Планета Плутон – разжалованный карлик на окраине системы

Планета Плутон еще совсем недавно пополняла список планет Солнечной системы и занимала почетное девятой место. Этот период длился с 1930 года по 2006 год. Принятые поправки к классификации небесных тел лишили одного из членов системы гордого звания планеты. Сегодня по самой удаленной эллиптической орбите вокруг Солнца вращается всего лишь карликовая планета. Землянам она известна под именем Плутон.

• История открытия
• История названия
• Сомнения
• Вращение и орбита
• Строение
• Атмосфера и погода
• Спутники
• Исследования
• Плутон в науке и литературе
• Будущее Плутона

История открытия

Когда после открытия Урана был математически предсказан и позднее обнаружен Нептун, многие посчитали, что теперь учтены все планеты Солнечной системы. Но наблюдения за этими двумя планетами дали астрономам повод предположить, что орбита Урана подвержена влиянию еще одного небесного тела. Гипотетическую планету нарекли «Х — Планета» и с энтузиазмом принялись за ее поиски. Особо старательно изучал этот район неба Персиваль Лоуэлл. На собственные средства он основал обсерваторию и совместно с Пикерингом рассчитал возможные координаты «объекта Х». В 1906 году начались активные наблюдения.

Несколько десятилетий будущий Плутон успешно прятался от телескопов. Еще в 1915 году были получены фотоизображения планеты, но настолько нечеткие, что его даже не опознали. В 1919 году он попал в поле зрения уже обсерватории Маунт — Вильсон. Но на всех фотопластинках Плутон затерялся среди звезд. На несколько лет поиски отложили, так как главный энтузиаст, Лоуэлл, умер. Возобновили наблюдения в 1929 году. Директор Слайфер поручил молодому сотруднику Клайду Томбо фотографировать ночное небо сериями — по три снимка каждые несколько дней. Год работы, блинк — компаратор для ускоренного просмотра фотопластинок — и к марту 1930 года имелось документальное подтверждение некоего движущегося объекта.

История названия

Со всего мира стали поступать предложения по названию новой планеты. Право выбирать было отдано обсерватории Лоуэлла. По традиции планеты Солнечной системы получали имена мифологических героев. Поэтому предложения назвать новый небесный объект именем основателя обсерватории (Персиваль), либо его супруги (Констанция) не поддержали. Отказались от «Зевс» и «Кронос» — авторами предложения были ученые с плохой репутацией. Не прошла «Минерва», так уже был назван астероид.

Название «Плутон» впервые прозвучало от школьницы из Оксфорда, Венеции Берни. Ее дед работал в Оксфордском университете и рассказал внучке об открытии планеты. Венеция увлекалась мифологией, поэтому она сразу вспомнила имя бога подземного царства Плутона. Ведь новая планета далека от Солнца, там так же темно и холодно. Дед передал ее предложение коллеге Тернеру, а тот связался с обсерваторией Лоуэлла.

Вариант Венеции Берни был принят единогласно. Произошло это в мае 1930 года.

Астрономы обозначают Плутон монограммой в честь Персиваля Лоуэлла . Астрологи остановились на символе, напоминающем знак Нептуна, заменив средний зубец кругом . Получившееся изображение еще называют «Фениксом».

В азиатских странах нового члена Солнечной системы назвали «Звезда подземного царя» (или «Звезда Ямы»).

Сомнения

У Плутона не оказалось различимого планетного диска. А еще он был очень тусклый. Все вместе заставило астрономов усомниться в том, что он и есть гипотетически рассчитанная «Планета Х». Массу планеты постоянно корректировали в меньшую сторону. В 1978 году был открыт крупнейший спутник Плутона — Харон. Это позволило измерить массу планеты, она оказалась совсем маленькой, всего 0,2% от земной. Столь малая масса никак не могла повлиять на орбиту Урана и вызвать несоответствия в ней.

Но поиски Х-Планеты продолжились. Полет «Вояджера-2» к Нептуну в 1989 году показал, что масса его несколько меньше рассчитанной. Пересчитали по новым данным гравитационное воздействие Нептуна на орбиту Урана — и все несоответствия исчезли. Как и теория о существовании альтернативной Х-Планеты.

Еще в 50-тых годах прошлого века советские ученые предположили, что Плутон не совсем полноценная планета, а лишь одно из многих небесных тел, карликовых планет, вращающихся по орбитам возле Солнечной системы. На границе веков эта гипотеза подтвердилась — обнаружили множество объектов, многие из которых были куда массивнее Плутона. И в 2006 году международное астрономическое научное сообщество уточнило параметры, по которым небесное тело может быть отнесено к планетам. Эта переквалификация понизила статус Плутона — он был причислен к категории карликовых планет и внесен в их каталог за номером 134340.

Но не все приняли «разжалование» Плутона, продолжая считать его планетой. В 2008 году было решено ввести понятие «плутоиды». Это небесные тела с «пограничными» массой и размерами, двигающиеся по стабильной орбите. Пока к этому разряду отнесены Плутон и открытая в 2004 году Эрида. Остальные небесные тела из пояса Койпера остаются карликами.

Вращение и орбита

Исследование Плутона крайне затруднено огромным расстоянием до него. До пролета аппарата «Новые горизонты» в 2015 году очень много оставалось тайной. Но кое-что позволили узнать и наблюдения с Земли:

• Плутон составляет компанию Венере и Урану, вращаясь вокруг Солнца в направлении, противоположном движению остальных планет;
• у планеты большой эксцентриситет, поэтому она то приближается к Солнцу даже ближе, чем Уран, то удаляясь более чем на семь миллиардов километров;
• ось вращения Плутона имеет наклон в 120°, отчего времена года выражены намного сильнее, чем на Земле;
• год на Плутоне длится 247,9 земных лет, по своей орбите он движется медленнее всех планет (около 4,7км/сек);
• вокруг своей оси Плутон крутится неспешно, день здесь равен 132 земным часам;
• ускорение свободного падения здесь всего 0,617 м/сек²;
• Плутон непредсказуем в своем движении, его можно «просчитать» не более чем на несколько миллионов лет вперед-назад. Причем только с помощью нелинейных уравнений, настолько оно хаотично.

Строение

Плутон образован из каменистых пород и льда. Он действительно мал, меньше Луны в три раза. Вся его площадь лишь немного превышает площадь территории России (17,7млн кв.км). Радиус по экватору 1153 км.

Гипотетически недра планеты состоят из камня (до 70%) и льда. Причем лед преимущественно водяной, толщина его около 300 км. Лед отделен от каменного ядра, и есть вероятность, что между ними может быть океан с обычной жидкой водой. Замерзая, вода образовала на поверхности «растяжки» — грабены и уступы.

Поверхностный лед Плутона удерживает «летучие» льды (азотистый, метановый, монооксид углерода и другие соединения). Обнаружены сложные углеводороды и толины — именно они придают коричневатый цвет планете.

Наблюдения при помощи аппарата «Новые горизонты» показали еще несколько интересных деталей поверхности небесного тела. Это большая светлая зона с очертаниями в виде сердца в зоне экватора — светлые горы, высотой до 3,5 км, возвышающиеся над гладкой равниной. А также «Равнина Спутника» — огромная впадина (5% поверхности), заполненная азотистым льдом. Глубокие трещины и борозды делят равнину на ячейки. На ней имеются «айсберги» из водного льда. Из него же состоят горы, окружающие Равнину Спутника грядой до 5 км в высоту.

Атмосфера и погода

Обнаружили атмосферу только в 1985 году. Она очень разрежена и формируется из газов, испаряющихся с поверхности. В основном это азот (90%) и метан (4%), имеется примесь угарного газа (до 5%). Высота атмосферы составляет около 200км.

При удалении Плутона от Солнца давление падает, часть газов замерзает и оседает на планете. В этот период здесь царит полный штиль. Приближение к светилу отогревает карликовую планету, газ наполняет атмосферу и давление снова возрастает. Появляются довольно мощные ветра.

Но даже при самом низком давлении атмосфера Плутона может сглаживать перепады суточных температур. Метан создает определенный парниковый эффект. Интересно, что температура у поверхности (-223,15˚С) оказывается ниже средней в атмосфере почти на сорок градусов. То есть в горах Плутона температура выше, чем на равнинах или впадинах. Теплее всего на полюсах, остальное пространство — вечная мерзлота.

Спутники

Всего сегодня известно о пяти спутниках Плутона. Самый крупный из них Харон. Он почти не уступает Плутону по размеру, имеет сферическую форму и отличается только цветом — Харон более серый. Сегодня рассматривается гипотеза, что Харон и Плутон — двойная карликовая планета, но определение такого понятия до сих пор не сформулировано официально.

Харон повернут к Плутону всегда одной и той же стороной и как бы «парит» над постоянной точкой — ведь период его обращения вокруг Плутона равен плутонианским суткам.

В период с 2005 по 2011 год были обнаружены еще четыре спутника меньшего размера: Никта, Гидра, Кербер и Стикс. Все спутники вращаются по круговой орбите в одном направлении с планетой и находятся в зоне экватора Плутона. Они имеют неправильную форму и более яркое свечение — возможно, тому причина водный лед.

Исследования

С момента открытия карликовой планеты до 2015 года наблюдения за ней велись только с помощью мощных телескопов, в том числе с орбитального «Хаббла». «Вояджер-1» и «Вояджер-2» не снимали этот район Солнечной системы. Первая миссия работала возле Сатурна и его спутника Титана, вторая миссия оказалась слишком далеко от Плутона. Вплоть до девяностых годов прошлого века новых попыток не было. Именно тогда вновь был поднят вопрос об изучении Плутона и пояса Койпера. В 2006 году стартовала миссия «Новые горизонты». На борту была капсула с прахом одного из первооткрывателей Плутона, Клайда Томбо.

К планете аппарат приблизился в июле 2015 года. Аппарат был оснащен спектрометрами и только что разработанными приборами, способными «просвечивать» самую плотную атмосферу радиоволнами. Данные этих приборов позволили составить карту Плутона и Харона, изучить их геологию и морфологию, сделать анализы атмосферы планеты.

Именно «Новые горизонты» передал сведения о малых спутниках, что вызвало беспокойство за миссию. Ведь спутники подвергаются периодической бомбардировке метеоритами, а их «выбитые» частицы могут образовывать кольца! И если аппарат попадет в кольцо, то он будет поврежден или погибнет. Но колец не обнаружили, миссия продолжилась.

Пролетев возле планеты и ее спутников, аппарат сделал их снимки со всех сторон, исключая области, где в тот момент была полярная ночь. Материалы, собранные зондом на пути к Плутону и непосредственно возле него до сих пор продолжают обрабатываться и изучаться в лабораториях НАСА.

Плутон в науке и литературе

Еще в 1943 году имя новой планеты присвоили синтезированному на земле элементу. Плутоний встал в один ряд с нептунием, ураном, церием и палладием. Не избежал Плутон и внимания фантастов, хотя колонизировать его в романах не предлагалось, он фигурировал в фантастических книгах и фильмах только как необитаемая автоматическая станция на краю Солнечной системы.

Зато на почтовых марках Плутон появляется с завидной регулярностью. Отметились даже Албания, Румыния, КНР, республика Чад. В мае 2016 года почтовым департаментом Северной Америки был выпущен блок, состоящий из четырех марок, на которых изображен аппарат «Новые горизонты» и сделанные им снимки Плутона.

Будущее Плутона

Существующая сегодня теория эволюции звезд предполагает увеличение светимости нашего Солнца. В течение следующего миллиарда лет оно станет ярче на 11%. К тому моменту человек сделает зоной обитания не только Марс и Юпитер, но и Сатурн. Еще через семь миллиардов лет Солнца расширится и станет красным гигантом. Возможно, к этому времени человек освоит и Плутон и многие объекты из пояса Койпера, ведь температурные условия там изменятся, как и состав атмосфер из — за таяния льдов. Плутон окажется в состоянии поддерживать подобные условия десятки миллионов лет. И он может стать стартовой площадкой для человечества перед освоением уже дальнего космоса.