзорной камеры на телескопе «Хаббл» свидетельствуют об отсутствии колец. Если кольцевая система и существует, она либо незначительна, как кольца Юпитера, либо составляет всего около 1000 км в ширину.

Пояс Койпера

Схема известных объектов в поясе Койпера и четырёх внешних планет Солнечной системы

Происхождение Плутона и его особенности долго были загадкой. В 1936 году английский астроном Реймонд Литлтон высказал гипотезу, что он - «сбежавший» спутник Нептуна, выбитый с орбиты самым крупным спутником Нептуна, Тритоном. Такое предположение подверглось сильной критике: как говорилось выше, Плутон никогда не подходит близко к Нептуну. Начиная с 1992 года, астрономы стали открывать всё новые и новые небольшие ледяные объекты за орбитой Нептуна, которые были подобны Плутону не только по орбите, но и по размеру и составу. Эта часть внешней Солнечной системы была названа в честь Джерарда Койпера, одного из астрономов, который, размышляя над природой транснептуновых объектов, предположил, что эта область является источником короткопериодических комет. Теперь астрономы полагают, что Плутон является всего лишь крупным объектом в поясе Койпера. Плутон имеет все особенности других объектов в поясе Койпера, например, таких, как кометы - солнечный ветер уносит с поверхности Плутона частицы ледяной пыли, как и у комет. Если бы Плутон был так же близок к Солнцу, как и Земля, у него бы развился кометный хвост. Хотя Плутон и считается наибольшим объектом в поясе, обнаруженным на данный момент, спутник Нептуна Тритон, который немного больше, чем Плутон, разделяет с ним многие геологические, атмосферные, составные и прочие свойства, и считается объектом, захваченным из пояса. Эрида, равная по размерам Плутону, не считается объектом пояса. Скорее всего, она принадлежит к объектам, составляющим собой так называемый рассеянный диск. Немалое количество объектов пояса, как и Плутон, обладают орбитальным резонансом 3:2 с Нептуном. Такие объекты называют «плутино».

Исследования Плутона АМС

Удалённость Плутона и его маленькая масса делают трудными его исследования с помощью космических аппаратов. «Вояджер-1» мог бы посетить Плутон, но предпочтение было отдано пролёту вблизи спутника Сатурна - Титана, в результате траектория полёта оказалась несовместимой с пролётом вблизи Плутона. А у «Вояджера-2» вообще не было возможности приблизиться к Плутону. Никаких серьёзных попыток исследовать Плутон не предпринималось вплоть до последнего десятилетия XX века. В августе 1992 года учёный Лаборатории реактивного движения Роберт Стеле позвонил первооткрывателю Плутона Клайду Томбо с просьбой дать разрешение на посещение его планеты. «Я сказал ему: добро пожаловать, - позже вспоминал Томбо, - однако вам предстоит долгое и холодное путешествие». Несмотря на полученный импульс, НАСА отменило в 2000 миссию к Плутону и поясу Койпера «Pluto Kuiper Express», ссылаясь на увеличившиеся затраты и задержки с ракетой-носителем. После интенсивных политических дебатов пересмотренная миссия к Плутону, под названием «New Horizons», получила финансирование от американского правительства в 2003 году. Миссия «New Horizons» успешно стартовала 19 января 2006 года. Руководитель этой миссии Алан Стерн подтвердил слухи о том, что часть пепла, оставшаяся от кремации Клайда Томбо, умершего в 1997 году, была помещена на корабль. В начале 2007 года аппарат совершил гравитационный манёвр вблизи Юпитера, что придало ему дополнительное ускорение. Максимальное сближение аппарата с Плутоном произойдёт 14 июля 2015 года. Научные наблюдения за Плутоном начнутся за 5 месяцев до этого и продлятся, по крайней мере, в течение месяца с момента прибытия.

Первый снимок Плутона с аппарата «New Horizons»

«New Horizons» сделал первое фото Плутона ещё в конце сентября 2006 года, в целях проверки камеры LORRI (Long Range Reconnaissance Imager). Изображения, полученные с расстояния приблизительно в 4,2 млрд км, подтверждают способность аппарата отслеживать отдалённые цели, что важно для маневрирования по пути к Плутону и прочим объектам в поясе Койпера.

На борту New Horizons есть много разнообразной научной аппаратуры, спектроскопов и приборов для получения изображений - как для дальней связи с Землёй, так и для «прощупывания» поверхностей Плутона и Харона с целью создания карт рельефа. Аппарат проведёт спектрографическое исследование поверхностей Плутона и Харона, что позволит охарактеризовать глобальную геологию и морфологию, нанести на карту детали их поверхностей и проанализировать атмосферу Плутона, произвести подробное фотографирование поверхности.

Открытие спутников Никта и Гидра может означать непредвиденные проблемы для полёта. Обломки от столкновений объектов в поясе Койпера со спутниками при относительно низкой скорости, необходимой для рассеяния оных, могут создать кольцо пыли вокруг Плутона. Если New Horizons попадёт в такое кольцо, он либо получит серьёзные повреждения и будет не в состоянии передавать информацию на Землю, либо вовсе потерпит крушение. Однако существование такого кольца всего лишь теория.

Плутон как планета

На пластинках, отправившихся с зондами «Пионер-10» и «Пионер-11» в начале 1970-х, Плутон ещё упоминается в качестве планеты Солнечной системы. Эти пластинки из анодированного алюминия, отправленные с аппаратами в дальний космос с надеждой, что они будут обнаружены представителями внеземных цивилизаций, должны им дать представление о девяти планетах Солнечной системы. Отправившиеся с подобным посланием в тех же 1970-х «Вояджер-1» и «Вояджер-2» также несли с собой информацию о Плутоне как о девятой планете Солнечной системы. Что интересно: персонаж диснеевских мультфильмов - Плуто, впервые появившийся на экранах в 1930, был назван в честь этой планеты.

В 1943 году Гленн Сиборг назвал недавно созданный элемент плутонием в честь Плутона, в соответствии с традицией обозначать недавно открытые элементы в честь недавно обнаруженных планет: уран в честь Урана, нептуний в честь Нептуна, церий в честь считавшейся малой планетой Цереры и палладий в честь малой планеты Паллада.

Дебаты 2000-х годов

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.
Изображения объектов - ссылки на статьи.

В 2002 году был обнаружен Квавар, с диаметром приблизительно 1280 км - примерно половина диаметра Плутона. В 2004 году была открыта Седна с верхними пределами для диаметра в 1800 км, тогда как диаметр Плутона 2320 км. Так же как Церера потеряла в своё время статус планеты после открытия других астероидов, так, в конечном счёте, и статус Плутона должен был быть пересмотрен в свете открытия других подобных ему объектов в поясе Койпера.

29 июля 2005 года было объявлено об открытии нового транснептунового объекта, который получил имя Эрида. Как считалось до недавнего времени, он несколько крупнее Плутона. Это был наибольший объект, открытый за орбитой Нептуна после спутника Нептуна Тритона в 1846 году. Первооткрыватели Эриды и пресса первоначально назвали её «десятая планета», хотя в то время никакого консенсуса по этому вопросу не было. Другие члены астрономического сообщества считали открытие Эриды сильнейшим аргументом в пользу перевода Плутона в разряд малых планет. Последним отличительным признаком Плутона оставался его крупный спутник Харон и его атмосфера. Эти особенности, скорее всего, не уникальны для Плутона: у нескольких других транснептуновых объектов есть спутники, а спектральный анализ Эриды предполагает схожий с Плутоном состав поверхности, что делает вероятным и наличие схожей атмосферы. Эрида также обладает и спутником - Дисномией, открытой в сентябре 2005 года. Директора музеев и планетариев, начиная с открытия объектов в поясе Койпера, иногда создавали противоречивые ситуации, исключая Плутон из планетарной модели Солнечной системы. Так, например, в планетарии Хейдена, открытом после реконструкции в 2000 году в Нью-Йорке, на Централ-Парк-Уэст, Солнечная система была представлена состоящей из 8 планет. Эти разногласия были широко освещены в печати.

> > >

Почему Плутон не считается планетой : открытие Плутона с фото, нахождение объектов в поясе Койпера, новая классификация МАС и критерии, карликовая планета.

В 1930 году Клайду Томбу удалось отыскать Плутон, ставший 9-й планетой нашей системы. Ученый целый год фотографировал небо и изучал снимки. На одной паре он заметил смещающийся объект. Имя досталось от 11-летней школьницы в честь римского божества, управляющего потусторонним миром.

Почему Плутон больше не планета

О массе знали мало до обнаружения рядом крупного спутника Харона (1978 год). В итоге удалось прийти к размеру (2400 км). Несмотря на свою крошечность, он считался последним объектом и планетой за орбитой Нептуна.

Но земные приборы совершенствовались, нам удалось запустить аппараты в космос, и мы смогли расширять границы наблюдения. Вскоре отыскали остальные луны Плутона, а дальше пояс Койпера, отдаленный от Нептуна на 55 а.е.

На этом участке проживает минимум 70000 ледяных тел, которые по составу совпадают с Плутоном и простираются в ширину на 100 км и больше. С их обнаружением появились новые правила и Плутон не прошел проверку на планетарную природу.

Проблема в следующем. С каждым разом находилось все больше объектов, превосходивших параметры Плутона.

И вот в 2005 году Майкл Браун находит Эриду, расположенную дальше, но крупнее Плутона (2600 км) и больше по массе. Концепция из 9 планет начала рушиться. Что же такое Эрида? Тоже планета или просто объект из пояса Койпера? А тогда, что такое Плутон? Между учеными завязался спор и в 2006 году в Праге созвали собрание МАС.

Важно было вывести четкое определение понятия «планета». Если бы проголосовали за одну версию, то количество солнечных планет увеличилось до 12, но в результате мы сократили его до 8. Что же такое Плутон?

Теперь это класс карликовых планет.

Чтобы стать планетой, тело обязано:

• совершать обороты вокруг Солнца;
• обладать достаточной массивностью, чтобы стать сферической формы;
• очистить окрестности от объектов;

Плутон не смог выполнить последнее условие. Теперь все тела, которые соответствуют первым двум, но проваливаются на третьем требовании, именуют карликовыми планетами.

Но не будем забывать, что в поясе Койпера скрываются крупные объекты и один из них может стать 9-й планетой. С понижением в статусе, Плутон не потерял своей популярности и научной заинтересованности. Поэтому в 2015 году к нему отправили миссию Новые Горизонты. Не будем забывать, что все еще находятся ученые, которые не признают решения МАС.

Первым, кто предсказал существование Плутона стал Урбен Леверье. В 1840 году ему даже удалось примерно определить местонахождение этой неизвестной на тот момент планеты. Все доказательства ученого о существовании Плутона в Солнечной системе основывались на законах ньютоновой механики.

Следующим, кто продолжил поиск Плутона стал Персиваль Лоуэлл. Еще в начале двадцатого века он решил организовать крупный проект, нацеленный на розыски "девятой" планеты, которую сначала назвали "Планетой Х" . В результате долгой и упорной работы ученых, весной 1915 года в личном научном центре Лоуэлла были получены две нечеткие фотографии искомого объекта.

В 1929 году новый директор научного центра Лоуэлла - Весто Мелвин Слайфер решил возобновить поиски Плутона, доверив двадцатитрехлетнему Клайду Томбо всю основную работу. Тогда в обязанности молодого астронома входило получение фотографий ночного неба с двухнедельным интервалом. После года работы Клайд обнаружил тело, предположительно совершающее движения. Факт находки подтвердился следующей партией исследовательских фотографий. За совершенное открытие в марте 1930 Томбо удостоили золотой награды крупного Астрономического сообщества.

Происхождение названия планеты Плутон

Право на "наречение" небесного тела решили оставить за сотрудниками центра Лоуэлла. Ученым было необходимо дать имя новой планете как можно скорее, чтобы их не опередили другие. Предложения с названиями в огромном количестве стали поступать со всех уголков Земли. Констанция Лоуэлл - вдова владельца обсерватории, также решила принять участие в выборе имени для только что открытой планеты. Сначала она предложила назвать ее в честь древнегреческого бога Зевса, затем в честь своего покойного мужа. В итоге идеальным вариантом имени для новой планеты она посчитала свое. Все эти предложения почти сразу были отклонены учеными.

Само название "Плутон" было предложено юной ученицей Оксфорда - Венецией Берни. Увлечения этой девочки не ограничивались лишь одной астрономией. Она также много изучала древнегреческую мифологию. Исходя из своих предпочтений, она решила, что имя бога царства мертвых станет лучшим вариантом названия для темного и неизведанного космического объекта.

Как-то утром Венеция рассказала о своей задумке дедушке - Фолконеру Мейдану, который был знаком с профессором Гербертом Тернер. Он также посчитал это название подходящим для недавно открытой планеты, о чем вскоре сообщил астрономам из США. Вскоре предложение английской школьницы было принято, за что она получила символическую награду от Мейдана в размере пяти фунтов стерлингов.

Поиски "Планеты Икс"

Через некоторое время после того, как был открыт Плутон, у некоторых ученых появились сомнения по поводу того, что он и лоуэлловская "Планета Х" являются одним и тем же объектом. Причиной этому стала тусклость планеты, а также отсутствие очертаний ее диска. В середине прошлого столетия показатели массы Плутона начали подвергаться регулярному пересмотру в пользу уменьшения. Точные данные о величине планеты исследователи смогли получить лишь после обнаружения ее спутника - Харона, которое состоялось в 1978 году. Показатели его массы, которые ограничились лишь 0,2% от нашей планеты, посчитали недостаточными для ранее выявленных несоответствий в орбите планеты Уран.

Дальнейшие попытки обнаружить "Планету Икс" не дали положительных результатов. Во время направления спутника "Вояджер-2" в месторасположение Нептуна была получена информация, отталкиваясь от которой ученые решили пересмотреть массу Нептуна в пользу ее уменьшения на полпроцента. Только в конце 20 века ученым Майлсом Стэндишом, занимавшимся перевычислением гравитационного влияние Нептуна на Уран, ликвидировались несоответствия в орбите Урана, вместе с чем исчезла необходимость продолжать розыск "Планеты Икс" .

Сегодня большинство ученых убеждены, что открытие Лоуэллом "Планеты Х" стало обычной случайностью.

Хронология событий

• 1906-1916 - Ученые из США Персиваль Лоуэлл предположил наличие в "Планеты-Х" в нашей Солнечной системе, или как принято назвать ее в обиходе ученых, - девятой планеты
• 12 марта 1930 - Клайд Томбо - работник центра Лоуэлла сумел зафиксировать объект, схожий по всей параметрам с девятой планетой
• 25 марта 1930 - Обнаруженной планете присвоили имя Плутон
• 24 августа 2006 - Плутон причислили к виду карликовых планет, перестав относить его к виду стандартных
• Август 2112 - Плутон впервые со времен его обнаружения достигнет афелия
• 2178 - Плутону впервые со времен его обнаружения удастся замкнуть круг движения вокруг Солнца

Обрита планеты Плутон

Положением своей орбиты Плутон сильно выделяется на фоне всех планет, вращающихся вокруг нашей звезды. Все дело в том, что угол его наклона составляет 17° относительно эклиптики. Орбиты иных планет, за исключением Меркурия, имеют округлые очертания и составляют более острый угол в соотношении с ее плоскостью.

Плутон находится от Солнца на дистанции 5, 9 млрд. км. Из-за значительного наклона орбиты планеты, одна ее часть иногда находится от звезды на меньшем расстоянии, нежели Нептун. В последний раз Плутон был замечен в такой позиции в 1979 и 1999 годах. Примерные вычисления говорят о том, что до открытия Плутон пребывал в таком положении в 1735 и 1749 годах (разница 14 лет). Хотя предыдущий период между сменами подобных позиций Плутона (1483 и 1503 год) составил 20 лет.

Из-за значительного наклона орбиты Плутона, его взаимодействие с орбитой Нептуна исключено. Даже более того - эти планеты всегда находятся на дальней дистанции друг от друга, которая составляет около 17 а.е.

Положение орбиты Плутона возможно рассчитать только на несколько миллионов лет вперед, и также назад. Причиной тому является нестабильная траектория движения Плутона, которая и не дает ученым точно спрогнозировать его дальнейший путь. Хотя, если наблюдать за передвижением данной планеты в течение относительно небольшого промежутка времени, станет казаться, что оно достаточно предсказуемо. В реале проекция орбиты Плутона все время изменяется с завершением каждого периода, поэтому предсказать ее положение можно только на ограниченный срок.

Орбиты Нептуна и Плутона

За время, которое затрачивает Плутон на совершение трех кругов вокруг Солнца, Нептун делает только два. Это значит, что эти планеты постоянно пребывают в орбитальном резонансе в соотношении 3:2. По аналогичной проекции орбит других планет они должны пересекаться. Но этого не происходит. Случается, что Плутон сближается с Ураном, но соприкосновение их орбит по-прежнему невозможно по причине того же резонанса. Во все циклы Плутона, заканчивающиеся проходом перигелия, Нептун всегда оказывается позади него. И, когда Плутон вновь достигнет перигелия, Нептун окажется ровно на таком же расстоянии от Плутона, как и после завершения первого круга, только впереди. А когда две планеты будут находиться по одну сторону от Солнца, одновременно образуя с ним единую линию, Плутон перейдет в афелий.

Именно поэтому Плутон никогда не сможет сблизиться с Нептуном более, чем на 17 а.е. А его приближение к Урану возможно максимум на 11 а.е.

Ранее существовало предположение, что некогда Плутон исполнял роль спутника Нептуна. Но данная гипотеза была полностью опровергнута, когда ученые доказали, что орбиты данных планет сохраняют стабильный орбитальный резонанс уже миллионы лет.

Дополнительные факторы, влияющие на орбиту Плутона

Плоды долгой и упорной работы астрофизиков всего мира помогли установить, что способы и сила взаимодействия между Нептуном и Плутоном уже на протяжении многих миллионов лет не изменяются. А способствуют данному явлению два фактора.

Фактор первый

Постоянная поддержка определенной дистанции между Нептуном и Плутоном обеспечивается тем, что перигелий Плутона всегда находится близко к прямому углу. Это является результатом эффекта Козаи, заключающимся в соотношении эксцентриситета планеты и ее наклона (Плутона), учитывая свойства более объемного объекта (Нептуна). По расчетам амплитуда либрации Плутона по отношению к Нептуну равно 38°. Исходя из этих данных, можно легко рассчитать наименьший угол разделения перигелия Плутона с орбитой Нептуна, который будет равен 52°. (90°-38°).

Фактор второй

Следующим фактором, влияющим на поддержание взаимодействия между планетами на одном уровне является то, что долготы орбитальных углов Нептуна и Плутона лежат выше вышеуказанных колебаний. Когда точки пересечения эклиптики этих двух планет совпадают, меньшая планета (Плутон) будет располагаться выше большей (Нептун). То есть, в момент, когда Плутон настигнет орбиту Нептуна, зайдя максимально глубоко на линию ее проекции, одновременно произойдет отклонение первого объекта от плоскости второго. Такое явление получило название суперрезонанс 1:1 .

Физические характеристики Плутона

Значительное расстояние, которое отделяет Землю от Плутона, делает сложнее подробное исследование небесного тела. Получение свежих фактов об этом небольшом небесном объекте планируется только в 2015 году, когда в местонахождение Плутона будет запущена машина "Новые горизонты".

Визуальные характеристики и строение

В связи с немалой дистанцией, разделяющей Плутон от нашей планеты, с его наблюдением не всегда справляются даже самые мощные телескопы. Выглядит Плутон почти всегда расплывчато из-за слишком маленьких размеров его углового диаметра. Он составляет всего лишь 0,11″. Самые мощные аппараты при максимальном приближении обычно фиксируют изображение круглого объекта светло-коричневого цвета. Исследования показали, что его 98% его поверхности составляет азот льда с примесями моноокиси углерода и метана.

Некоторые уточнения данных, снятых с телескопа "Хаббл", ученые смогли получить методом компьютерной обработки кадров. На них отмечается затемнение более яркой области планеты, которая начинает осуществлять меньшие колебания, чем более светлая часть. Прибегая к этому способому, возможно выяснить среднюю яркость пары Плутон-Харон, а также отслеживать ее на протяжении длительного времени. Полоса темного окраса, находящаяся чуть ниже экватора объекта отличается более сложным окрасом, что может говорить о том, что его поверхность постоянно подвергается каким-то изменениям. И, скорее всего, они связаны с механизмами ее формирования.

Масса и размеры Плутона

Ученые, изначально принявшие Плутон за "Планету Х" , вычисляли его массу, исходя из ее предполагаемого воздействия на орбиту Урана и Нептуна. В середине двадцатого века стали считать, что показатели массы Плутона и Земли являются почти одинаковыми. В ходе дальнейших исследований, показатели предполагаемой массы Плутона пошли на убыль. В 1971 году значение ее величины стали сопоставлять с габаритами Марса. В 1978 году ученым удалось наиболее точно вычистить альбедо Плутона, обнаружив, что оно равно альбедо льда метана. Взяв во внимание данный факт, астрофизики пришли к выводу, что масса Плутона не может составлять больше 1% от Земли.

Обнаружение в том же году Харона - спутника Плутона, помогло вычислить всю массу системы Плутона. Производя ее измерения, ученые опирались на третий закон Кеплера. В результате было выявлено, что масса системы Плутон-Харун составила 0,24% массы Земли. Но так как точное соотношение габаритов Плутона и Харона сегодня назвать не сможет никто, то рассчитать точную массу самой планеты ученые пока не в силах.

Плутон является одним из мелкогабаритных объектов Солнечной системы. Данное сравнение объемов Плутона применительно не только к планетам, но и к некоторым спутникам. Даже Луна значительно превосходит Плутон по своим размерам. Плутон составляет только 20% от массы земного спутника.

Атмосфера Плутона

Атмосфера данной планеты представляет из себя тонкую оболочку, образованную в процессе испарения с поверхности ее льда таких соединений, как монооксид углерода, матан и азот. По мере сближения Плутона с Солнцем, его льды начинают переходить в газообразное состояние. А по мере удаления планеты от Солнца, эти газы начинают кристаллизовываться, постепенно опускаясь на ее поверхность. Средняя температура нижних слоев атмосферы Плутона составляет примерно -230 °C. Но в верхних слоях она значительно выше - около -170°С.

Атмосферу Плутона стали изучать в 1985 году. К этому шагу ученых подтолкнуло наблюдение покрытия им звезд. Ученые смогли выявить наличие оболочки у данной планеты очень простым способом. Процесс покрытия звезды происходит быстро только в том случае, если у покрываемого объекта атмосфера полностью отсутствует. Но, если очертания звезды тускнеют постепенно, что произошло в случае с Плутоном, то это указывает на наличие у объекта оболочки.

Спутники Плутона

У Плутона имеется пять естественных спутников. Самый первый - Харон, который в 1978 году обнаружил ученый Джеймс Кристи. Еще два подобных объекта меньшего размера открыли в 2005 году. А Кербер - четвертый спутник Плутона зафиксировал аппарат "Хаббл" в 2011 году. Уже в 2012 сделали объявление о находке последнего - пятого спутника, которого ученые назвали "Стиксом".

Спутники Плутона находятся на меньшем к нему расстоянии, нежели все известные спутники иных планет Солнечной системы.

Данные "Хаббл" также помогли установить приблизительные размеры спутников Плутона. Ученые заявляют, что у этой планеты не имеется спутников, диаметр которых смог бы превысить 12 км.

Харон

Астрономы обнаружили этот спутник в 1978 года. Харон назвали в честь мифического персонажа, который по легенде переправлял души мертвых по реке Стикс. Его объем лишь на малую часть превышает половину объема Плутона. Диаметр Харона приблизительно равен 1205 км.

Ученым, исходя их итогов исследования покрытия звезды Хароном, которое происходило в 1980 году, удалось с достаточной точностью рассчитать его радиус. В этом же году были получены данные, позволяющие оценить радиус орбиты данного спутника. Но сегодняшние наблюдения, проводимые более современными машинами, позволили провести переоценку этой величины. Да данный момент принято считать, что примерный радиус орбиты Харона равен 19628-19644 км.

Многие астрономы называют Харон и Плутон парной планетой. Эти доводы основываются на том, что барицентр системы этих двух объектов не лежит на поверхности Плутона.

В 2007 году работники научного центра Джемини обнаружили на поверхности Харона водяные кристаллы с гидратами аммиака. Исходя из данного факта, можно предположить существование на спутнике криогейзеров.

Гидра и Никта

В 2005 году Фото еще двух спутников Плутона были получены астрономами, работающими с мощной машиной "Хаббл". В 2006 году объекты получили свои официальные названия: Никта и Гидра. Эти небольшие спутники расположены дальше Харона примерно в 2 или 3 раза. Первый спутник - Гидра находится от Плутона на дистанции 65 тыс. км. А второй - Никта, расположен на расстоянии от планеты в 5 тыс. км. Никта и Гидра находятся в резонансном соотношении друг с другом 6:1, а с Хароном в 4:1. Орбиты этих двух спутников имеют округлые очертания. Выявление их особенностей и отличий от других объектов Солнечной системы ведется и по сей день. Астрономами было замечено, что яркость Гидры зачастую проявляется сильнее, чем у Никты. И это может говорить о том, что поверхность первого спутника лучше отражает солнечный свет, чем поверхность второго.

Диаметр Гидры предположительно равен 61 км, а диаметр Никты - 46 км. Открытие этих небольших спутников сподвигло ученых на новые размышления о возможном наличии у Плутона некой системы колец, как у Юпитера. Но анализ работы телескопа "Хаббл" опроверг все предположения на этот счет. Даже, если кольцевая система у Плутона и существует, то она может достигать лишь 1000 км в ширину, что будет характеризовать ее, как незначительную.

Кербер и Стикс

В 2011 года телескоп "Хаббл" зафиксировал еще одно тело, вращающееся вокруг Плутона, приблизительный диаметр которого составил 13-34 км. И только в прошлом году ему было присвоено название Кербер.

В 2012 году был замечен еще один объект, вращающийся вокруг Плутона. Год спустя данный спутник получил имя Стикс. Ученые также успели рассчитать примерный диаметр Стикса, который составил 15-25 км. Также удалось выяснить, что данный спутник находится от Плутона на расстоянии 47 тыс. км.

Пояс Койпера

Происхождение Плутона на протяжении долго времени оставалось загадкой для многих ученых-астрономов всего мира. В 1936 году Реймонд Литлтон - известный ученый из Англии предположил, что сам Плутон ранее являлся спутником Нептуна. По его мнению Плутон был выброшен из системы большей планеты ее крупным спутником- Тритоном. Данное заявление вызвало много споров, а в конечном итоге было полностью опровергнуто на основе общепринятого факта о том, что Плутон никогда не сближается с Нептуном.

В конце прошлого века ученым стали попадаться новые объекты за орбитой Нептуна, которые были очень похожи на Плутон. Его сходство с обнаруженными астрономами ледяными космическими телами заключилось в идентичной форме орбиты, размере и составе оболочки. Данная область Солнечной систмы получила название "Пояс Койпера". Современные ученые считают, что Плутон является одним из крупных объектов этой части, так как его свойства схожи со свойствами тел, которые находятся в области этого пояса.

В августе 2006 года прогремела невероятная новость: Солнечная система лишилась одной из планет! Тут и в самом деле насторожишься: сегодня одна планета пропала, завтра другая, а там, глядишь, и до Земли очередь дойдёт!

Однако повода для паники не было ни тогда, ни теперь. Речь шла всего-навсего о решении Международного астрономического союза, который после долгих споров лишил Плутон статуса полноценной планеты. И, вопреки заблуждениям, в тот день Солнечная система не сократилась, а, наоборот, невообразимо расширилась.

Вкратце :
Плутон слишком мал для планеты. Есть небесные тела, которые раньше считались астероидами, хотя они того же размера, а то и больше чем Плутон. Теперь и они, и Плутон называются карликовыми планетами .

Поиски странников

Открытие Плутона, который долгое время считался девятой планетой Солнечной системы, имеет предысторию.

До появления телескопов человечеству были известны пять небесных тел, называемых планетами (в переводе с греческого - «странники»): Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. За четыре века удалось открыть ещё две крупные планеты: Уран и Нептун.

Открытие Урана примечательно тем, что его сделал любитель - учитель музыки Уильям Гершель. 13 марта 1781 года он проводил обзор неба и вдруг заметил маленький жёлтозелёный диск в созвездии Близнецов. Сначала Гершель решил, что обнаружил комету, но наблюдения других астрономов подтвердили: открыта самая настоящая планета, имеющая стабильную эллиптическую орбиту.

Гершель хотел назвать планету Георгией в честь короля Георга III. Но астрономическое сообщество постановило, что имя любой новой планеты должно соответствовать другим, то есть происходить из классической мифологии. В итоге планету назвали Ураном в честь древнегреческого бога небес.

Наблюдения за Ураном выявили аномалию: планета упорно отказывалась следовать законам небесной механики, отклоняясь от расчётной орбиты. Дважды астрономы рассчитывали модели движения Урана с поправкой на гравитацию других планет, и дважды тот «обманывал» их. Тогда появилось предположение, что на Уран оказывает влияние ещё одна планета, находящаяся за его орбитой.

1 июня 1846 года в журнале Французской академии наук появилась статья математика Урбена Леверье, где тот описал ожидаемое положение гипотетического небесного тела. В ночь на 24 сентября 1846 года по его подсказке немецкие астрономы Иоганн Галле и Генрих д’Арре, не затратив много времени на поиски, обнаружили неизвестный объект, который оказался большой планетой и получил название Нептун.

Планета Икс

Открытие седьмой и восьмой планет всего за полвека втрое раздвинуло границы Солнечной системы. У Урана и Нептуна обнаружились спутники, что позволило точно вычислить массы планет и их взаимное гравитационное влияние. По этим данным Урбен Леверье построил самую точную на тот момент модель орбит. И опять реальность разошлась с расчётами! Новая загадка вдохновила астрономов на поиски транснептунового объекта, который стали условно называть «планетой Икс».

Слава первооткрывателя досталась молодому астроному Клайду Томбо, который отказался от математических моделей и занялся упорным изучением неба с помощью фотографического рефрактора. 18 февраля 1930 года, сравнивая январские фотопластины, Томбо обнаружил смещение слабого звездообразного объекта - им оказался Плутон.

Вскоре астрономы установили, что Плутон - очень маленькая планета, меньше Луны. И его массы явно недостаточно, чтобы влиять на движение огромного Нептуна. Тогда Клайд Томбо развернул мощную программу поиска ещё одной «планеты Икс», но, несмотря на все усилия, обнаружить её не удалось.

Сегодня мы знаем о Плутоне намного больше, чем в 1930-е годы. Благодаря многолетним наблюдениям и орбитальным телескопам удалось выяснить, что у него очень вытянутая орбита, которая наклонена к плоскости эклиптики (земной орбиты) под значительным углом - 17,1°. Такое необычное свойство позволило спекулировать на тему, является ли Плутон родной планетой Солнечной системы или он случайно притянут гравитацией Солнца (например, эту гипотезу рассматривает Иван Ефремов в романе «Туманность Андромеды»).

У Плутона есть небольшие спутники, причём многие из них открыты совсем недавно. Всего их пять: Харон (открыт в 1978 году), Гидра (2005), Никта (2005), Р4 (2011) и Р5 (2012). Наличие такой сложной системы спутников позволило предполагать, что у Плутона есть разрежённые кольца из обломков - такие всегда возникают при столкновении малых тел на орбитах вокруг планет.

Карты, составленные по данным орбитального телескопа «Хаббл», показали, что поверхность Плутона неоднородна. Часть, обращённая к Харону, содержит преимущественно метановый лёд, а на противоположной стороне больше льда из азота и окиси углерода. В конце 2011 года на Плутоне были обнаружены сложные углеводороды - это позволило учёным предположить, что там существуют простейшие формы жизни. Кроме того, разрежённая атмосфера Плутона, состоящая из метана и азота, за последние годы заметно «разбухла», а это значит, на планете есть климатические изменения.

Как называли Плутон

Своё название Плутон получил 24 марта 1930 года. Астрономы голосовали по шорт-листу, содержащему три финальных варианта: Минерва, Кронос и Плутон.

Наиболее подходящим оказался третий вариант - имя античного бога царства мёртвых, также известного как Аид и Гадес. Его предложила Венеция Бёрни - одиннадцатилетняя школьница из Оксфорда. Она интересовалась не только астрономией, но и классической мифологией, и решила, что имя Плутон лучше других подходит тёмному и холодному миру. Название всплыло в разговоре с её дедом Фэлконером Мейданом, который прочитал об открытии планеты в журнале. Предложение Венеции он передал профессору Герберту Тёрнеру, который, в свою очередь, телеграфировал коллегам в США. За вклад в историю астрономии Венеция Бёрни получила премию в пять фунтов стерлингов.

Интересно, что Венеция дожила до того момента, когда Плутон потерял статус планеты. На вопрос о её отношении к этому «понижению» она ответила: «В моём возрасте уже нет никакого дела до подобных дебатов, но мне хотелось бы, чтобы Плутон оставался планетой».

Пояс Эджворта-Койпера

По всем признакам Плутон - нормальная планета, хоть и маленькая. Почему же астрономы так неблагосклонно к нему отнеслись?

Поиски гипотетической «планеты Икс» продолжались десятилетиями, что привело к множеству интереснейших открытий. В 1992 году за орбитой Нептуна было обнаружено большое скопление малых тел, похожих на астероиды и ядра комет. Существование пояса, состоящего из мусора, который остался после формирования Солнечной системы, было предсказано задолго до этого ирландским инженером Кеннетом Эджвортом (в 1943 году) и американским астрономом Джерардом Койпером (в 1951 году).

Первый транснептуновый объект, принадлежащий поясу Койпера, обнаружили астрономы Дэвид Джуитт и Джейн Лу, наблюдая небо с помощью новейших технологий. 30 августа 1992 года они заявили об открытии тела 1992 QB1, которое назвали Смайли в честь героя популярного детективщика Джона Ле Карре. Впрочем, это название официально не используется, поскольку уже есть астероид Смайли.

К 1995 году за орбитой Нептуна было обнаружено ещё семнадцать тел, из них восемь - за орбитой Плутона. К 1999 году общее количество зарегистрированных объектов пояса Эджворта-Койпера перевалило за сотню, к настоящему моменту - за тысячу. Учёные полагают, что в обозримом будущем удастся выявить более семидесяти тысяч (!) объектов размером больше 100 км. Известно, что все эти тела двигаются по эллиптическим орбитам, как настоящие планеты, а треть из них имеют такой же орбитальный период, как у Плутона (они получили название «плутино» - «плутончики»). Объекты пояса пока очень трудно классифицировать - известно только, что они имеют размеры от 100 до 1000 км, а поверхность у них тёмная с красноватым оттенком, что указывает на древний состав и присутствие органических соединений.

Само по себе подтверждение гипотезы Эджворта-Койпера не могло вызвать революцию в астрономии. Да, теперь мы знаем, что Плутон - не одинокий странник, но ведь соседние тела не способны потягаться с ним в размерах, а кроме того, у них нет атмосферы и спутников. Научный мир мог и дальше спать спокойно. И тут случилось страшное!

Десятки Плутонов

Майк Браун - «человек, который убил Плутон»

Астроном Майк Браун в своих мемуарах утверждает, что ещё в детстве путём наблюдений самостоятельно открыл планеты, не подозревая об их существовании. Когда он стал специалистом, то возмечтал о величайшем открытии - «планете Икс». И он её открыл. И даже не одну, а целых шестнадцать!

Первый транснептуновый объект, обозначенный как 2001 YH140, Майк Браун обнаружил вместе с Чедвиком Трухильо в декабре 2001 года. Это было стандартное небесное тело пояса Эджворта-Койпера диаметром около 300 км. Астрономы продолжили энергичные поиски, и 4 июня 2002 года группа открыла объект 2002 LM60, который был намного больше - 850 км в диаметре (сейчас его диаметр оценивается в 1170 км). То есть размеры 2002 LM60 сопоставимы с размерами Плутона (2302 км). Позднее это тело, которое смахивает на полноценную планету, получило название Квавар - по имени бога-создателя, которому поклонялись индейцы племени тонгва, обитавшего в Южной Калифорнии.

Дальше - больше! 14 ноября 2003 года группа Брауна открывает транснептуновый объект 2003 VB12, который получает название Седна - в честь эскимосской богини моря, живущей на дне Северного Ледовитого океана. Сначала диаметр этого небесного тела оценивался в 1800 км; дополнительные наблюдения с помощью орбитального телескопа «Спитцер» позволил снизить оценку до 1600 км; на данный момент считается, что размер Седны - 995 км. Спектроскопический анализ показал, что своей поверхностью Седна подобна некоторым другим транснептуновым объектам. Седна движется по очень вытянутой орбите - учёные считают, что некогда на неё повлияла звезда, прошедшая мимо Солнечной системы.

17 февраля 2004 года Майк обнаруживает объект 2004 DW, получивший имя Орк (божество подземного царства в этрусской и римской мифологиях), диаметром 946 км. Спектральный анализ Орка показало, что он покрыт водным льдом. Больше всего Орк похож на Харон - спутник Плутона.

28 декабря 2004 года Браун открывает объект 2003 EL61, названный Хаумеа (гавайская богиня плодородия), диаметром около 1300 км. Позднее выяснилось, что Хаумеа очень быстро вращается, делая один оборот вокруг оси за четыре часа. Значит, её форма должна быть сильно вытянутой. Моделирование показало, что в таком случае продольный размер Хаумеа должен быть близок к диаметру Плутона, а поперечный - в два раза меньше. Возможно, Хаумеа появилась в результате столкновения двух небесных тел. При ударе часть лёгких компонентов испарилась и была выброшена в пространство, впоследствии образовав два спутника: Хииака и Намака.

Богиня раздора

Звёздный час Майка Брауна пробил 5 января 2005 года, когда его группа обнаружила транснептуновый объект, диаметр которого оценили в 3000 км (более поздние измерения дали диаметр 2326 км). Таким образом, в поясе Эджворта-Койпера было найдено небесное тело, размерами совершенно определённо превосходящее Плутон. Учёные зашумели: наконец-то десятая планета открыта!

Новой планете астрономы присвоили неофициальное имя Зена в честь героини . А когда у Зены обнаружился спутник, его немедленно поименовали Габриэль - так звали спутницу Зены. Международный астрономический союз не смог принять столь «несерьёзные» названия, потому Зену переименовали в Эриду (греческая богиня раздора), а Габриэль - в Дисномию (греческая богиня беззакония).

Эрида и впрямь вызвала раздор среди астрономов. По логике, Зену-Эриду следовало немедленно признать десятой планетой, а группу Майкла Брауна внести в анналы истории как её первооткрывателей. Но не тут-то было! Предыдущие открытия указывали, что, возможно, в поясе Эджворта-Койпера прячутся ещё десятки объектов, сопоставимых по размеру с Плутоном. Что проще - множить число планет, переписывая учебники астрономии каждые пару лет, или выбросить из списка Плутон, а с ним и все новооткрытые небесные тела?

Приговор вынес сам Майк Браун, открыв 31 марта 2005 года объект 2005 FY9 диаметром 1500 км, названный Макемаке (бог-создатель человечества в мифологии рапануйцев, жителей острова Пасхи). Терпение коллег лопнуло, и они собрались на конференцию Международного астрономического союза в Праге, чтобы раз и навсегда определить, что же такое планета.

Ранее планетой могло считаться небесное тело, которое вращается вокруг Солнца, не является спутником другой планеты и имеет достаточную массу для приобретения сферической формы. По итогам дебатов астрономы добавили ещё одно требование: чтобы тело «расчистило» окрестности своей орбиты от тел сопоставимого размера. Последнему требованию Плутон не соответствовал и был лишён статуса планеты.

Он перекочевал в список «карликовых планет» (от английского «dwarf planet», буквально - «планета-гномик») под номером 134340.

Такое решение вызвало критику и насмешки. Учёный Алан Стерн, занимающийся Плутоном, сказал, что если применить это определение к Земле, Марсу, Юпитеру и Нептуну, на орбитах которых обнаружены астероиды, то их тоже надо лишить звания планет. Кроме того, по его словам, за постановление проголосовало меньше 5% астрономов, поэтому их мнение нельзя считать всеобщим.

Однако сам Майк Браун признал определение Международного астрономического союза, довольствуясь тем, что дискуссия наконец-то завершилась к всеобщему удовлетворению. И действительно - буря стихла, астрономы разъехались по своим обсерваториям.

Лишившись статуса планеты, Плутон стал неиссякаемым источником для интернет-творчества

На решение Международного астрономического союза общество отреагировало по-разному: кто-то не придал значения, а кто-то уверился, что учёные валяют дурака. В английском языке появился глагол «to pluto» («оплутонить»), признанный словом 2006 года по версии Американского диалектологического общества. Слово означает «понижение в значении или в ценности».

Власти штатов Нью-Мексико и Иллинойс, где жил и работал Клайд Томбо, законодательно постановили сохранить за Плутоном статус планеты и объявили 13 марта ежегодным Днём планеты Плутон. Простые граждане откликнулись как онлайн-петициями, так и уличными протестами. Людям, которые всю жизнь считали Плутон планетой, сложно было свыкнуться с решением астрономов. Кроме того, Плутон был единственной планетой, открытой американцем.

Кому выгодно?

Плутон - единственный, кто потерял в статусе. Остальные же карликовые планеты ранее классифицировались как астероиды. Среди них и Церера (названа в честь римской богини плодородия), открытая ещё в 1801 итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци. Некоторое время Церера считалась той самой недостающей планетой между Марсом и Юпитером, но позже её отнесли к астероидам (к слову, этот термин был специально введён именно после обнаружения Цереры и соседних крупных объектов). Решением астрономического союза в 2006 году Церера стала считаться карликовой планетой.

Церера, диаметр которой достигает 950 км, находится в поясе астероидов, что серьёзно затрудняет её наблюдение. Предполагается, что она обладает ледяной мантией или даже океанами жидкой воды под поверхностью. Качественным шагом в исследовании Цереры стала миссия межпланетного аппарата «Dawn», который достиг карликовой планеты осенью 2015 года.

Нас не найдут!

На межпланетных аппаратах «Пионер-10» и «Пионер-11», отправившихся в полёт в начале 1970-х годов, были размещены алюминиевые пластинки с посланием инопланетянам. Помимо изображений мужчины, женщины и указания, где нас искать в галактике, там была представлена схема Солнечной системы. И она состояла из девяти планет, включая Плутон.

Получается, что, если когда-нибудь «братья по разуму», руководствуясь схемой «Пионеров», захотят отыскать нас, они с большой вероятностью проследуют мимо, запутавшись в количестве планет. Впрочем, если это будут злобные инопланетные захватчики, всегда можно сказать, что мы специально их запутали.

∗∗∗

Сегодня кажется, что вряд ли когда-нибудь классификация Плутона, Эриды, Седны, Хаумеа и Квавара будет заново пересмотрена. И только Майк Браун не унывает - он уверен, что в ближайшие годы на дальней границе пояса Эджворта-Койпера будет обнаружено небесное тело размером с Марс. Жутко представить, что тогда начнётся!

• Майкл Браун «Как я убил Плутон и почему это было неизбежно»
• Дэвид А. Вайнтрауб «Плутон – планета? Путешествие в историю Солнечной системы» (Is Pluto a Planet?: A Historical Journey through the Solar System)
• Илэйн Скотт «Когда планета не планета, или История Плутона» (When Is a Planet Not a Planet?: The Story of Pluto)
• Дэвид Агуйлар «Тринадцать планет. Современный взгляд на Солнечную систему» (13 Planets: The Latest View of the Solar System)

Плутон - планета, получившая имя мифологического божества. Долгое время являлся последней, Плутон считался не только самым маленьким, но и самым холодным и мало изученным. Но в 2006 году с целью его более детального исследования был запущен аппарат, который в 2015 добрался до Плутона. Его миссия завершится в 2026 году.

Размеры Плутона настолько малы, что с 2006 года его перестали считать планетой! Однако многие называют это решение надуманным и необоснованным. Возможно, вскоре Плутон вновь займет свое прежнее место среди космических тел нашей Солнечной системы.

Самые интересные факты о Плутоне, размеры его и новейшие исследования - ниже.

Открытие планеты

Еще в 19 веке ученые были уверены в том, что за Ураном находится еще одна планета. Мощность тогдашних телескопов не позволяла им обнаружить ее. Почему Нептун так рьяно искали? Дело в том, что искажения орбиты Урана и Нептуна можно было объяснить только наличием за ним еще одной планеты, которая оказывает влияние на него. Словно "тянет" на себя.

И в 1930 году Нептун наконец обнаружили. Однако он оказался совсем мал для того, что послужить причиной подобных возмущений Урана и Нептуна. К тому же, его ось так же наклонена, как оси Урана и Нептуна. То есть воздействие неизвестного небесного тела влияет и на него.

Ученые до сих пор ищут загадочную планету Нибиру, странствующую по нашей Солнечной системе. Некоторые уверены, что она способна вскоре стать причиной ледникового периода на Земле. Однако ее существование до сих пор не подтверждено. Хотя ее описание, предполагают исследователи, есть в древних шумерских текстах. Но даже если планета-убийца действительно существует, нам не стоит опасаться конца света. Дело в том, что приближение небесного тела мы увидим за лет 100 до его предполагаемого столкновения с Землей.

А мы вернемся к Плутону, открытому в 1930 году в штате Аризона Клайдом Томбо. Поиски так называемой планеты-X велись с 1905 года, но лишь команде американских ученых удалось сделать это открытие.

Встал вопрос, какое имя дать обнаруженной планете. И назвать ее Плутоном предложила одиннадцатилетняя школьница Венеция Берни. Ее дедушка узнал о трудностях при поиске имени и спросил, какое бы имя планете дала внучка. И Венеция очень быстро дала обоснованный ответ. Девочка интересовалась астрономией и мифологией. Плутон - древнеримский вариант имени бога подземного царства Аида. Венеция объяснила свою логику очень просто - это имя как нельзя лучше гармонировало с безмолвным и холодным космическим телом.

Размер планеты Плутон (в километрах - тем более) оставался неуточненными долгое время. В телескопы тех времен ледяной малыш виделся лишь яркой звездочкой на небосводе. Определить его массу и диаметр было совершенно невозможно. Он больше Земли? Возможно, даже больше Сатурна? Вопросы мучили ученых вплоть до 1978 года. Именно тогда был открыт самый большой спутник этой планеты - Харон.

Каков размер Плутона?

И именно обнаружение его крупнейшего спутника помогло установить массу Плутона. Назвали его Хароном, в честь потустороннего существа, перевозящего души умерших в подземное царство. Масса Харона была еще тогда известна довольно точно - 0,0021 массы Земли.

Это дало возможность узнать приблизительные массу и диаметр Платона, используя формулировку Кеплера. При наличии двух объектов разной массы она позволяет сделать вывод об их размерах. Но это лишь приблизительные цифры. Точные размеры Плутона стали известны лишь в 2015 году.

Итак, диаметр его равен 2370 км (или 1500 миль). А масса планеты Плутон составляет 1.3 × 10 22 кг, а объем - 6,39·10 9 км³. Длина - 2370.

Для сравнения, диаметр Эриды, самой крупной карликовой планеты нашей Солнечной системы, составляет 1600 миль. Поэтому неудивительно, что Плутону в 2006 году решили присвоить статус карликовой планеты.

То есть он является десятым по тяжести объектом в Солнечной системе и вторым - среди карликовых планет.

Плутон и Меркурий

Меркурий - самая приближенная к Солнцу планета. Он является полной противоположностью ледяного малыша. При сравнении размеров Меркурия и Плутона последний проигрывает. Ведь диаметр самой близкой к Солнцу планеты составляет 4879 км.

Разнится и плотность двух "малышей". Состав Меркурия в основном представлен камнем и металлом. Плотность его составляет 5.427 г/см 3. А Плутон при плотности 2 г/см 3 содержит в своем составе преимущественно лед и камень. Он уступает Меркурию по силе тяжести. Если бы вам удалось побывать на карликовой планете, при каждом шаге вы бы отрывались от ее поверхности.

Когда в 2006 Плутон перестали причислять к полноценным планетам, титул космического малыша вновь достался Меркурию. А звание самого холодного получил Нептун.

Карликовая планета также меньше двух самых больших спутников нашей Солнечной системы - Ганимеда и Титана.

Размеры Плутона, Луны и Земли

Эти небесные тела также разнятся по размеру. Наша Луна - не самый крупный системы. В сущности, специалисты еще не определились с трактовкой термина «спутник», возможно, когда-то и ее назовут планетой. Однако размеры Плутона, в сравнении с Луной, явно проигрывают - он в 6 раз меньше земного спутника. Размер ее в километрах - 3474. А плотность составляет 60% земной и уступает первенство лишь спутнику Сатурна Ио среди небесных тел нашей Солнечной системы.

А насколько Плутон меньше Земли? Сравнение размеров Плутона и Земли наглядно показывает, насколько он мал. Оказывается, внутри нашей планеты поместилось бы 170 «плутончиков». NASA даже представило графическое изображение, где Нептун расположен на фоне Земли. Объяснить лучше, насколько разнятся их массы, невозможно.

Размеры Плутона и России

Россия - самая большая страна нашей планеты. Площадь ее поверхности равна 17 098 242 км². А площадь поверхности Плутона - 16 650 000 км². Сравнение размеров Плутона и России в человеческом понимании делают планету совсем незначительной. А является ли Плутон планетой вообще?

Ученые уверены, планетой может считаться то небесное тело, которое имеет чистое пространство. То есть гравитационное поле планеты должно либо поглощать ближайшие космические объекты, либо вышвыривать их из системы. Но масса Плутона составляет всего 0,07 от общей массы ближайших объектов. Для сравнения, масса нашей Земли в 1.7 миллиона раз превышает массу объектов на ее орбите.

Причиной причислить Плутон к списку карликовых планет стал еще один факт - в поясе Койпера, где локализуется и космический малыш, были обнаружены более крупные космические объекты. Финальным штрихом стало обнаружение карликовой планеты Эриды. Открывший ее Майкл Браун даже написал книгу под названием «Как я убил Плутон».

В сущности, ученые, причисляя Плутон к девятке планет Солнечной системы, понимали - это вопрос времени. Однажды космос идет исследован дальше Плутона - и обязательно найдутся более крупные космические тела. И называть Плутон планетой будет некорректно.

Формально Плутон называют карликовой планетой. Но на самом деле полноценные планеты под эту классификацию не попадают. Этот термин ввели в том же 2006 году. В список карликовых входят Церера (самый крупный астероид в нашей Солнечной системе), Эрида, Хаумеа, Макемаке и Плутон. В общем, пока с термином карликовых планет ясно далеко не все, так как точного определения его пока не придумали.

Но, несмотря на потерю статуса, ледяной малыш остается интересным и важным объектом для изучения. Рассмотрев, какого размера Плутон, перейдем к другим интересным фактам о нем.

Основные характеристики Плутона

Планета расположена у самой границы нашей Солнечной системы и удалена от Солнца на 5900 млн км. Его характерной особенностью является вытянутость орбиты и большой наклон к плоскости эклиптики. Благодаря этому Плутон может приближаться к Солнцу ближе, чем Нептун. Поэтому с 1979 по 1998 Нептун оставался самой удаленной от небесного светила планетой.

Сутки на Плутоне - это почти 7 суток на нашей Земле. Год на планете соответствует нашим 250 годам. Во время солнцестояния ¼ часть планеты непрерывно прогревается, а другие ее части находятся во тьме. Имеет 5 спутников.

Атмосфера Плутона

Он имеет хорошую светоотражающую способность. Поэтому, вероятно, покрыт льдом. Ледяная корка состоит из азота и отдельных пятен метана. Те области, которые согреваются солнечными лучами, превращаются в скопление разреженных частиц. То есть либо заледеневшая, либо - газообразная.

Солнечный свет смешивает азот и метан, придавая планете загадочное голубоватое сияние. Вот так выглядит сияние планеты Плутон на фото.

Из-за небольших размеров Плутон не способен удерживать плотную атмосферу. Плутон теряет ее очень быстро - несколько тонн в течение часа. Удивительно, что до сих пор не растерял ее всю в просторах космоса. Откуда Плутон берет азот для образования новой атмосферы, пока неясно. Возможно, он присутствует в недрах планеты и сезонно вырывается на ее поверхность.

Состав Плутона

Что там, внутри, ученые заключают на основе данных, полученных за годы изучения планеты.

Расчет плотности Плутона заставил ученых предположить, что на 50-70% планета состоит из камня. Все остальное - лед. Но если ядро планеты каменистое, значит, внутри нее должно присутствовать достаточное количество тепла. Именно оно разделило Плутон на каменистую основу и ледяную поверхность.

Температура на Плутоне

Когда-то Плутон считался самой холодной планетой нашей Солнечной системы. За счет того, что он находится очень далеко от Солнца, температура здесь может падать до -218 и даже до -240 градусов по Цельсию. Средняя температура составляет - 228 градусов по Цельсию.

В точке, приближенной к Солнцу, планета разогревается настолько, что застывший ледяной коркой азот, присутствующий в атмосфере, начинает испаряться. Переход вещества из твердого состояния сразу в газообразное называют сублимацией. Испаряясь, он образует диффузные облака. Они замерзают и падают на поверхность планеты в виде снега.

Спутники Плутона

Самым крупным является Харон. Это небесное тело также представляет для ученых огромный интерес. Он находится на расстоянии 20 000 км от Плутона. Примечательно, что они напоминают единую систему, состоящую из двух космических тел. Но при этом они были образованы независимо друг от друга.

Так как пара Харон-Плутон двигается в унисон, спутник никогда не меняет своего местоположения (если смотреть с Плутона). Он связан с Плутоном приливными силами. Ему требуется 6 суток и 9 часов, чтобы обойти планету вокруг.

Скорее всего, Харон являет собой ледяной аналог спутников Юпитера. Поверхность его, созданная из водяного льда, придает ей серый цвет.

Смоделировав планету и ее спутник на суперкомпьютере, ученые пришли к выводу, что большую часть времени Харон проводит между Плутоном и Солнцем. От солнечного тепла на поверхности Харона тает лед и образовывается разреженная атмосфера. Но почему лед на Хароне до сих пор не исчез? Вероятно, его подпитывают криовулканы спутника. Затем он "скрывается" в тени Плутона, и его атмосфера вновь застывает.

Кроме этого, за период изучения Плутона было обнаружено еще 4 спутника - Никта (39,6 км), Гидра (45,4км), Стикс (24,8 км) и Кербер (6,8 км). Размеры последних двух спутников могут быть неточны. Отсутствие яркости затрудняет определение массы и диаметра космического тела. Раннее ученые были уверены в их сферической форме, но сегодня предполагают, что они имеют форму эллипсоидов (то есть форму вытянутой сферы).

Каждый из крохотных спутников по-своему уникален. Никта и Гидра хорошо отражают свет (около 40%), так же, как и Харон. Кербер - самый темный из всех спутников. Гидра - полностью образована изо льда.

Изучение Плутона

В 2006 году NASA запустили космический аппарат, который позволил более детально изучить поверхность Плутона. Он получил название "Новые горизонты". В 2015, спустя 9,5 лет, он наконец встретился с карликовой планетой. Аппарат приблизился к объекту изучения на минимальное расстояние - 12 500 км.

Точные снимки, отправленные аппаратом на Землю, рассказали намного больше, чем самые мощные телескопы. Ведь он слишком мал для того, что хорошо просматриваться с Земли. Удалось обнаружить множество интересных фактов о планете Плутон.

Ученые со всего мира отмечают, что поверхность Плутона невероятно интересна. Здесь множество кратеров, ледяных гор, равнин, зловещих тоннелей.

Солнечный ветер

Оказывается, космический малыш обладают уникальными свойствами, которых лишены другие планеты Солнечной системы. Они заключаются в его взаимодействии с солнечным ветром (тем самым, который вызывает магнитные бури). Кометы рассекают солнечный ветер, а планеты в буквальном смысле слова ударяются об него. Плутон демонстрирует оба типа поведения. Это делает его больше похожим на комету, чем на планету. При таком сценарии развития событий образуется так называемая плутопауза. Она характеризуется образованием обширной области, в которой скорость солнечного ветра постепенно увеличивается. Скорость ветра составляет 1,6 млн км/час.

Подобное взаимодействие образовало у Плутона хвост, наблюдаемый у комет. Ионный хвост состоит в основном из метана и других частиц, составляющих атмосферу планеты.

«Паук» Плутона

Замороженная поверхность Плутона должна выглядеть мертвой, уверены ученые. То есть испещренной кратерами и трещинами. Большая часть его поверхности именно так и выглядит, но есть область, которая кажется на удивление гладкой. Вероятно, на нее оказало влияние что-то, находящееся во внутренних слоях планеты.

А один из покрытых трещинами участков напоминает паука с шестью лапками. Подобного ученые не видели никогда. Некоторые «лапки» длиною до 100 км, другие - длиннее. А длина самой большой «лапки» составляет 580 км. Удивительно то, что эти точки имеют одно основание, а глубины трещин подсвечиваются красноватым цветом. Что это? Возможно, это говорит о наличии какого-то подземного материала.

«Сердце» Плутона

На планете есть так называемая область Томбо, которая имеет… форму сердца. Этот регион отличается гладкой поверхностью. Вероятно, он относительно молодой и геологические процессы на нем происходили не так давно.

В 2016 году ученые подробно объяснили, каким образом появилась на планете область Томбо. Вероятно, ее причиной стали сочетание двух факторов - атмосферные процессы и геологические особенности. Глубокие кратеры ускоряют застывание азота, который, вместе с оксидом углерода, покрывает область длиною более тысячи километров и уходит вглубль Плутона на 4 км. Возможно, в ближайшие десятилетия большая часть ледников на планете исчезнет.

Еще одна загадка Плутона

На Земле, в высокогорьях тропиков и субтропиков, встречаются снежные пирамиды. Раньше ученые считали, что этот феномен встречается только на поверхности Земли. Их называют "кающимися снегами", так как они напоминают фигуры со склоненной головой. Однако такие образования на нашей планете достигают максимум 5-6 метров в высоту. Но поверхность Плутона оказалась изрезана этими фигурами, высота которых составляет до 500 км. Эти игольчатые фигуры образованы из метанового льда.

Как объясняют ученые, на Плутоне присутствуют вариации климата. Они считают, что процесс образования метановых игл совпадает с процессами, происходящими на планете. Как образовываются наши "кающиеся снега"?

Солнце освещает лед под большим углом, одна его часть тает, а другая - остается нетронутой. Образуются своеобразные "ямки". Они не отражают свет и тепло в атмосферу, а, напротив, удерживают их. Таким образом, процесс таяния льда начинает резко усиливаться. Это становится причиной образования структур, похожих на пики и пирамиды.

На Плутоне происходит нечто подобное. Эти иглы лежат поверх еще более крупных ледяных образований и, вероятно, являются отголосками ледникового периода. Их аналогов, считают наши специалисты, в Солнечной системе нет.

Эта горная долина, названная Тартар, соседствует с еще одним предметом интереса ученых - долиной Томбо, которая описана выше.

Океан на Плутоне?

Ученые считают, что океаны в нашей Солнечной системе достаточно распространены. Но может ли присутствовать океан под замерзшим слоем поверхности Оказывается, такое вполне возможно.

Западная часть региона Томбо выглядит достаточно странно, в сравнении с остальной поверхностью Плутона. Размер в км ее составляет около 1000. Регион именуют "Спутник Планиция". Поверхность ее отличается ровной, относительно свежей коркой льда и отсутствием ударных кратеров. Возможно, этот древний бассейн является кратером, тепло которого просачивается изнутри и заставляет лед таять, словно обновляя его.

Примечательно, что "Спутник Платиния" тяжелее своего окружения. Ученые объясняют это наличием подповерхностного океана. Данным вопросом занимается команда Ниммо. Вероятно, океан Плутона находится на глубине 100 километров и содержит большой процент жидкого аммиака. Возраст его может насчитывать миллиарды лет. Если бы океан не был скрыт прочной коркой льда, в нем могла бы зародиться жизнь. В любом случае, найти и исследовать его в ближайшие сотни лет не представляется возможным.

Метановый снег

Аппарат "Новые горизонты" представил ученым подробные, невероятно интересные снимки. На изображениях можно увидеть равнины и горы. Одна из самых крупных гор Плутона носит неофициальное название Cthulhu Regio. Простирается она почти на 3 000 км. Размер планеты Плутон настолько мал, что горная цепь практически полностью опоясывает его.

С высоты аппарата "Новые горизонты" горы напоминают скопление ям, кратеров, затемненных участков. Покрывает эту горную цепь метановый свет. Он виднеется ярким пятном на фоне низменностей, имеющих красный оттенок. Скорее всего, снег здесь формируется по тому же принципу, что и на Земле.

Заключение

Аппарат "Новые горизонты" стал исследователем, который встретился с Плутоном. Он поведал об этой загадочной планете множество интересных, ранее неизвестных нам фактов о ледяном малыше. Исследования продолжаются, и, возможно, вскоре ученые узнают об этой планете еще больше.

Сегодня мы обсудили факты, известные нам на данный момент. Сравнили размеры Плутона с Луной, Землей и другими космическими телами нашей Солнечной системы. В процессе исследования возникает множество вопросов, на которые ученые пока не имеют ответов.