Период обращения плутона. Когда Плутон перестал считаться планетой

Плутон - девятая планета Солнечной системы, открытая в Обсерватории Лоуэлла 18 февраля 1930 г. Клайдом Томбо (умершем в 1997-м году) как объект 15-й звездной величины. Это - самая дальняя из известных больших планет Солнечной системы. Увидеть ее можно либо на фотографиях, либо в мощные телескопы, т.к. в дальнейшем, больше столетия среднегодовое ее значение будет только падать. Из-за своего медленного движения по орбите, яркость Плутона мало меняется за год. Но удобнее, как и все внешние планеты, его наблюдать вблизи противостояний. Если же брать большие промежутки времени, за которые Плутон сможет пройти значительную часть своей орбиты, яркость его изменится сильно, так как орбита значительно вытянута. В конце 20-го века условия его наблюдения были наилучшими, Плутон в это время находился ближе к Солнцу, чем Нептун. Девятая планета Солнечной системы самая далекая от Солнца, самая маленькая, имеющая самые большие эксцентриситет и наклонение орбиты. Возможно, Плутон является самым большим небесным телом из пояса Койпера.

Общие сведения

Плутон был открыт Клайдом Томбо (США) в 1930 г. Среднее расстояние от планеты до Солнца составляет 39,52 а. е. Плутон выглядит как точечный объект 15 звездной величины, т. е. примерно в 4 тыс. раз слабее тех звезд, которые находятся на пределе видимости невооруженным глазом. Плутон очень медленно, за 247,7 года, совершает оборот по орбите, которая имеет необычно большой наклон (17°) к плоскости эклиптики, и вытянута настолько, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу на более короткое расстояние, чем Нептун. Из-за огромной удаленности от Солнца и слабой освещенности изучать Плутон очень сложно. Непосредственные измерения углового диаметра Плутона на 5-метровом телескопе дали результат 0,23°. Диаметр Плутона около 2 280 км. Поверхность Плутона, нагреваемая Солнцем до минус 210° С, даже в наименее холодных полуденных участках, покрыта, по-видимому, снегом из замерзшего метана.

Атмосфера планеты разряженная и состоит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов. Блеск Плутона меняется с периодом вращения 6 сут. 9 ч. В 1978 г. выяснилось, что эта периодичность соответствует орбитальному движению спутника Плутона, обнаруженного американскими астрономами.Открытие спутника 22 июня 1978 г. Дж. У. Кристи из Морской обсерватории в Вашингтоне решил просмотреть пластинки со снимками Плутона, сделанными за месяц-другой до этого при помощи полутораметрового телескопа во Флагстаффе (штат Аризона). Цель фотографирования была довольно рутинной - уточнить орбиту этой все еще слабо изученной планеты. Тут Кристи бросилось в глаза, что тело Плутона выглядит как-то странно: оно, вроде бы, вытянуто в одну сторону, примерно с севера на юг. Гора? Но даже помыслить невозможно о такой гигантской вершине, чтобы она была заметна за миллиарды километров, пускай и в наилучший телескоп. Кристи решил: спутник! Спутник Плутона относительно яркий, но расположен настолько близко к планете, что его изображение на фотоснимках сливается с изображением Плутона, лишь слегка выступая то с одной, то с другой стороны. Из периода обращения и расстояния между центрами вычислили массу системы "Плутон-спутник". Масса оказалась неожиданно малой: 1,7% массы Земли. Почти вся она сосредоточена в Плутоне, т. к. диаметр спутника, судя по блеску, мал по сравнению с диаметром планеты. В таком случае средняя плотность Плутона составляет приблизительно 2000 кг/м3, если принять его диаметр равным 3 тыс. км. Такая малая плотность означает, что Плутон состоит преимущественно из летучих химических элементов и соединений, т. е. примерно такой же состав, как планеты-гиганты и их спутники. Орбита Плутона имеет самое большое наклонение к эклиптике и самый большой эксцентриситет среди всех планет. Расстояние Плутона от Солнца составляет 30 - 50 а.е., экваториальный диаметр - 2,3 тыс. км, в 0,18 земного, масса - 1,3*1022 кг, 0,002 массы Земли. Период обращения вокруг Солнца - 249 лет. Через перигелий Плутон прошел в 1989г. и в течение 1979 - 1999гг. будет находиться ближе к Солнцу, чем Нептун. Название свое планета получила в честь бога подземного царства.

Прослышав об открытии, Дж. А. Грем на обсерватории Серро-Тололо (Чили) немедленно "изловил" новичка в ясном небе южного полушария. А Кристи тем временем обнаружил его в архиве - на снимках той же Флагстаффской обсерватории, сделанных лет за восемь и за тринадцать до того. Этот слабый выступ до него никто не разглядел. Первооткрыватель предложил для спутника имя Харон.

В сентябре 1980 г. французские астрономы Д. Бонно и Р. Фуа получили серию фотографий, на которых изображения можно выделить, используя ЭВМ. В результате было установлено, что радиус орбиты Харона равен 19000 км. Диаметр Плутона получился равным примерно 4000 км, а диаметр Харона около 2000 км. Очень близко поселился "перевозчик теней" к самому владыке загробного мира.
Даже Луна с Землей представляют собой менее компактную систему. Да и отношения масс у этих двух тел очень необычны. В случае если их средняя плотность одинакова (около 0,4 г/см3), масса Плутона составляет 1/500, а Харона - около 1/4000 массы Земли. Тем самым Харон становится массивнейшей луной в Солнечной системе, если считать в отношении к массе ее нейтрального тела. Поэтому некоторые специалисты даже предлагают считать эту систему парной, двойной планетой "Плутон - Харон", известны же двойные звезды, тоже обращающиеся вокруг общего центра масс, так что такое предложение звучит логично.

Орбита Плутона во многих отношениях непохожа на соседние с нею орбиты больших планет, более близких к Солнцу. Она имеет наибольший среди планетных орбит эксцентриситет (е = 0,253) и больше всех наклонена к плоскости эклиптики (угол наклона i = 17°8"). Расстояние Плутона от Солнца меняется в пределах от 49 до 29 астрономических единиц (а. е.) при среднем расстоянии 39,75 а. е. С 1979 почти до конца 20 в. Плутон будет ближе к Солнцу, чем Нептун. Плутон обращается вокруг Солнца за 250,6 лет со средней скоростью 4,7 км/сек. Его синодический период обращения равен 366,8 сут. Все эти характеристики (кроме последней) подвержены большим изменениям из-за сильных возмущений, которые оказывают Нептун и Уран на движение Плутона.

В среднем противостоянии угловой диаметр Плутона для земного наблюдателя не превышает 1/4"", так что для телескопов даже средних размеров Плутон не отличается от звёзд, и лишь в самые крупные инструменты при исключительно спокойной атмосфере можно заметить его диск, но, конечно, без всяких подробностей. Полученное на основе таких наблюдений значение линейного диаметра Плутона 5500-6000 км ненадёжно, но оно в известной мере подтверждается фотометрическими измерениями блеска Плутона, по которым диаметр Плутона оценивается между 2200 и 10000 км, соответственно для предельных возможных значений альбедо от 0,8 до 0,04. Однако верхний предел возможных значений диаметра удалось снизить на том основании, что, проходя на звёздном небе мимо одной звезды на расстоянии, меньшем 0,143"", Плутон не заслонил её. Из этого следует, что угловой диаметр Плутона меньше 0,29"" (при расстоянии от Земли 32 а. е.), а линейный диаметр - меньше 6800 км. Принимая в качестве вероятного значение диаметра 6000 км, получают значение альбедо Плутона равным 0,11, аналогичное альбедо Луны и астероидов, лишённых атмосферы. Масса Плутона определяется по небольшим возмущениям, которые он производит в движении Нептуна и Урана. Разные определения дают значения от 0,18 до 0,11 массы Земли. Первое значение приводит к маловероятному значению средней плотности П. 10,3 г/см2, второе - к более правдоподобному 6,3 г/см2. Возможно, что масса Плутона ещё меньше. Спутники у Плутона неизвестны. Малая масса, большая плотность, медленное вращение, отсутствие атмосферы и особенности орбиты Плутона делают его совершенно непохожим на внешние планеты-гиганты. Существует точка зрения, согласно которой Плутон ранее был спутником одной из этих планет (возможно, Нептуна).

История открытий

Поиски планеты за Нептуном начались в 1905 г.; стимулом для них послужило очевидное несоответствие между расчетными и наблюдаемыми орбитами Урана и Нептуна. Астрономы решили, что это происходит из-за влияния более дальней планеты. Надо сказать, что маленькая масса Плутона недостаточна, чтобы вызвать наблюдаемые отклонения Урана и Нептуна, поэтому многие ученые еще надеются отыскать десятую планету. Между 1985 и 1990 гг. для Плутона имела место редкая серия покрытий и прохождений. При наблюдениях с Земли такие события за 248-летний период обращения планеты случаются только дважды. Благодаря им появилась возможность различить спектральные картины Плутона и Харона и построить первые приближенные карты альбедо поверхности Плутона. Например, во время покрытия Плутоном звезды в 1988-м году удалось обнаружить у Плутона протяженную, но разряженную атмосферу. В 1978-м году на фотографии Плутона обнаружен выступ, который помог открыть спутник Плутона - Харон.

Также они подтвердили существовавшие предположения о крайней неоднородности и изменчивости поверхности планеты, которые основывались на изменении яркости в течение периода обращения и в более длительные сроки.

Всего несколько лет назад, в 1996-м году впервые удалось получить снимок, на котором Плутон и Харон видны раздельно. Еще позднее удалось получить информацию о самых больших деталях поверхности Плутона, отличие которых состоит для нас лишь в отражательной способности. На изображении справа показаны компьютерные обработки снимков обоих полушарий Плутона в сравнении с необработанными снимками (HST).

Химический состав, физические условия и строение Плутона

Считается, что эта планета - ледяной мир, состоящий из замерзших газов. Плутону при такой низкой температуре, какая царит так далеко от Солнца (-235 по Цельсию), под силу удержать атмосферу из тяжелых газов, и, судя по всему, она у него есть. Вообще, с этим далеким миром еще связано много загадок, очень уж далеко он расположен.

По сегодняшним данным, плотность Плутона где-то в два раза превышает плотность воды. Возможно, у него есть ядро из "пропитанных" водой (гидрированных) горных пород. Ядро покрывает толстый слой водяного льда. В 1976 году на Плутоне обнаружили метановый лед. В 1992-м - азот и углерод, тоже замерзшие. Поверхностная температура составляет около 40 K. В 1996 г. при наблюдениях с Космического телескопа "Хаббл" впервые удалось разрешить широкие светлые и темные детали на поверхности Плутона. Подобно Урану, Плутон вращается в обратном обычному направлении. Ось его вращения наклонена к плоскости эклиптики на 122, так что планета движется "лежа на боку"

Спутник Плутона - Харон

Открытие в 1978 г. спутника Плутона Харона дало возможность уточнить величину диаметра и массу планеты. Ее диаметр оказался равным 2300 ± 40 км. Общая плотность Плутона приблизительно вдвое превышает плотность воды, поэтому считается вероятным, что он состоит из толстого слоя водяного льда, покрывающего ядро из частично гидратированных горных пород.
Спутник отстоит от Плутона не больше, чем на 20 000 километров. Масса его составляет всего три десятитысячные массы Земли, но это без малого в 10 раз меньше массы самого Плутона. По сравнению со своей центральной планетой Харон очень велик (Луна легче Земли в 81 раз, но уже это считается несильным различием. Подобные системы еще принято называть двойными планетами). Диаметр Харона больше радиуса Плутона и составляет 1 212 км. Он обладает, по-видимому, той же плотностью и состоит из тех же компонентов, что и Плутон.

Харон и Плутон находятся во взаимном вращении с периодом 6,39 суток. Из-за достаточно большой массы Харона центр масс системы, вокруг которого происходит указанное вращение, расположен за пределами Плутона. В противоположность Плутону, который выглядит красноватым, поверхность Харона имеет серый цвет.

Открытые вопросы

В виду удаленности, Плутон можно назвать планетой вопросов. Ни одного космического аппарата даже близко не было рядом с Плутоном. О рельефе этой планеты можно гадать. То же можно сказать и о спутнике Хароне. Остается с оптимизмом или пессимизмом (по выбору) смотреть в будущее.

Характеристики:

• Расстояние от Солнца: 5 900 млн км
• Диаметр планеты: 2 390 км *
• Сутки на планете: 6 суток 8 часов **
• Год на планете: 247,7 лет ***
• t° на поверхности: -230°C
• Атмосфера: Состоит из азота и метана
• Спутники: Харон

* диаметр по экватору планеты
** период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
*** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)

Плутон является одним из дальних маленьких объектов Солнечной системы (с 2006 года статус планеты был заменен на статус карликовой планеты). Эта небольшая карликовая планета располагается в 5900 миллионов км от Солнца и совершает один оборот вокруг небесного светила за 247,7 лет.

Презентация: планета Плутон

* Поправка к видео презентации: Космический аппарат "Новые Горизонты" на данный уже исследовал Плутон

Диаметр Плутона сравнительно невелик, он составляет 2390 км. Примерная плотность данного небесного тела 1,5 - 2,0 г/ см³. По своей массе Плутон уступает другим планетам, этот показатель составляет всего лишь 0,002 от массы нашей Земли. Астрономами также выяснено, что одни сутки на Плутоне равны 6,9 земным суткам.

Внутреннее строение

Поскольку Плутон остается малоизученной планетой в силу ее значительной удаленности от Земли, ученые и астронавты могут лишь высказывать предположения относительно ее внутреннего строения. Официально считается, что состоит данная планета полностью из замерзших газов, в частности метана и азота. Такое предположение выдвинуто на основе данных спектрального анализа, проведенного в конце 80-х годов. Тем не менее, есть основания считать, что Плутон имеет ядро, возможно, с содержанием льда, обледенелую мантию и кору. Основные составные элементы Плутона вода и метан.

Атмосфера и поверхность

Плутон, занимающий по своим размерам девятое место среди планет солнечной системы, имеет собственную атмосферу, непригодную для обитания на нем каких-либо живых организмов. Атмосфера состоит из окиси углерода, очень легкого и малорастворимого в воде газа метана и большого количества азота. Плутон - очень холодная планета (около - 220 °C), а ее приближение к солнцу, которое происходит не чаще 1 раза в 247 лет, способствует преобразованию части покрывающего ее поверхность льда в газ и понижению температуры еще на 10 °C. При этом температура атмосферы небесного тела колеблется в пределах - 180 °C.

Поверхность Плутона покрыта толстым слоем льда, основным компонентом которого является азот. Известно также, что на нем имеются равнинные местности и скалы из твердых горных пород с примесью того же льда. Южный и северный полюса Плутона покрыты вечными снегами.

Спутники планеты Плутон

Долгое время было известно об одном естественном спутнике Плутона, его имя Харон, и он был открыт в 1978 году, но он оказался не единственным спутником далекой планеты Солнечной системы. В повторном изучении снимков телескопа "Хаббл" в 2005 году были обнаружены ещё два спутника Плутона S/2005 P1 и S/2005 P2, которые в скором времени получили имена Гидра и Никта. К настоящему времени на 2013 год известно о 5 спутниках Плутона, четвертым открытым стал спутник с временным обозначением P4 в июне 2011 года, а пятым P5 в июле 2012.

Что же касается главного крупного по меркам Плутона спутника Харон, его размеры составляют 1200 км в диаметре, что всего в два раза меньше самого Плутона. Их сильные отличия по составу наводят ученых на гипотезу, что вся система Плутон-Харон образовалась в следствии мощного столкновения будущей планеты со своим будущим спутником во время стадии их независимого друг от друга формирования из протооблака.

Получается, что Харон образовался из выброшенных осколков планеты, а вместе с ним и другие намного меньшие в размерах малые спутник Плутона.

Плутон считается отдельной карликовой планетой солнечной системы, хотя некоторые астрономы готовы с этим поспорить. Данное небесное тело располагается в так называемом поясе Койпера, состоящем в основном из массивных астероидов и карликов (малых планет), в составе которых некоторые летучие вещества (например, вода) и определенные горные породы. Поэтому ряд ученых полагает, что было бы весьма уместно называть Плутон не планетой, как все привыкли, а астероидом. С 2006 года Плутон классифицируют, как карликовую планету.

Изучение планеты

Плутон был открыт астрономами сравнительно недавно (в 1930 году), его спутник Харон в 1978 году, а другие спутники - Гидра, Никта, P4 и P5 - еще позднее, всего несколько лет назад. Первоначально предположение о существовании подобного небесного объекта в поясе Койпера было высказано американским астрономом Персивалем Ловеллом еще в 1906 году. Однако приборы, с помощью которых в начале 20 столетия велись наблюдения за планетами, не позволили определить его точного места расположения. Впервые на снимках Плутон был запечатлен в 1915 году, однако его изображение было настолько слабозаметным, что ученые не придали ему никакого значения.

Сегодня открытие девятой планеты связывают с именем Клайда Томбо - американца, занимавшегося на протяжении долгих лет изучением астероидов. Этот астроном первым смог сделать качественный снимок Плутона, за что и получил награду Астрономического Сообщества Англии.

Долгое время изучению Плутона уделялось гораздо меньше внимания, чем другим планетам, хотя некоторые попытки отправить космический аппарат к столь удаленному от Солнца небесному телу (практически в 40 раз дальше, чем от Земли) предпринимались. Данная планета не представляет особого интереса для ученых, поскольку их внимание приковано в первую очередь к тем небесным телам, на которых вероятность существования какой-либо жизни в несколько раз выше. К таким объектам относится, к примеру, Марс.

Тем не менее, NASA 19 января 2006 года запустила к Плутону межпланетную автоматическую станцию «New Frontiers» (Новые Горизонты), которая 14 июня 2015 года совершила пролет на максимально близком расстоянии к Плутону (~ 12500км) и в течении 9 дней передавала множество важных для научной миссии снимков и данных (~ 50Гб информации).

(Снимок поверхности Плутона, сделанный "Новыми Горизонтами" с очень близкого расстояния. На снимке отчетливо видны равнина и горы )

Это одна из самых долгих космических путешествий, миссия "Новые горизонты" рассчитана на 15 - 17 лет. Кстати, у космического аппарата «New Frontiers» самая высокая из всех других автоматических станций. Также, во время своего долгого полета, космический аппарат изучил Юпитер, передав массу новых снимков и успешно пересек орбиту Урана, а после изучения карликовой планеты Плутона продолжил свой путь в сторону далеких объектов пояса Койпера.

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!

Плутон — один из самых малоизученных объектов в Солнечной системе. Из-за большой удаленности от Земли его сложно наблюдать в телескопы. Его вид больше напоминает маленькую звездочку, чем планету. Но до 2006 года именно он считался девятой планетой известной нам Солнечной системы. Почему Плутон исключили из списка планет, что к этому привело? Рассмотрим все по порядку.

Неизвестная науке «Планета Х»

В конце XIX века астрономы предположили, что в нашей Солнечной системе должна быть еще одна планета. Предположения основывались на научных данных. Дело в том, что, наблюдая за Ураном, ученые обнаружили сильное влияние на его орбиту посторонних тел. Так, через некоторое время открыли Нептун, но влияние было гораздо сильнее, и начались поиски еще одной планеты. Ее назвали «Планета Х». Поиски продолжались до 1930 года и увенчались успехом — был открыт Плутон.

Движение Плутона заметили на фотопластинках, сделанных в течение двух недель. Наблюдения и подтверждение существования объекта за известными пределами галактики еще одной планеты заняли более года. Клайд Томбо, молодой астроном из обсерватории Лоуэлла, инициировавшей исследования, в марте 1930 года сообщил об открытии всему миру. Так, в нашей Солнечной системе на 76 лет появилась девятая планета. Почему исключили Плутон из Солнечной системы? Что было не так с этой загадочной планетой?

Новые открытия

Одно время Плутон, причисленный к категории планет, считался последним из объектов Солнечной системы. По предварительным данным, его масса считалась равной массе нашей Земли. Но развитие астрономии постоянно меняло этот показатель. На сегодняшний день масса Плутона составляет менее 0,24% от а его диаметр — меньше 2400 км. Эти показатели стали одной из причин, почему Плутон исключили из списка планет. Он больше подходит для карлика, чем на полноправную планету Солнечной системы.

У него также множество своих особенностей, не присущих для обычных планет Солнечной системы. Орбита, его маленькие спутники и атмосфера уникальны сами по себе.

Необычная орбита

Привычные для восьми планет Солнечной системы орбиты практически круглые, имеющие небольшой наклон по эклиптике. Но орбита Плутона — сильно вытянутый эллипс и имеет угол наклона более 17 градусов. Если представить то восемь планет будут равномерно вращаться вокруг Солнца, а Плутон — пересекать орбиту Нептуна из-за своего угла наклона.

Ввиду такой орбиты он совершает оборот вокруг Солнца за 248 земных лет. И температура на планете не поднимается выше минус 240 градусов. Интересно, что Плутон вращается в противоположном направлении от нашей Земли, как Венера и Уран. Эта необычная для планеты орбита явилась еще одним поводом, почему Плутон исключили из списка планет.

Спутники

Сегодня известно пять Харон, Никта, Гидра, Кербер и Стикс. Все они, кроме Харона, очень малы, и их орбиты слишком приближены к планете. Это еще одно из отличий от официально признанных планет.

Помимо того, Харон, открытый в 1978 году, по размерам наполовину меньше самого Плутона. Но для спутника он слишком велик. Интересно, что центр тяжести находится за пределами Плутона, и поэтому его словно раскачивает из стороны в сторону. По этим причинам некоторые ученые считают данный объект двойной планетой. А это также служит ответом на вопрос о том, почему исключили Плутон из списка планет.

Атмосфера

Очень трудно изучать объект, находящийся на практически недосягаемом расстоянии. Предполагается, что Плутон состоит из скальных пород и льда. Атмосфера на нем была обнаружена в 1985 году. Состоит она в основном из азота, метана и монооксида углерода. Наличие ее смогли определить при изучении планеты, когда она закрывала звезду. Не имеющие атмосферы объекты закрывают звезды резко, а имеющие — постепенно.

Из-за очень низкой температуры и эллиптической орбиты таяние льда производит антипарниковый эффект, что приводит к еще большему понижению температуры на планете. После исследований, проведенных в 2015 году, ученые пришли к выводу, что атмосферное давление зависит от приближения планеты к Солнцу.

Новейшие технологии

Создание новых мощных телескопов положило начало дальнейшим открытиям за пределами известных планет. Так, со временем были обнаружены находящиеся в пределах орбиты Плутона. В середине прошлого века это кольцо получило название пояса Койпера. На сегодняшний день известны сотни тел с диаметром не менее 100 км и составом, похожим на Плутон. Найденный пояс оказался главной причиной того, почему Плутон исключили из планет.

Создание космического телескопа «Хаббл» дало возможность более детально исследовать космическое пространство, а особенно дальние галактические объекты. В результате был открыт объект, получивший название Эрида, который оказался дальше Плутона, а со временем — и еще два небесных тела, которые диаметром и массой были ему подобны.

Космический аппарат АМС «Новые горизонты», отправленный для исследования Плутона в 2006 году, подтвердил многие научные данные. У ученых возник вопрос о том, что делать с открытыми объектами. Причислять их к категории планет? И тогда в Солнечной системе будет не 9, а 12 планет, или же исключение Плутона из списка планет решит этот вопрос.

Пересмотр статуса

Когда Плутон исключили из списка планет? 25 августа 2006 года участники конгресса Международного Астрономического Союза в составе 2,5 тысячи человек приняли сенсационное решение — исключить Плутон из списка планет Солнечной системы. Это означало, что необходимо пересмотреть и переписать множество учебников, а также карт звездного неба и научных работ в этой области.

Почему было принято такое решение? Ученым пришлось пересмотреть критерии, по которым классифицируются планеты. Долгие дебаты привели к такому выводу, что планета должна соответствовать всем параметрам.

Во-первых, объект должен вращаться вокруг Солнца по своей орбите. Плутон по этому параметру подходит. Хотя его орбита сильно вытянута, она обращается вокруг Солнца.

Во-вторых, он не должен быть спутником другой планеты. Этот пункт тоже соответствует Плутону. Одно время считалось, что он являлся но это предположение было отброшено с появлением новых открытий, а особенно его собственных спутников.

Третий момент — обладать достаточной массой для того, чтобы приобрести сферическую форму. Плутон хоть и небольшой по массе, но является круглым, и это подтверждено фотоснимками.

И, наконец, четвертое требование — иметь сильное чтобы расчистить свою орбиту от других По этому одному пункту Плутон и не подходит на роль планеты. Он находится в поясе Койпера и не является самым большим объектом в нем. Его массы недостаточно, чтобы расчистить себе путь на орбите.

Теперь понятно, почему Плутон исключили из списка планет. Но куда же причислить такие объекты? Для подобных тел было введено определение «карликовые планеты». К ним начали относить все объекты, которые не соответствуют последнему пункту. Так что Плутон — все равно планета, хотя и карликовая.