Плутон

Плутон

Плутон — самая крупная карликовая планета Солнечной системы, крупнейший объект пояса Койпера. Обращается вокруг Солнца примерно за 248 лет. Площадь планеты 17,7 млн км², планета состоит из камня и льда, и её вес меньше веса Луны примерно в шесть раз, а объём — меньше в три раза. Планета имеет пять спутников, это Никта, Гидра, Кербер, Стикс и Харон. Последний спутник является самым крупны, и ряд астрономов считают, что Плутон и Харон образуют двойную планету, поскольку барицентр их системы находится вне обоих объектов.

Открытый в 1930 году Плутон до 24 августа 2006 года считался девятой планетой Солнечной системы, но с 2006 года он считается карликовой планетой и крупнейшим объектом пояса Койпера. Планета названа в честь римского бога подземного мира.

Физические характеристики

Плутон обращается вокруг Солнца за 248 лет. В отличие от орбит восьми планет Солнечной системы, которые практически совпадают с плоскостью эклиптики, Плутон наклонен к ней под углом 17 градусов. Кроме того, его орбита сильно эллиптична, в результате чего в определённый период своего обращения вокруг Солнца Плутон находится ближе к нему, чем Нептун. Например, гравитационный центр системы Плутон-Харон находится в перигелии в сентябре 1989 года будучи ближе к Солнцу, чем Нептун в период с 7 февраля 1979 года по 11 февраля 1999 года. Плутон обращается вокруг своей оси за 6,39 земных суток.

Масса Плутона составляет около 1,31 × 1022 кг, что составляет около 0,24 % массы Земли. Его диаметр составляет 2370 км, площадь составляет около 17,7 млн км², что примерно равно территории России. Гравитация Плутона составляет 0,063g. Из этих данных следует, что Плутон не только меньше и легче всех планет Солнечной системы, он меньше и легче семи спутников других планет: Ганимеда, Титана, Каллисто, Ио, Луны, Европы и Тритона. Однако Плутон больше, чем малые планеты в поясе астероидов и все известные объекты в поясе Койпера. Масса и диаметр Плутона долгое время оставались неизвестными, вплоть до открытия его спутника Харона в 1978 году. Таким образом, масса системы Плутон-Харон была определена с применением законов Кеплера. Диаметр планеты был определён после изобретения телескопов с адаптивной оптикой, которые впервые позволили наблюдать его диск.

Поверхность Плутона покрыта примерно 98 % азотным льдом, смешанным с метаном и окисью углерода. Часть, обращенная к Харону, имеет более высокую концентрацию метана. Примечательными географическими образованиями являются область Томбо (в форме сердца), макула Кутлху, ледяные горы Хиллари.

Плутон имеет тонкую атмосферу, состоящую из азота, метана и окиси углерода. Атмосферное давление колеблется от 0,6 до 2,4 Па.

История

Открытие

Плутон был открыт астрономом Клайдом Томбо в обсерватории Лоуэлла, США, 18 февраля 1930 года, когда он сравнил две фотопластинки, сделанные 23 и 29 января соответственно. Впоследствии планета была обнаружена на фотографиях, самые старые из которых были сделаны 19 марта 1915 года. Томбо открыл Плутон при поиске неизвестной планеты X, вызывающей отклонения в орбите Нептуна. В действительности, однако, эти «отклонения» были вызваны недостаточной точностью, с которой тогда была известна реальная масса Нептуна. Хотя формально планета названа в честь римского бога Плутона, название планеты было выбрано, чтобы содержать инициалы астронома Персиваля Лоуэлла, который предсказал существование планеты за пределами орбиты Нептуна.

В последующие десятилетия усовершенствование телескопов позволило определить массу планеты с большей точностью. В течение многих лет масса Плутона пересматривалась в сторону уменьшения, что вызывало шутки и несколько ироничные комментарии о том, что если так будет продолжаться, планета может вообще исчезнуть. Эти предсказания в какой-то степени сбылись, когда в 2006 году Плутону присвоили статус карликовой планеты.

Для объяснения малого видимого диаметра Плутона по сравнению с ожидаемым большим видимым диаметром Планеты X была предложена теория точечного отражения, согласно которой солнечный свет отражается в сторону Земли лишь небольшой частью общей поверхности планеты из-за её большой гладкости. Эта теория была опровергнута открытием Харона в 1978 году и последующим прямым измерением массы планеты, которая оказалась меньше даже самых пессимистичных ожиданий. Анализ траектории зонда «Вояджер-2» показывает, что масса Нептуна меньше, чем считалось ранее, что полностью объясняет его орбиту без необходимости в Планете X. Таким образом, предсказание Лоуэллом в 1915 году новой планеты было чисто случайным. Плутон был открыт благодаря усилиям Томбо, который впоследствии продолжал поиски других планет, пока окончательно не убедился, что за орбитой Плутона нет других тел нужной яркости.

Дискуссии о статусе Плутона

Сентябрь 1992 года ознаменовал начало серии открытий относительно небольших ледяных тел, вращающихся вокруг Нептуна в районе, ныне известном как пояс Койпера. После открытия большого количества объектов, размеры которых сравнимы с Плутоном, в научных кругах началась дискуссия о том, правильно ли называть Плутон «планетой» или «объектом пояса Койпера».

В феврале 1999 года Брайан Марсден из Центра малых планет, предложил предоставить Плутону «двойное гражданство»: как девятую большую планету и малую планету под номером 10000. Впоследствии Международный астрономический союз сообщил, что не планирует меняют классификацию Плутона и номер 10000 присваивается обычному астероиду. Согласно некоторым интерпретациям, термин «планета» (означающий «чужой» / «странник» на греческом языке) сам по себе не связан с телом, имеющим определённое происхождение, орбиту или размер. Таким образом, планетами следует называть не только Плутон, но и большие спутники, такие как Титан, Европа и Тритон, даже некоторые из крупных астероидов. По мнению некоторых ученых, планетой может называться любой объект, достаточно массивный, чтобы принять сферическую форму под действием собственной гравитации (около 360 км в диаметре).

В 2002 году за орбитой Нептуна был обнаружен Квавар, диаметр которого составляет, по современным данным, около 1110 км, а в 2004 году — Седна диаметром около 1000 км. Таким образом, они сравнимы по размеру с Плутоном (2376,6 км). 29 июля 2005 года было объявлено об открытии Эриды. Она оказалась самым массивным известным транснептуновым объектом.

Дебаты о статусе Плутона приняли решающий оборот в 2006 году, когда Международный астрономический союз официально принял решение об определении понятия «планета». Согласно этому решению, планета в Солнечной системе — это небесное тело, отвечающее следующим условиям: оно должно обращаться по орбите вокруг Солнца и быть спутником нашей звезды, а не одной из планет; оно должно быть достаточно массивным, чтобы принять форму гидростатического равновесия (близкую к сферической) под действием своих гравитационных сил; оно должно расчистить окрестности своей орбиты (то есть оно должно быть гравитационной доминантой и рядом не должно быть других тел сравнимого размера, кроме его собственных спутников или находящихся под его гравитационным воздействием).

Плутон не удовлетворяет третьему условию, так как его масса составляет всего 7 % массы всех объектов пояса Койпера. Для сравнения, масса Земли в 1,7 млн раз больше, чем у всех остальных тел в окрестностях её орбиты. Таким образом Плутон был объявлен карликовой планетой. Вместе с тем вскоре МАС объявил о введении понятия плутоид. К плутоидам были отнесены карликовые планеты Плутон и Эрида, а позднее — Макемаке и Хаумеа.

Исследование космическими аппаратами

Удаленное расположение и небольшая масса Плутона затрудняют его исследование космическими аппаратами. Некоторые важные данные были получены с помощью космического телескопа Хаббл. Плутон мог быть посещен автоматической межпланетной станцией «Вояджер-1», но приоритетным был пролёт вблизи спутника Сатурна Титана, что сделало траекторию полета несовместимой с пролётом вблизи Плутона. В январе 2006 года к Плутону была запущенна автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты», летом 2015 года она достигла орбиты Плутона, благодаря миссии были получены снимки и большой объём иных научных данных о планете и её спутниках.