Плутон

Для астрономов Плутон всегда оставался загадкой. Маленький и каменистый, он располагается там, где мы бы ожидали увидеть газового гиганта.

 

Плутон и Харон с расположенными сбоку крошечными Никтой и Гидрой

Плутон и Харон с расположенными сбоку крошечными Никтой и Гидрой.

 

Содержание

  1. Краткая характеристика Плутона
  2. Открытие Плутона
  3. Проблемы с Плутоном
  4. Плутоиды
  5. «Новые горизонты»

 

Снимок поверхности Плутона, полученный космическим аппаратом «Новые горизонты»

Снимок поверхности Плутона, полученный космическим аппаратом «Новые горизонты» (New Horizons).

 

Краткая характеристика Плутона

  • Первооткрыватель: Клайд Томбо
  • Время открытия: 13 марта 1930 года
  • Назван в честь: древнеримского бога подземного царства
  • Масса: 0,002 земной массы
  • Объем: 0,006 объема земли
  • Средний радиус: 1151 км
  • Мин./макс. температура: -233 / -223°С
  • Продолжительность дня: 6,39 земного (ретроградный)
  • Число спутников: 5
  • Система колец: нет

 

Открытие Плутона

Орбита Плутона, если можно так выразиться, находится в несколько неисправном состоянии. Чем же это вызвано? Как это ни странно, нам легче станет ответить на этот вопрос после посещения фермы в Канзасе конца 1920-х годов. Молодой фермер Клайд Уильям Томбоя, вскоре после своего 20-го дня рождения, окончил строительство маленького телескопа, при конструировании которого использовал детали старых машин. С помощью этого прибора он сделал несколько зарисовок поверхности Марса и послал их в Обсерваторию Лоуэлла во Флагстаффе с просьбой о помощи профессиональных астрономов.

 

Астрономы в Лоуэлле были так впечатлены астрономическими зарисовками Клайда Томбо, что пригласили его на работу в Аризону на должность ассистента в проект, который занимался поиском Планеты Х. И вот почему: в то время полагали (как теперь известно, ошибочно), что нерегулярности наблюдаемой орбиты Нептуна вызваны предполагаемым присутствием неизвестной планеты (с «рабочим» названием Планета Х), вращающейся на еще большем удалении от Солнца, чем Нептун.

 

Работа по поиску новой планеты была кропотливой и довольно утомительной: приблизительно раз в две недели астрономы делали снимки определенной области неба, а затем изучали их на специальном приборе (блинк-компараторе), с помощью которого можно выделить перемещающиеся объекты на фоне неподвижных. Скука, как раз чтобы отпугнуть новичка.

 

Пока Земля перемещалась по своей орбите, Томбо то фотографировал ночное небо во время новолуний, то изучал сделанные ранее снимки. 18 февраля 1930 года, через 6 месяцев после своего вступления в проект, его тяжелая работа принесла плоды. Небесное тело, известное нам сегодня как Плутон, показалось на снимках, оно перемещалось в окуляре прибора для поиска «блуждающих» объектов на фоне неподвижных звезд.

 

После трехнедельной паузы на проверку полученных результатов я (поразительно длительный интервал по современным стандартам) ученые из Лоуэлла объявили об открытии новой планеты, и Томбо вступил в круг избранных, открывших новые миры. Далекая ледяная планета была вполне удачно названа в честь древнегреческого бога подземного мира. Название было предложено 11-летней британской школьницей Венецией Берни, внучкой библиотекаря Оксфордского университета, и быстро дошло до астрономов Лоуэлловской обсерватории благодаря их тесным связям с Оксфордом.

 

Клаид Томбо

«Я лучше посмотрю на часы - это, может быть, исторический момент».

 

Журналисту выпала удача взять интервью у Клайда Томбо незадолго до его ухода в иной мир в 1997 году. В то время он был заслуженным профессором в Государственном университете Нью-Мексико в Лас-Крусес. Надвинув на глаза бейсболку, он ездил в желтом пикапе вокруг университетского кампуса, за что, возможно, и получил у студентов прозвище «крутой чувак».

Клайд Томбо и телескоп образца 1928 года

Томбо рассказал свою историю, начиная от предложения из Лоуэлловской обсерватории и своей реакции на открытие Плутона. Что более всего заинтриговало, так это то, что происходило после открытия. Поняв, что хочет сделать карьеру в астрономии, он поступил в Канзасский университет. Как преподаватели мирились с тем, что в их аудиториях присутствует известный ученый? «Я хорошо ладил с преподавателями, вспоминал Томбо, но они не позволили мне прослушать курс вводной астрономии. Они провели меня, лишив легких баллов!»

 

После обеда небо было чистым, и Томбо предложил экскурсию по его телескопам на задворках. Это был потрясающий опыт, в своей меховой шапке он выглядел как волшебник из «Властелина колец», открывающий удивительный мир. Мы видели кратеры на Луне, кольца Сатурна, спутники Юпитера. Показывая на телескоп, Томбо комментировал: «Этот вал взял из бьюика 1910 года, этот из сепаратора сливок». Я осознал, что это был тот самый телескоп, с которого началась его карьера, приведшая к открытию Плутона. «Вы не хотите отдать его в Смитсоновский институт?» - спросил я. Он засмеялся. «Они хотят его, но они его не получат. Я еще не закончил с ним».

 

Проблемы с Плутоном

Довольно скоро с Плутоном начались проблемы. С одной стороны, плоскость его орбиты была наклонена по отношению к орбитам других планет. С другой стороны, его орбита являла собой нечто необычное: с 1977 по 1999 год, например, Плутон был в действительности ближе к Солнцу, чем Нептун. В довершение детальные наблюдения 1978 года показали, что у Плутона был большой спутник, названный Хароном в честь персонажа древнегреческой мифологии, переправлявшего души усопших через реку в поземном царстве.

 

Помимо Харона у Плутона на сегодняшний день обнаружены еще четыре спутника: Никта, Гидра, Кербер и Стикс. Все спутники Плутона, за исключением Харона, очень маленькие - их диаметр меньше 55 км. Предположительно Харон образовался при ударе, как и Луна, а остальные были захвачены Плутоном из находящегося в окрестностях его орбиты мусора. Открытие Харона позволило астрономам вычислить массу Плутона, которая оказалась меньше лунной. Из-за малых массы и размера, ускорение свободного падения на Плутоне почти в 16 раз меньше, чем на Земле.

 

Плутон в разрезе

Плутон в разрезе. Это ориентировочная структура недр Плутона. Наблюдения космического телескопа «Хаббл» показали, что радиус каменистого ядра предположительно составляет 0,5-0,7 радиуса планеты, все остальное занимает ледяная оболочка. При столь низких температурах даже азот и метан находятся в состоянии льда.

 

Вместо газового гиганта, которого мы предполагали бы встретить в этом уголке Солнечной системы, мы находим здесь небольшое каменистое тело, покрытое льдом. По этой причине в конце XX века Плутон был белой вороной в планетной семье нашей звезды, он существовал, но никто не хотел говорить о нем.

 

За одной загадкой возникала другая. Теоретики посчитали (как именно, рассказано ниже), что Солнечная система не заканчивается на Плутоне, а простирается гораздо дальше до опоясывающей области, называемой поясом Койпера, сформированной в основном из небольшого размера ледяных небесных тел, «космического мусора». Здесь отметим, что в 2005 году астроном из Паломарской обсерватории Майк Браун обнаружил большой планетоподобный объект, орбита которого располагалась за орбитой Плутона.

 

Это небесное тело, названное в итоге в честь древнегреческой богини раздора и хаоса Эридой, было массивнее и меньше Плутона. Начиная с того времени в поясе Койпера были открыты более дюжины аналогичных объектов, и астрономы надеются найти еще немало других подобных им тел.

 

Плутоиды

Это приводит нас в Прагу на проходившее там в августе 2006 года заседание Международного астрономического союза - судьбоносное для Плутона. В последний день конференции, когда из 2400 участников на ней осталось чуть более 400 (остальные разъехались), Плутон был таки «разжалован» до карликовой планеты. После обнаружения ряда сходных с ним объектов в поясе Койпера Плутон отнесли к новому классу небесных тел - плутоидам. Прелесть нового определения в том, что все трудности, которые проявляются, если мы пытаемся соотнести Плутон с внутренними планетами, исчезают, едва мы осознаем, что карликовый каменно-ледяной мир вдалеке от Солнца относится к другой категории. Плутон - более первый плутоид, чем последняя планета, скорее начало конца, чем конец начала.

 

«Новые горизонты»

Космический аппарат «Новые горизонты» был запущен с мыса Канаверал в 2006 году и после кружного пути по Солнечной системе 14 июля 2015 года совершил первый в истории человечества облет Плутона. В момент наибольшего сближения спутник находился на расстоянии всего 12 500 км от поверхности карликовой планеты.

 

Вид слоев голубой дымки в атмосфере Плутона

На изображении, полученном спутником НАСА «Новые горизонты», открывается захватывающий вид слоев голубой дымки в атмосфере Плутона. Ученые предполагают, что дымка представляет собой фотохимический смог, появляющийся в результате облучения солнечным светом молекул метана и других химических веществ в атмосфере карликовой планеты.

 

Большим сюрпризом оказалась сложная структура карликовой планеты. Замерзший азот покрывает большую часть поверхности, но на ней также присутствуют горные цепи из водяного льда. Они твердые как сталь из-за чрезвычайно низких температур. Основной деталью рельефа является большая беловатая область, по форме напоминающая сердце. Она получила название Область Томбо (или Сердце Плутона) в честь Клайда Томбо. Западная доля сердца (Равнина Спутника) состоит из замерзших азота, окиси углерода и метана, и именно здесь мы наблюдаем горы из водяного льда.

 

Плутон: характеристика, спутники, описание и особенности орбиты

Плутон

Ледяной мир на краю пояса Койпера, карликовая планета Плутон является первой, которую посетил и картографировал космический аппарат. Зонд «Новые горизонты» собрал данные, сделавшие возможным составление этой карты поверхности Плутона. Названия объектам даны в честь известных исследователей, новаторских космических кораблей и мифологических областей Подземного мира.

 

Считают, что Сердце Плутона сформировалось в результате сильного удара, оставившего глубокий кратер, который частично заполнился жидкой водой, поднявшейся на поверхность из недр планеты. Вычисления позволяют предположить, что, как и на спутниках Юпитера и Сатурна, на Плутоне есть скрытый под поверхностью океан жидкой воды, возможно 100 км глубиной. Но вопрос о том, как вода в нем переходит из твердого в жидкое состояние, пока открыт. На Плутоне также есть тонкий слой атмосферы преимущественно из азота с небольшими добавлениями оксида углерода и метана. Особенностью этой атмосферы является слоистая дымка, скорее всего образующаяся при взаимодействии молекул, составляющих атмосферу, с солнечной радиацией.

 

Поверхность Плутона, какой она открылась взгляду космического аппарата «Новые горизонты»

Поверхность Плутона, какой она открылась взгляду космического аппарата «Новые горизонты». Самая заметная деталь - беловатая структура, по форме напоминающая сердце, названа Областью Томбо в честь первооткрывателя Плутона. С большой вероятностью она образовалась в результате сильного метеоритного удара.

 

Помимо научных приборов на борту «Новых горизонтов» спрятана частица праха Клайда Томбо, канзасского фермера, который не мог и подумать о том, что окажется так далеко от дома.