Плутон – история открытия и общие характеристики карликовой планеты

В середине XIX века математик из Франции У. Леверье с помощью классической механики, основанной на законах Ньютона, предсказал существование планеты Нептун. Выводы он сделал на основе возмущения орбиты Урана. К концу XIX века ученые пришли к единому мнению, что на Уран оказывает влияние еще одна планета.

В начале XX века ее поисками занялся исследователь Марса американец П. Лоуэл. Предварительно он рассчитал возможные места в Солнечной системе, где могло находиться новое небесное тело, которое он назвал «Планета X». Но Лоуэлу так и не удалось ее обнаружить, поскольку в 1916 году он умер.

Через три года после его смерти специалистам обсерватории повезло запечатлеть Плутон на четырех фотографических пластинках, но в этот период планета находилась очень далеко и практически не просматривалась. На несколько лет поиски были приостановлены. Только в 1929 году директор обсерватории Слайфер поручил новичку К. Томбо возобновить их.

Для этого молодой специалист по ночам проводил съемки звездного неба. При этом он каждый участок фиксировал три раза с перерывом в несколько дней, а затем с помощью блинк-компаратора получал информацию о небесных телах, которые меняли свое положение.

Только через год ему удалось обнаружить небесное тело, которое двигалось по звездному небу. В марте 1930 года новость об открытии Плутона была передана по телеграфу в обсерваторию Гарвардского колледжа, а Томбо наградили медалью имени Ханны Джексон-Гвилт.

Пролет Плутона

Он дал космическому телу название «Планета X», но так и не сумел найти его до конца своих дней. В 1919 году калифорнийские ученые из Маунт-Вилсон рассматривали фотографии района нахождения Плутона, но из-за брака в снимках он не был замечен. В течение десяти лет поиски были приостановлены, а в 1929 году их продолжил Клайд Томбо. Делая снимки примерного места расположения загадочной планеты по координатам, рассчитанным Лоуэллом, он работал по 14 часов в день. Были обнаружены сотни астероидов и комета, а в 1930 – открыт Плутон. Привилегия выбрать название планеты досталась соратникам профессора Лоуэлла, варианты присылались отовсюду. Имя бога темного царства мертвых предложила юная англичанка Венеция Берни. Этот вариант понравился большинству сотрудников, и планета стала Плутоном.

Почему Плутон перестали считать планетой

Согласно резолюции, планета — это небесное тело, которое имеет круглую форму, вращается вокруг Солнца и может очистить его окрестности. Плутон удовлетворяет двум критериям: имеет круглую форму и вращается вокруг Солнца, но он не прошел третий критерий: не может очистить свою орбиту, как остальные восемь планет. На этом остановимся подробнее.

По мере формирования планет они становятся центральным гравитационным телом на орбите, по которой они движутся вокруг Солнца. Если на их пути встречаются другие более мелкие объекты, то они либо поглощаются, либо захватываются силой гравитации. На орбите Плутона есть объекты, с примерно такой же массой, как у него, и получается, что он вынужден с ними соседствовать.

Другие факторы, которые способствовали отмене статуса Плутона как планеты, включают:

• его небольшой размер, который меньше, чем луна Земли;
• его плотная и каменистая поверхность, которая не похожа на соседние газообразные планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун;
• его необычная орбита, проходящая вокруг Солнца под углом 17 градусов, в отличие от всех других планет в солнечной системе, которые вращаются в одной плоскости;
• его самая большая луна Харон в два раза меньше Плутона, и они вращаются вокруг общего центра тяжести.

Орбита Плутона и планет

Спутники

На сегодняшний день у Плутона известны всего пять естественных спутников.
Самый большой — Харон, обнаружил Джеймс Кристи, в 1978 году.
Расстояние до Плутона 19596 км. Имея диаметр 1215 км, он вращается синхронно с Плутоном и всегда обращен к нему одной стороной.
Харон отличается по своему цвету от Плутона, он более темного цвета. Ученые предполагают, что он покрыт льдом, геологически активен, а также на нём могут находиться крупные залежи графита.

Остальные луны были открыты в наше время, с помощью мощного телескопа “Хаббл”. В 2005 году разглядели Никту и Гидру, в 2011 — Кербер, в 2012 — Стикс.
Никта, размер 54х41х36 км, радиус орбиты 49000 км.
Гидра, размер 43х33 км, радиус орбиты 65000 км.
Кербер, размер 12х4,5 км, радиус орбиты 58000 км.
Стикс, размер 7х5 км, радиус орбиты 42000 км.

Что ждёт Плутон в будущем

По теории звёздной эволюции, солнечная светимость со временем увеличивается. В итоге обитаемая зона всей системы постепенно сдвинется за пределы пути земного движения. По прогнозам, Солнце эволюционирует в красный гигант. Не исключено, что объекты пояса Койпера (где как-раз располагается Плутон) смогут подойти для существования и поддержания жизни.

По правде говоря, эту планету сложно исследовать из-за огромной удалённости от Земли. Лишь в 2015 году удалось поближе узнать о ней. Благодаря снимкам с космического аппарата «Новые горизонты». Как известно, научный и технический прогресс не стоят на месте. Вероятно, когда-нибудь далёкий космос будет для нас не таким уж далёким и загадочным.

Итак, мы узнали какая сейчас планета не считается планетой и почему, что известно о Плутоне, его главные особенности.

Спутники Плутона

У Плутона пять спутников:

1. Харон – открыт в 1978 году, в два раза меньше Плутона, диаметр – 1212 км, значительно отличается по составу. Предположительно, спутник является осколками самой планеты, выброшенными при столкновении, а потому и габариты более скромные.
2. Никта – обнаружен в 2005 году при помощи телескопа Хаббл, первоначальный диаметр – 45 км. Перемещается по орбите с той же скоростью, что и Харон, а с Гидрой находится в резонансном соотношении 3:2. Длительность одного витка вокруг Плутона составляет 25 дней.
3. Гидра – открыт в 2005 году, удален от Плутона на 65 000 км. Диаметр, исходя из уровня яркости, варьируется от 40 до 60 км, на орбитальный путь уходит 32 дня. Данных о составе спутника нет, но есть предположение о ледяной мантии и каменном ядре.
4. Кербер – обнаружен в 2011 году, располагается между Гидрой и Никтой. Предположительная причина образования – столкновение Плутона с более крупным космическим телом, диаметр – 13-34 км, большая полуось – 59 000 км, время обращения – 32 дня.
5. Стикс – открыт в 2012 году, самый маленький из пяти. От Плутона удален на 58 000 миль, диаметр – 10-25 км, один оборот преодолевает за 19 дней, большая полуось – 42 000 км. Иные физические данные не установлены.

9. Плутон обладает удивительно устойчивой атмосферой

Рентгеновское изображение Плутона (синее пятно), полученное в результате взаимодействия газов вокруг планеты-карлика с солнечным ветром. Изображение предоставлено: NASA JPL

Долгое время считалось, что у Плутона может не быть никакой атмосферы из-за его маленьких размеров и огромного расстояния от Солнца. А если и будет, то периодические изменения его орбиты постепенно заморозят его атмосферу в землю. Однако исследование, основанное на данных, полученных в ходе миссии “Новые горизонты”, указывает на обратное.

Согласно исследованию, карликовая планета, скорее всего, останется в газообразном состоянии по всей своей орбите. Ученым также удалось вычислить его поверхностное давление, которое составляет около 1 Па, что примерно в 100 000–1 миллион раз меньше, чем у Земли. На сегодняшний день Плутон является единственным известным транснептуновым объектом, обладающим атмосферой.

Чем различаются планеты и карликовые планеты?

Из рисунка выше видно, что, во-первых, все карликовые планеты меньше, чем планеты. Так, может быть, Плутон просто слишком мал или лёгок, чтобы называться настоящей планетой? И это узнали только в 2006 году?

Плутон и Меркурий. Фото: © NASA, © NASA

Нет, размер Плутона и до 2006 года был известен достаточно точно, чтобы заключить, что он ненамного, но меньше Меркурия (именно к нему перешёл статус самой маленькой планеты).

Более того, многие тела Солнечной системы, даже большего размера, чем Меркурий, не входят в список планет (например, Ганимед — крупнейший спутник Юпитера). А наша Луна — издревле известное космическое тело, конечно, меньше, чем Меркурий, но при этом больше, чем Плутон!

Да, если бы Луна жила отдельно от Земли и обращалась вокруг Солнца, она бы могла получить статус планеты. Сейчас же она называется спутником и вряд ли поменяет свой статус в ближайшее время.

Орбиты Земли и Луны. Фото: © wikiwand.com

Мы понимаем это слово интуитивно и говорим, что Луна — спутник Земли, а Земля — спутник Солнца, подразумевая движение одного тела вокруг другого. Но формализовать определение этого термина оказалось настолько трудно, что Международный астрономический союз пока не ввёл точное определение слова “спутник”.

Теперь можно прийти к выводу: чтобы называться планетой, важно быть не только достаточно большим телом, но необходимо также являться спутником именно Солнца, а не другого тела.

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.