Самым далеким небесным телом Солнечной системы является карликовая планета Плутон. Еще совсем недавно в школьных учебниках писалось, что Плутон — это девятая планета. Однако факты, которые удалось получить в процессе изучения этого небесного тела на рубеже тысячелетий, заставили научное сообщество сомневаться, является ли Плутон планетой. Несмотря на этот и многие другие спорные моменты, маленький и далекий мир продолжает волновать умы астрономов, астрофизиков и огромную армию любителей.

История планеты Плутон

Еще в 80-е годы XIX столетия многие астрономы безуспешно пытались найти некую Планету-Х, которая своим поведением оказывала влияние на орбитальные характеристики Урана . Поиски велись в самых отделенных областях нашего космоса, ориентировочно на расстоянии 50-100 а.е. от центра Солнечной системы. Американец Персиваль Лоуэлл более четырнадцати лет потратил на безуспешные поиски таинственного объекта, который продолжал волновать умы ученых.

Пройдет полвека, пока мир получит доказательство существования еще одной планеты в системе Солнца. Открытие планеты удалось осуществить Клайду Томбо, астроному из Флагстафской обсерватории, которую основал все тот же беспокойный Лоуэлл. В марте 1930 года Клайд Томбо, наблюдая в телескоп за тем участком космоса, в котором Лоуэлл допускал существование крупного небесного тела, обнаружил новый достаточно крупный космический объект.

Впоследствии выяснилось, что из-за маленьких размеров и небольшой массы Плутон не в состоянии влиять на более крупный Уран. Колебания и взаимодействие орбит Урана и Нептуна имеют другую природу, связанную с особыми физическими параметрами двух планет.

Открытая планета получила название Плутон, продолжая тем самым традицию именовать небесные тела Солнечной системы в честь богов античного Пантеона. Существует и другая версия в истории названия новой планеты. Считается, что Плутон получил свое имя в честь Персиваля Лоуэлла, потому что Томбо предложил подбирать название в соответствии с инициалами беспокойного ученого.

Вплоть до конца XX века Плутон прочно занимал место в планетарном ряду Солнечного семейства. Изменения статуса планеты произошли на рубеже тысячелетий. Ученым удалось выявить в поясе Койпера ряд других массивных объектов, что поставило под сомнение исключительное положение Плутона. Это побудило научный мир заняться пересмотром положения девятой планеты и дать ответ на вопрос, почему Плутон — не планета. В соответствии с новым формальным определением термина «планета» Плутон выпадал из общего ансамбля. Результатом долгих прений и дискуссий стало решение Международного астрономического союза в 2006 году перевести объект в категорию карликовых планет, поставив Плутон в один ряд с Церерой и Эридой. Чуть позже статус бывшей девятой планеты Солнечной системы еще понизили, включив ее в категорию малых планет с бортовым номером 134 340.

Что мы знаем о Плутоне?

Бывшая девятая планета считается самой дальней из всех известных до сегодняшнего дня крупных небесных тел. Наблюдать столь далекий объект можно только с помощью мощных телескопов или по фотографиям. Фиксировать тусклую маленькую точку на небосклоне достаточно трудно, так как орбита у планеты имеет специфические параметры. Отмечены периоды, когда Плутон имеет максимальную яркость и его светимость составляет 14m. Однако в основном далекий странник не отличается ярким поведением, и все остальное время его практически не видно, и только в период противостояний планета открывает себя для наблюдений.

Один из лучших периодов для изучения и исследования Плутона как раз пришелся на 90-е годы XX века. Самая дальняя планета находилась на минимальном расстоянии от Солнца, ближе своего соседа Нептуна.

По астрономическим параметрам объект выделяется среди небесных тел Солнечной системы. У малыша самый большой эксцентриситет орбиты и наклонение. Свой звездный путь вокруг главного светила Плутон совершает за 250 земных лет. Средняя скорость движения по орбите самая маленькая в Солнечной системе , всего 4,7 километров в секунду. При этом период вращения маленькой планетки вокруг собственной оси составляет 132 часа (6 суток и 8 часов).

В перигелии объект находится от Солнца на расстоянии 4 млрд. 425 млн. км, а в афелии убегает почти на 7,5 млрд. км. (если быть точными — 7375 млн. км.). При таких огромных расстояниях Солнце дарит Плутону тепла в 1600 раз меньше, чем получаем мы — земляне.

Отклонение оси составляет 122,5⁰, отклонение орбитального пути Плутона от плоскости эклиптики имеет угол в 17,15⁰. Говоря простым языком, планета лежит на боку, перекатываясь во время своего движения по орбите.

Физические параметры карликовой планеты следующие:

• экваториальный диаметр составляет 2930 км;
• масса Плутона составляет 1.3 × 10²² кг, что является 0,002 земной массы;
• плотность карликовой планеты 1,860 ± 0,013 г/см³;
• ускорение свободного падения на Плутоне всего 0,617 м/с².

Своими размерами бывшая девятая планета составляет 2/3 диаметра Луны. Из всех известных карликовых планет только Эрида имеет больший диаметр. Невелика и масса этого небесного тела, которая в шесть раз меньше массы нашего спутника.

Свита карликовой планеты

Однако, несмотря на столь малые размеры, Плутон удосужился получить пять естественных спутников: Харон, Стикс, Никта, Кербер и Гидра. Все они перечислены в порядке удаленности от материнской планеты. Размеры Харона заставляют его иметь единый с Плутоном барический центр, вокруг которого обращаются оба небесных тела. В связи с этим ученые считают Плутон-Харон двойной планетарной системой.

Спутники у этого небесного тела имеют различную природу. Если Харон имеет сферическую форму, то все остальные представляют собой огромные и бесформенные гигантские камни. Вероятно, эти объекты были захвачены гравитационным полем Плутона из числа астероидов , странствующих в поясе Койпера.

Харон — самый крупный спутник Плутона, который обнаружили только в 1978 года. Расстояние между двумя объектами составляет 19640 км. При этом диаметр крупнейшей луны карликовой планеты в 2 раза меньше – 1205 км. Соотношение масс обоих небесных тел 1:8.

Другие спутники Плутона — Никта и Гидра — примерно одинаковы по размерам, однако сильно уступают в этом параметре Харону. Стикс и Никс вообще представляют собой едва заметные объекты с размерами в 100-150 км. В отличие от Харона, оставшиеся четыре спутника Плутона, расположены на значительном удалении от материнской планеты.

При наблюдении в телескоп «Хаббл» ученых заинтересовал тот факт, что у Плутона и Харона существенно отличается цвет. Поверхность Харона выглядит более темной, чем поверхность Плутона. Предположительно поверхность самого крупного спутника карликовой планеты покрыта толстым слоем космического льда, состоящего из замершего аммиака, метана, этана и водяных паров.

Атмосфера и краткое описание строения карликовой планеты

При наличии естественных спутников Плутон можно считать планетой, хотя и карликовой. В немалой степени этому способствует и наличие плутоновской атмосферы. Конечно, это не земной рай с большим содержанием азота и кислорода, однако воздушное покрывало у Плутона все же имеется. Плотность атмосферы у этого небесного объекта варьируется в зависимости от расстояния от Солнца.

Впервые об атмосфере Плутона заговорили в 1988 году, когда планета проходила через солнечный диск. Ученые допускают мысль, что у карлика воздушно-газовая оболочка возникает только в период максимального сближения с Солнцем. При значительном удалении Плутона от центра Солнечной системы его атмосфера вымерзает. Судя по спектральным снимкам, полученным с борта космического телескопа «Хаббл», состав атмосферы Плутона примерно следующий:

• азот 90%;
• оксид углерода 5%;
• метан 4%.

Оставшийся один процент приходится на органические соединения азота и углерода. О сильной разреженности воздушно-газовой оболочки планеты свидетельствуют данные об атмосферном давлении. На Плутоне оно варьируется в пределах от 1-3 до 10-20 микробар.

Поверхность планеты имеет характерный слегка красноватый оттенок, который вызван наличием в атмосфере органических соединений. После изучения полученных снимков, на Плутоне были обнаружены полярные шапки. Допускается версия, что мы имеем дело с замершим азотом. Там где планета покрыта темными пятнами, вероятно, имеются обширные поля замершего метана, которые темнеют под действием солнечного света и космической радиации. Чередование светлых и темных пятен на поверхности карлика говорит о присутствии сезонов. Как и Меркурия , который тоже имеет сильно разреженную атмосферу, Плутон покрыт кратерами космического происхождения.

Температуры в этом далеком и темном мире очень низкие и несовместимые с жизнью. На поверхности Плутона стоит вечный космический холод с температурой 230-260⁰С ниже нуля. Ввиду лежачего расположения планеты, полюса планеты считаются самыми теплыми участками. Тогда как обширные пространства поверхности Плутона — зона вечной мерзлоты.

Что касается внутреннего строения этого далекого небесного тела, то здесь возможна типичная картина, характерная для планет земной группы. У Плутона достаточно крупное и массивное ядро, состоящее из силикатов. Его диаметр оценивается в 885 км, что объясняет довольно высокую плотность планеты.

Интересные факты исследований бывшей девятой планеты

Огромные расстояния, которые разделяют Землю и Плутон, существенно затрудняют изучение и исследования с помощью техническим средств. Ждать землянам, пока космический аппарат долетит до Плутона, придется около десяти земных лет. Запущенный в январе 2006 года космический зонд «Новые горизонты» смог достичь этого района Солнечной системы только в июле 2015 года.

В течение пяти месяцев по мере приближения автоматической станции «Новые горизонты» к Плутону, активно велись фотометрические исследования этого района космоса.

Полет зонда «Новые горизонты»

Этот аппарат стал первым, которому удалось пролететь в непосредственной близости от далекой планеты. Запущенные ранее американские зонды «Вояджеры», первый и второй, сосредоточились на изучении более крупных объектов — Юпитера, Сатурна и его спутников.

Полет зонда «Новые горизонты» позволил получить детальные снимки поверхности карликовой планеты под номером 134 340. Исследование объекта велось с расстояния 12 тыс. км. На Землю поступили не только детальные снимки поверхности далекой планеты, но и фотографии всех пяти спутников Плутона. До сих пор в лабораториях НАСА идет работа по детализации полученной информации с борта космического аппарата, в результате чего мы в будущем получим более ясную картину того удаленного от нас мира.

Общие сведения о Плутоне

© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

Вскоре после открытия Непту́на, сделанного в сентябре 1846 года немецким астрономом Иоганном Галле по расчетам Адамса и Леверье, возникла идея поиска новой планеты за орбитой Непту́на. Предполагалось, что неведомая планета может иметь влияние на особенности движения Урана (наряду́ с влиянием Непту́на, Сатурна и Юпитера).

Плутон

История открытия Плутона

Ещё в 1848 году американский математик и астроном Бенджамин Пирс (1809-1880) выдвинул гипотезу о существовании транснепту́новой планеты. В 1874 году другой американский астроном, Саймон Ньюкомб (1835-1909) , разработал новую теорию движения Урана, которая учитывала тяготение неизвестной занепту́новой планеты.

Поиску этой планеты посвятил 14 лет упорного труда американский астроном, известный своими , Персиваль Лоуэлл (1855-1916) . Он организовал масштабные поиски девятой планеты Солнечной системы, указал место в созвездии Близнецов, где следует искать неизвестную планету, но преждевременная смерть не дала ему возможности завершить начатую работу. Через 14 лет после смерти Лоуэлла, 13 марта 1930 года, американский астроном Клайд То́мбо, работавший в обсерватории возле города Флагстафф (штат Аризона), построенной в своё время на деньги Лоуэлла, обнаружил девятую планету. Она находилась точно в том месте, которое вычислил Персиваль Лоуэлл.

Считаем своим долгом отметить, что Клайд То́мбо, которому на момент открытия было только 24 года от роду, к этому выдающемуся успеху пришел в результате огромного, кропотливого труда, работая оператором блинк-компаратора - специального прибора, позволяющего сопоставлять два фотоснимка одного и того же участка неба, снятого в разное время с помощью фотографического телескопа, Клайд То́мбо должен был анализировать и сравнивать сотни фотопластинок, сидя за микроскопом блинк-компаратора.

На фотопласти́нках были отражения слабых звёзд, число которых по мере приближения к полосе Млечного пути составляло от 160 тысяч до 400 тысяч на каждой пластинке. Какой усидчивостью и каким трудолюбием надо было обладать, чтобы тщательно анализировать эти пластинки!

В дальнейшем оказалось, что Плутон могли открыть ещё при жизни Лоуэлла, а также в 1919 году. Обработка сохранившихся фотопластинок Флагстаффской обсерватории по современной технологии показала, что изображение новой планеты на одной из пластинок попало на дефект фотопластинки, а на других изображения были настолько нечёткими, что заметить их было просто невозможно.

В названии, точнее в астрономическом знаке планеты Плутон, просматривается определённая символика: две латинские буквы P и L совпадают с начальными буквами имени Персиваля Лоуэлла (Persival Lowell) . Хотя такое совпадение наверняка случайное, но оно воспринимается как некая историческая справедливость. Если обратиться к мифологии, то Плутон у древних греков был богом подземного царства, обители мёртвых. Совсем не весёлое имя дали девятой планете, но не будем принимать это всерьёз, миф он и есть миф.

Прежде чем продолжить рассказ о Плутоне, сразу оговоримся, что термин "планета" по отношению к этому небесному телу теперь не применяется. В августе 2006 года в Праге состоялась XXVI Ассамблея Международного Астрономического Союза, которая приняла решение о том, что Плутон не является полноценной планетой Солнечной системы и по своим размерам переводится в разряд планет-карликов . Надо сказать, что среди астрономов это решение воспринято неоднозначно и в целом довольно сдержанно.

Общие сведения о Плутоне

Плутон - самая малая и самая дальняя планета Солнечной системы . Плутон находится на среднем расстоянии от Солнца в 5900 миллионов километров (39,9 а.е.) . Характерной особенностью движения Плутона является большая вытянутость его околосолнечной орбиты и большой её наклон к плоскости эклиптики. Приближаясь к одному из крайних своих положений на орбите (к перигелию), Плутон оказывается на некоторое время ближе к Солнцу, чем Нептун. В самом деле: минимальное удаление Непту́на от Солнца составляет 4456 млн. км, а Плутона - 4425 млн. км. Последний такой период, когда Нептун был самой удалённой планетой, пришёлся на годы с 1979 до 1998.

Схема: орбиты Нептуна и Плутона

Удивляться большой продолжительности этого периода (19 лет) не нужно, ведь период обращения Плутона вокруг Солнца составляет 248 лет. Зато максимально удалённая точка орбиты Плутона отстоит от Солнца на 7375 млн. км. В этот момент Плутон находится уже несравненно дальше от Солнца, чем Нептун.

Получается, что при соответствующем расположении в пространстве относительно Солнца наша Земля может находиться на расстоянии от Плутона, равном приблизительно 7525 млн. км. На таком огромном расстоянии исследования планеты Плутон сильно затруднены́. В самый мощный телескоп Плутон со своим спутником выглядят с Земли в виде небольшой звёздочки, почти слитой с другой, ещё меньшей по размеру.

Правда, с помощью , выведенного на околоземную орбиту, учёные смогли получить определённый объём информации об этих далёких небесных телах. Например, определён диаметр Плутона - 2390 км, что почти в два раза меньше диаметра Меркурия (4878 км) и значительно меньше диаметра Луны (3480 км).

Период вращения Плутона вокруг собственной оси составляет 6 суток и 8 часов, т.е. сутки на Плутоне длятся 152 земных часа. Вращение Плутона вокруг оси имеет направление, обратное направлению его вращения по орбите. Это ещё одна особенность этой планеты.

Масса Плутона составляет 0,0025 от массы Земли (в 400 раз меньше массы Земли). Наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики - 17°2". Такой большой наклон плоскости орбиты не имеет ни одна из остальны́х восьми планет Солнечной системы. Например, этот параметр составляет: у Непту́на - 1°8", у Урана - 0°8", у Сатурна - 2°5", у Юпитера - 1°9".

Период обращения вокруг Солнца, т.е. год на Плутоне составляет, как мы уже знаем, 248 земных лет, т.е. почти четверть тысячелетия.

Средняя скорость обращения вокруг Солнца составляет 4,7 км/с, или почти 17000 км/ч.

Мы можем представить себе лётчика за штурвалом реактивного самолёта, летящего со скоростью немного больше 1000 км/ч в течение нескольких часов. Но нельзя представить полёт такого самолёта вдоль орбиты Плутона. Такой полёт немыслим, потому что для облёта Солнца по орбите Плутона со скоростью около 1000 км/ч потребовалось бы 4200 лет: ведь нужно было бы пролететь около 22,2 млрд. км.

Этот фантастический расчет мы приводим потому, что речь идёт о самой далёкой планете Солнечной системы. Космос таит в себе много загадок, и кто знает, смогут ли люди открыть ещё одну планету. Возможно, орбиты Непту́на и Плутона - это и есть границы Солнечной системы. И вот чтобы дать читателям представление о размерах пространства, заключенного в этих границах, мы привели этот простой расчёт.

Атмосфера и поверхность Плутона

Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звёзд. В дальнейшем наличие атмосферы было подтверждено́ наблюдениями за другими покрытиями в 1988 и 2002 годах.

Атмосфера Плутона очень разрежена и состоит в основном из смеси азота (99 %), монооксида углерода и метана (0,1%). Главным компонентом атмосферы является молекулярный азот (N 2). Предполагается, что азот образовался из вещества, составляющего поверхность Плутона. В настоящее время азот находится в летучем (сублимированном) состоянии. При температуре атмосферы в среднем минус 230°C - это естественное агрегатное состояние азота. По уточнённым данным температура атмосферы (минус 180°C) выше температуры поверхности планеты (минус 230°C). Сублимация производит охлаждающий эффект на поверхность Плутона.

В атмосфере присутствуют также образовавшиеся в результате фотохимических процессов и воздействия заря́женных частиц молекулы и ионы водорода, синильной кислоты, этана и других веществ. Считается, что метан существовал ещё при формировании планеты и вышел из её недр.

На высоте 1215 км атмосферное давление составляет около 2,3 микроба́ра. На этой высоте атмосфера как бы делится на две части. Выше находится слой аэрозоля из смеси перечисленных выше веществ. При удалении от Солнца сублимация поверхностных льдов уменьшается и, соответственно, падает давление.

Благодаря снимкам, переданным с телескопа «Хаббл», учёные имеют представление примерно о 85 процентах поверхности Плутона. Поверхность Плутона выглядит в виде контрастных зон - от светлых до тёмных. Некоторые тёмные участки можно считать образованиями, похожими на кратеры и углубления, появившиеся вследствие столкновений с крупными астероидами.

Поверхность Плутона

Поверхность Плутона состоит из водяного льда и замерзшего метана. Светлые зоны поверхности - это районы, предположительно покрытые твёрдым азотом. Состояние азота меняется по мере смены длинных сезонных циклов. Изменение структуры азота приводит к изменению яркости поверхности. В зависимости от температурных условий меняется и структура водяного льда. При приближении Плутона к Солнцу часть льда сублимирует, т.е. превращается в газ, и атмосфера становится более плотной. При удалении планеты от Солнца атмосфера частично конденсируется и выпадает в виде кристаллов, образуя своеобразный "снег" на поверхности. Так образуются более светлые участки поверхности.

Три вида Плутона
Фото поверхности на основе снимков телескопа Хаббл

Однородные сероватые пятна, которые удалось "рассмотреть" с помощью телескопа «Хаббл», образуются метаном. Это подтверждается спектроскопическими исследованиями, выполненными с Земли. Метан составляет около 1% массы планеты.

Одним из компонентов поверхности Плутона может быть двуокись углерода, содержание которой менее 1%. Возможно, что в состав поверхности, кроме указанных веществ, входят и другие составляющие, но пока их не удалось идентифицировать.

Плотность вещества на Плутоне в среднем составляет 2,03 (г/см³) . Температура поверхности - от минус 228 до минус 238 °C. Давление на поверхности колеблется от 3 до 160 микроба́р. Освещённость поверхности слабая: слишком велика удалённость от Солнца. Тем не менее в дневное время поверхность Плутона освещена во много раз сильнее, чем наша Земля ночью освещена Луной.

Многое о Плутоне оставалось неизвестным до 2015 года, когда мимо него пролетел аппарат «Новые горизонты» (New Horizons)

Неоднородность поверхности Плутона была подтверждена намного лучшими фотогра́фиями зонда New Horizons.

Альбедо разных участков его поверхности варьирует от 10 до 70 %, что делает его вторым по контрастности объектом Солнечной системы после Я́пета.

Внутреннее строение Плутона

Плутон - планета особенная, но скорее всего её можно отнести к планетам земной группы. По основной гипотезе считается, что под поверхностью, состоящей в основном из замерзших воды и метана, находится заледене́лая мантия толщиной до 250 км, состоящая изо льда (слой в 130 км), молекулярного азота и других структур. Глубже находится ядро из каменистых силикатов и частично изо льда и гидратов. По одной из версий, между заледене́лой мантией и силикатным ядром возможно наличие слоя органических веществ толщиной до 100 км.

Лёд на поверхности и в мантии образовался из воды, поднятой из глубины планеты теплом, которое выделилось при радиоактивном распаде элементов, входящих в состав каменистых образований ядра. Другие предположения по этому вопросу заключаются в том, что вода выделилась из первичных окаменелостей планеты в результате столкновения с крупным астероидом.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила"

Уважаемые посетители!

У вас отключена работа JavaScript . Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!

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.

На сегодняшний день астрофизика считается одной из самых противоречивых и динамично развивающихся наук. Если в физике и в математике доминируют классические и академические истины, ставшие утверждениями и аксиомами, то в астрономии ученым постоянно приходится сталкиваться с чем-то новым, доказывая обратное для устоявшихся утверждений. Нынешние технические достижения позволяют научному сообществу вести более детальное изучение и исследование космоса, поэтому все чаще в современной науке и возникают ситуации, подобные той, которая сложилась вокруг Плутона.

С 1930 года, с момента своего открытия, некоторое время Плутон считался полноправной планетой, имея девятый порядковый номер. Однако в таком статусе небесное тело находилось недолго — всего 76 лет. В 2006 году из списка планет Солнечной системы Плутон был исключен, перейдя в категорию карликовых планет. Этот шаг со стороны научного сообщества нарушил классическое представление о Солнечной системе, став прецедентом в современной науке. Что послужило поводом современной науке принять столь радикальное решение и с чем мы можем столкнуться завтра, продолжая изучать ближний космос?

Основные характеристики новой карликовой планеты

Чтобы прийти к решению о переводе девятой планеты в разряд карликовых планет, человечеству потребовалось немного времени. Период в 76 лет даже по земным меркам считается достаточно коротким для того, чтобы в астрофизической лаборатории смогли произойти существенные изменения. Однако стремительное развитие науки и техники за прошедшие годы поставило под сомнение, казалось бы, неоспоримый факт, является ли Плутон планетой.

Еще лет 15-20 назад во всех школьных учебниках по астрономии, во всех планетариях о Плутоне говорилось как о полноправной планете Солнечной системы. Сегодня это небесное тело понижено в ранге и считается карликовой планетой. В чем же разница между этим двумя категориями? Чего не достает Плутону, чтобы считаться полноценной планетой?

По своим размерам экс-планета действительно очень маленькая. Размер Плутона составляет 18% от земного, 2360 км против 12742 км. Однако даже при таких небольших размерах Плутон имел статус планеты. Такая ситуация выглядела несколько необычной учитывая тот факт, что в Солнечной системе существует немало естественных спутников, имеющих гораздо большие размеры. Чего только стоят гигантские спутники Юпитера и Сатурна — Ганимед и Титан — своими размерами превышающие даже Меркурий. По своим физическим параметрам Плутон уступает даже нашей Луне , диаметр которой составляет 3 474 км. Оказывается, что размер небесного тела не всегда в астрофизике является главным критерием для определения его статуса.

Маленькие размеры Плутона не помешали астрономам долгое время теоретически признавать его присутствие. Еще задолго до своего открытия этот небесный объект носил скромное название — Планета X. В 1930 году американский астроном Клайд Томбо визуально обнаружил, что наблюдаемая им звезда на ночном небосклоне, движется по собственной планетарной орбите. Тогда ученые посчитали, что перед ними девятая планета Солнечной системы, орбита которой является границей нашей Солнечной системы. Научное сообщество не смущали ни размеры вновь открытого небесного тела, ни его орбитальные параметры. В довершение ко всему, новой планете было присвоено солидное название – Плутон, данное в честь древнегреческого бога, властелина подземного царства. Расстояние от Солнца до девятой планеты составляло 5,9 млрд. км. Эти параметры потом долгое время использовались для определения масштабов нашей Солнечной системы.

Тот, кто открыл планету, не имел технических возможностей заглянуть глубже в космос и расставить все на свои места. На тот момент астрофизики имели ограниченные знания и информацию о пограничных областях нашей Солнечной системы. Они не знали о том, где заканчивается ближний космос и начинается безграничное космическое пространство.

Почему Плутон не планета?

Несмотря на то, что бывшая девятая планета была крошечной по размерам, именно она считалась последним и единственным крупным небесным телом, расположенным за орбитой Нептуна. Появление более мощных оптических телескопов во второй половине XX века совершенно изменило представление о космическом пространстве, окружающем нашу звездную систему. Помимо того, что ученым удалось обнаружить у малыша Плутона собственные естественные спутники, статус у девятой планеты пошатнулся.

Основной причиной изменившегося отношения ученых к маленькой планете стало обнаружение на расстоянии в 55 а.е. от Солнца большого скопления небесных тел различных размеров. Эта область простиралась сразу за орбитой Нептуна и получила название «пояс Койпера». Впоследствии в этом районе космоса удалось обнаружить многочисленные объекты, диаметр которых превышает 100 км, и по своему составу схожие с Плутоном. Оказалось, что маленькая планета — всего лишь одно из многих небесных тел, вращающихся в таком тесном кругу. Это и стало главным аргументом в пользу того, что Плутон не последнее крупное небесное тело, обнаруженное за орбитой Нептуна. Первой ласточкой стало обнаружение в поясе Койпера маленькой планеты Макемаке в 2005 году. Следом за ней в этом же году астрофизики открыли в поясе Койпера еще три крупных небесных тела, получившие статус транснептуновых объектов – Хаумеа и Седна. По своим размерам они немногим уступали Плутону.

Для астрофизиков 2005 год стал переломным. Обнаружение за пределами орбиты Нептуна многочисленных объектов дало ученым повод считать, что Плутон не единственное крупное небесное тело. Возможно, в этой области Солнечной системы существуют объекты схожие или превосходящие своими размерами девятую планету. Полученная точная информация об Эриде, поставила точку в спорах о судьбе с Плутоном. Оказалось, что Эрида не только по своим размерам превышает планетарный диск Плутона (2600 км против 2360 км), но и имеет на целую четверть большую массу.

Наличие такой информации привело к тому, что научному сообществу пришлось срочно искать выход из создавшейся ситуации. Среди ученых и астрологов на международных конференциях развернулись настоящие баталии по этому случаю. После первых же выступлений ученых и астрологов стало ясно — нельзя называть Плутон планетой. Ими был накоплен большой материал в пользу того, что в поясе Койпера наряду с Плутоном существуют и другие объекты с аналогичными астрофизическими параметрами и характеристиками. Сторонниками пересмотра концепции классического строения Солнечной системы выдвигалось предположение выделить все транснептуновые объекты в отдельный класс небесных тел Солнечной системы. Согласно этой концепции Плутон становился рядовым транснептуновым объектом, окончательно теряя свой статус девятой планеты нашей звездной системы.

Точку в этом вопросе поставили члены Международного астрономического союза, собравшиеся в Праге на XXVI Генеральную Ассамблею. В соответствии с решением Генеральной Ассамблеи Плутон лишили статуса планеты. Вдобавок ко всему в астрономии появилось новое определение: карликовые планеты — небесные тела, отвечающие определенным критериям. К ним отнесли Плутон, Эриду, Макемаке и Хаумеу и крупнейший Астероид – Цереру.

Считается, что Плутон, в отличие от других крупных небесных тел, не отвечает одному из четырех критериев, согласно которым можно классифицировать небесное тело в качестве планеты. Для бывшей девятой планеты характерны следующие особенности:

• наличие достаточно большой массы;
• Плутон не является ничьим спутником, и сам имеет четыре естественных спутника;
• у небесного тела имеется собственная орбита, по которой Плутон совершает оборот вокруг Солнца.

Последний четвертый критерий, который позволяет классифицировать Плутон как планету, в данном случае отсутствует. Небесное тело ни до, ни после так и не сумело расчистить вокруг себя орбитальное пространство. Это и послужило главным аргументом в пользу того, что Плутон — теперь карликовая планета, небесное тело с совершенно иным статусом.

В подтверждение этой концепции приводится версия о формировании планеты, когда она становится доминирующим объектом на определенной орбите, подчиняя все остальные тела собственному гравитационному полю. Впоследствии крупное небесное тело должно либо поглотить более мелкие объекты, либо вытолкнуть их за границы собственной гравитации. Судя по размерам и массе Плутона, ничего подобного с экс-планетой не произошло. Маленькая планета имеет массу равную всего 0,07 массы всех космических объектов, входящих в пояс Койпера.

Основные данные о Плутоне

В былое время, когда Плутон являлся полноправным членом клуба планет, его причисляли к планетам земной группы. В отличие от газовых гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, бывшая последней планета имеет твердую поверхность. Рассмотреть с близкого расстояния поверхность самого далекого объекта Солнечной системы удалось только в 2018 году, когда космический зонд «Новые горизонты» пролетел в 12 тыс. км от подземного бога. С помощью этого автоматического зонда человек впервые увидел поверхность карликовой планеты в деталях и смог составить краткое описание этого небесного тела.

Маленькая планета, которая видна в небе едва заметной звездочкой, оббегает вокруг Солнца за 249 лет. В перигелии Плутон приближается к нему на расстояние 29-30 а.е., в афелии карликовая планета удаляется на расстояние 50-55 а.е. Несмотря на такие огромные расстояния, Плутон, в отличие от своих соседей Нептуна и Урана, — открытый для изучения ледяной мир. Малыш вертится вокруг собственной оси со скоростью 6 дней и 9 часов, хотя его орбитальная скорость достаточно мала — всего 4,6 км/с. Для сравнения, орбитальная скорость Меркурия составляет 48 км/с.

Площадь планеты составляет 17,7 млн. кв. километров. Практически на всей площади поверхность планетарного диска доступна для обозрения и представляет царство вечного льда и холода. Предполагается, что Плутон состоит из замершего водяного льда, азота и силикатных пород. Другими словами, это огромная ледяная глыба, плотность которой составляет 1,860 ± 0,013 г/см3. Средние температуры на планете экстремальные: — 223 градуса Цельсия ниже нуля. Слабое гравитационное поле и невысокая плотность привели к тому, что на Плутоне минимальное значение ускорения свободного падения — 0,617 м/с2.

Судя по снимкам, на Плутоне имеются впадины и горы, высота которых может достигать 3-3,5 км. Помимо твердой поверхности, Плутон также имеет свою атмосферу. Слабое гравитационное поле не позволяет планете иметь обширный воздушно-газовый слой. Толщина газовой прослойки составляет всего 60 км. В основном это газы, испаряющиеся с ледяной поверхности Плутона под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения.

Новые открытия из жизни Плутона

В дополнение ко всей имеющейся информации о Плутоне, недавно удалось обнаружить атмосферу и на Хароне — спутнике Плутона. Этот спутник немногим уступает по размерам главной планете, и у ученых по этому поводу имеются свои соображения.

Последний факт является достаточно любопытным. Имеется версия, что Плутон и Харон – типичная двойная планета. Это единственный случай в нашей Солнечной системе, когда материнское небесное тело и его спутник по многим параметрам схожи друг с другом. Так ли это — покажет время, пока же человечество продолжает собирать интересные факты о поясе Койпера, где наряду с Плутоном существует еще немало любопытных космических объектов.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

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.