Орбитальные характеристики Стр 1 из 6Следующая ⇒ Плутон Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к навигации Перейти к поиску У этого термина существуют и другие значения, см. Плутон (значения). Плутон Мозаика снимков планеты, сделанных автоматической межпланетной станцией (АМС) «Новые горизонты» 14 июля 2015 года с расстояния 450 000 км Открытие
Первооткрыватель	Клайд Томбо
Место открытия	Флагстафф, США
Дата открытия	18 февраля 1930
Способ обнаружения	фотографический
Орбитальные характеристики
Эпоха: J2000.0
Перигелий	29, 667 а. е.[1]
Афелий	49, 31 а. е.[1]
Большая полуось (a)	39, 482117 а. е.[1]
Эксцентриситет орбиты (e)	0, 2488273[1]
Сидерический период обращения	90 553, 02 земного дня (247, 92065 земного года)[1]
Синодический период обращения	366, 73 земного дня[2]
Орбитальная скорость (v)	4, 6691 км/с[1]
Наклонение (i)	17°, 14[1]
Долгота восходящего узла (Ω )	110°, 30347[2]
Аргумент перицентра (ω )	113°, 76329[комм. 1]
Чей спутник	Солнце
Спутники	5
Физические характеристики
Размеры	2374 ± 8 км[3]
Полярное сжатие	< 1%[3]
Средний радиус	1187 ± 4 км[3]
Площадь поверхности (S)	17, 7 млн км² [комм. 2]
Объём (V)	7, 0⋅ 109 км³ [комм. 2]
Масса (m)	(1, 303 ± 0, 003)⋅ 1022 кг[3]
Средняя плотность (ρ )	1, 860 ± 0, 013 г/см3[3]
Ускорение свободного падения на экваторе (g)	0, 617 м/с² (0, 063 g)[комм. 3]
Первая космическая скорость (v1)	0, 855 км/c[комм. 3]
Вторая космическая скорость (v2)	1, 210 км/c[комм. 3]
Экваториальная скорость вращения	48, 7 км/ч[комм. 4]
Период вращения (T)	− 6, 387 земного дня[1]
Наклон оси	119, 591 ± 0, 014°[4][комм. 5].
Прямое восхождение северного полюса (α )	132°, 993[5]
Склонение северного полюса (δ )	− 6°, 163[5]
Альбедо	0, 4—0, 6 (Бонда), 0, 5—0, 7 (геом.)[2]
Видимая звёздная величина	> 13, 65[2]
Абсолютная звёздная величина	− 0, 7
Угловой диаметр	0, 065—0, 11″ [6]
Температура
	мин. сред. макс.
Поверхности	40 К[7] 50 К[8] 60 К[7]
Атмосфера
Атмосферное давление	1, 0 Па (2015)[3]
Шкала высоты	около 60 км[2]
Состав: азот с примесью метана и угарного газа
Информация в Викиданных ?

Плуто́ н ( 134340 Pluto ) — карликовая планета Солнечной системы^[9], транснептуновый объект и десятое по массе (без учёта спутников) небесное тело, обращающееся вокруг Солнца — после восьми планет и Эриды^[10][11][12]. Первоначально Плутон считали планетой, но сейчас он считается карликовой планетой и крупнейшим объектом пояса Койпера^[9].

Как и большинство тел пояса Койпера, Плутон состоит в основном из камня и льда и он относительно мал: его масса меньше массы Луны примерно в 6 раз, а объём — примерно в 3 раза. Площадь Плутона (17, 7 млн км² ) немногим больше площади России (17, 1 млн км² ). У орбиты Плутона большой эксцентриситет и большой наклон к плоскости эклиптики.

Из-за эксцентричности орбиты Плутон то приближается к Солнцу на расстояние 29, 7 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, открытый в 1978 году, часто рассматриваются как двойная планета, поскольку барицентр их системы находится вне обоих объектов^[13]. Международный астрономический союз (МАС) заявил о намерении дать формальное определение для двойных карликовых планет, а до этого момента Харон классифицируется как спутник Плутона^[14][15]. У Плутона есть четыре меньших спутника:

• Никта и Гидра, открытые в 2005 году^[16];
• Кербер, первое сообщение о котором опубликовано 20 июля 2011 года^[17][17][18];
• Стикс, об открытии которого было объявлено 11 июля 2012 года^[19].

Со дня своего открытия в 1930 и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Советские учёные ещё в 1950-х годах высказали предположение, что Плутон является лишь одной из карликовых планет, которые обращаются в этой области космического пространства по близким орбитам.^[20]. Эта гипотеза блестяще подтвердилась: 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^[21]. 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^[22]. После переклассификации Плутон был добавлен к списку малых планет и получил номер 134340 по каталогу Центра малых планет^[23][24]. Некоторые учёные продолжают считать, что Плутон должен быть переклассифицирован обратно в планету^[25].

Система Плутона ранее изучалась земными и околоземными астрономическими средствами, а в 2015 году была исследована с близкого расстояния американским космическим аппаратом «Новые горизонты» (New Horizons), который был запущен ещё когда Плутон считался обычной планетой.

В честь Плутона был назван химический элемент плутоний^[26].

 

Содержание

• 1 История открытия
• 1.1 Название
• 1.2 Поиски «Планеты Икс»
• 1.3 Хронология
• 2 Орбита и вращение
• 2.1 Орбиты Нептуна и Плутона
• 2.2 Дополнительные факторы, влияющие на орбиту
• 2.3 Вращение
• 3 Физические характеристики
• 3.1 Визуальные характеристики и строение
• 3.2 Масса и размеры
• 3.3 Атмосфера
• 4 Спутники
• 4.1 Харон
• 4.2 Гидра и Никта
• 4.3 Кербер и Стикс
• 5 Происхождение и место в Солнечной системе
• 6 Исследования Плутона космическими аппаратами
• 7 Статус
• 7.1 Плутон как планета
• 7.2 Дебаты 2000-х годов
• 7.3 Решение МАС повторно классифицировать Плутон
• 7.4 «Оплутонить»
• 7.5 Статус в законодательстве некоторых штатов США
• 8 Будущее системы Плутона
• 9 В искусстве
• 9.1 Литература
• 9.2 Филателия
• 10 Примечания
• 11 Литература
• 12 Ссылки

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^[27]. Последующие наблюдения за Нептуном в конце XIX века заставили астрономов предположить, что, помимо него, на орбиту Урана влияет 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»^[28]. К 1909 году Лоуэлл и Уильям Генри Пикеринг рассчитали для неё несколько возможных значений небесных координат^[29]. Лоуэлл и его обсерватория продолжали поиск планеты до его смерти в 1916 году, но безуспешно. На самом деле 19 марта и 7 апреля 1915 года в обсерватории Лоуэлла были получены два слабых изображения Плутона, однако он на них не был опознан^[30][29][31].

Плутон могли открыть и на обсерватории Маунт-Вильсон в 1919 году. В тот год Милтон Хьюмасон по поручению Уильяма Пикеринга проводил поиски девятой планеты, и Плутон попал на 4 фотопластинки. Но при их анализе внимательно просматривались только близкие к эклиптике области, а Плутон оказался слишком далёк от неё. Кроме того, он терялся среди множества звёзд и, по некоторым данным, его изображение на некоторых снимках совпало с небольшим браком эмульсии или частично наложилось на звезду. Даже в 1930 году изображение Плутона на этих архивных снимках удалось выявить с немалым трудом^[29][31].

Из-за десятилетней судебной тяжбы с Констанцией Лоуэлл — вдовой Персиваля Лоуэлла, которая пыталась получить от обсерватории Лоуэлла 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^[30].

Первооткрыватель Плутона Клайд Томбо

Задачей Томбо стала систематическая съёмка ночного неба. Каждый участок фотографировался трижды с интервалом в несколько дней, а на снимках искали объекты, изменившие своё положение. Для сравнения использовался блинк-компаратор, позволяющий быстро переключать показ двух пластинок, что создаёт иллюзию движения для любого объекта, который на разных снимках находится в разных местах. 18 февраля 1930 года, после почти года работы, Томбо обнаружил движущийся объект на снимках от 23 и 29 января. Менее качественная фотография от 21 января подтвердила его существование^[32]. 13 марта 1930 года, в день рождения Лоуэлла и в годовщину открытия Урана, новость об открытии была телеграфирована в обсерваторию Гарвардского колледжа^[29]. За открытие Плутона Клайд Томбо был удостоен медали имени Xанны Джексон-Гвилт Лондонского королевского астрономического общества (1931) с изображением Уильяма Гершеля^[33], и других наград.

Название

Венеция Берни — девочка, давшая планете название «Плутон»

См. также: Плутон (мифология)

Право дать название новому небесному телу принадлежало обсерватории Лоуэлла. Томбо посоветовал Слайферу сделать это как можно скорее, пока их не опередили^[28]. 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^[34].

Имя «Плутон» первой предложила Венеция Берни, одиннадцатилетняя школьница из Оксфорда^[35][36][37]. 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 Фэлконером Мейданом (англ.), работавшим в Бодлианской библиотеке в Оксфордском университете — Мейдан прочитал об открытии планеты в «Таймс» и за завтраком рассказал об этом внучке. Её предложение он передал профессору Герберту Тернеру, который телеграфировал его коллегам в США^[35][37].

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^[38]. Предложение имени было впервые опубликовано обсерваторией 1 мая 1930 года^[35][37], а объявление для СМИ произошло 25 мая^[39]. После этого Фэлконер Мейдан вручил Венеции 5 фунтов стерлингов в качестве награды^[37].

Астрономическим символом Плутона является монограмма из букв P и L ( ), которые также являются инициалами имени П. Лоуэлла^[36][40]. Астрологический символ Плутона напоминает символ Нептуна ( ), с той разницей, что на месте среднего зубца в трезубце круг ( ).

Название Плутона в китайском, японском (冥 王 星 ) и корейском (명 왕 성 ) языках означает «звезда подземного царя»^[41][42] — этот вариант предложил в 1930 году японский астроном Хоэй Нодзири^[43]. Чувствуется влияние этого варианта и во вьетнамском названии Плутона (Sao Diê m Vư ơ ng), означающем «звезда Ямы». 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 индуизме^[41].

Поиски «Планеты Икс»

Персиваль Лоуэлл

Оценки массы Плутона
год	масса в ед. земной	примечания
1931	0, 94	Николсон и Мейел[44]
1950	0, 1	Койпер[45]
1976	неск. тысячных	Крукшенк, Пилчер и Моррисон[46]
1978	0, 0017	Кристи и Харрингтон[47]

Сразу после открытия Плутона его тусклость и 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. Она оказалась равной примерно 0, 2 % массы Земли, что слишком мало, чтобы быть причиной несоответствий в орбите Урана.

Последующие поиски альтернативной Планеты X, среди которых выделяются проведённые Робертом Гаррингтоном (англ.)^[48], не увенчались успехом. Во время прохождения «Вояджера-2» около Нептуна в 1989 году были получены данные, по которым масса Нептуна была пересмотрена в сторону уменьшения на 0, 5 %. В 1993 году Майлс Стэндиш (англ.) использовал эти данные для перевычисления гравитационного воздействия Нептуна на Уран. В результате несоответствия в орбите Урана исчезли, а с ними — и надобность в Планете X^[49][50].

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^[51].

Хронология

• 1906—1916 годы. Американский астроном Персиваль Лоуэлл предсказал существование 9-й планеты, называя её Планета-Х.
• 18 февраля 1930 года. Клайд Томбо открыл недалеко от предсказанного положения новый объект.
• 13 марта 1930 года. Лоуэлловская обсерватория объявила об открытии.
• 1 мая 1930 года. Обсерватория объявила о присвоении планете названия Плутон.
• 24 августа 2006 года. Через некоторое время после открытия Эриды Плутон перестал считаться обычной планетой Солнечной системы и переведен в разряд карликовых планет.
• 14 июля 2015 года. Впервые систему Плутона посетила автоматическая межпланетная станция.
• Август 2113 года. Плутон впервые с момента его открытия достигнет афелия^[52].
• 2178 год. Плутон впервые с момента его открытия завершит полный оборот вокруг Солнца^[52][53].

Орбита и вращение

Обращение Плутона и больших планет: вид с северной стороны эклиптики

То же, вид из плоскости эклиптики

Орбита Плутона сильно отличается от орбит больших планет Солнечной системы: у неё намного больший эксцентриситет (0, 2488) и наклон к плоскости эклиптики (17, 14°). Большая полуось орбиты Плутона составляет 5, 906 млрд км, или 39, 482 а. е., но из-за большого эксцентриситета расстояние Плутона от Солнца меняется от 4, 437 млрд км в перигелии до 7, 376 млрд км в афелии (29, 7—49, 3 а. е.)^[2]. Свет (как и радиоволны) проходит расстояние от Солнца до Плутона за 247 минут в перигелии и 410 минут в афелии^[54], а интенсивность освещения отличается в 2, 8 раз. Когда Плутон в противостоянии, сигнал с Земли достигает его на 8 минут быстрее, чем когда он в квадратуре.

Большой эксцентриситет орбиты приводит к тому, что часть её проходит ближе к Солнцу, чем Нептун. Последний раз такое положение Плутон занимал с 7 февраля 1979 по 11 февраля 1999 года. Вычисления показывают, что в предыдущий раз он был в таком положении с 11 июля 1735 по 15 сентября 1749 года (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 она не пересекается с орбитой Нептуна. Проходя перигелий, Плутон находится в 10 а. е. над плоскостью эклиптики. К тому же период обращения Плутона равен 247, 92 земного года^[1], и Плутон делает два оборота, пока Нептун делает три. В результате Плутон и Нептун никогда не сближаются менее чем на 17 а. е^[55][56].

Орбиту Плутона можно предсказать на несколько миллионов лет как назад, так и вперёд, но не больше. Его движение 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^[57]. Если производить наблюдения в течение малых промежутков времени, то это движение будет казаться регулярным (периодическим по эллиптической орбите). На самом же деле орбита с каждым периодом чуть сдвигается, и в конце концов сдвигается настолько сильно, что следов от первоначальной орбиты уже не остаётся. Поэтому моделировать движение Плутона для отдалённых моментов времени очень сложно^[55][56].

Орбиты Нептуна и Плутона

Вид на орбиты Плутона (обозначена красным) и Нептуна (обозначена синим) с севера. Плутон периодически бывает к Солнцу ближе Нептуна. Затемнённый участок орбиты показывает, где орбита Плутона ниже плоскости эклиптики. Положение дано на апрель 2006.

Сопоставление орбит Нептуна и Плутона.

Плутон находится с Нептуном в орбитальном резонансе 3: 2 — на каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца приходится два оборота Плутона. Весь цикл занимает около 495 лет^[58].

Проекция орбиты Плутона на плоскость эклиптики пересекается с проекцией орбиты Нептуна^[57][59][60], поэтому кажется, что Плутон должен периодически сильно приближаться к Нептуну. 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 впереди Плутона (например, во время перигелия 5 сентября 1989 года — в 57°); когда Плутон второй раз будет проходить перигелий, Нептун сделает полтора оборота вокруг Солнца и окажется позади Плутона (во время перигелия 16 сентября 2237 года — в 120°); ^{[комм. 6]} 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.^[57].

Орбитальный резонанс между Плутоном и Нептуном очень стабилен и сохраняется миллионы лет^[61]. Плутон мог стать спутником Нептуна, если бы орбита Плутона лежала в плоскости его орбиты^[57].

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.

Вращение

Направление вращения вокруг своей оси у Плутона, как и у Венеры с Ураном, обратное, то есть противоположное направлению обращения планет вокруг Солнца. Сутки на Плутоне длятся 6, 387 земных суток^[1]. До 2009 года северным полюсом Плутона, как и других планет, считался тот, который направлен в ту же сторону от неизменной плоскости^[en] Солнечной системы (она почти совпадает с плоскостью эклиптики), что и северный полюс Земли. Его координаты — прямое восхождение: 312°, 993, склонение: 6°, 163^[63]. В 2009 году МАС постановил определять северный полюс всех тел Солнечной системы, кроме больших планет и их спутников, исходя из направления вращения вокруг своей оси. Северным (точнее, положительным) полюсом считается тот, со стороны которого объект выглядит вращающимся против часовой стрелки. Таким образом, координаты северного полюса Плутона — прямое восхождение: 132°, 993, склонение: − 6°, 163^[5]. Если у Земли ось вращения направлена приблизительно на Полярную звезду, то ось вращения Плутона направлена в созвездие Гидры, недалеко от звезды Альфард. Наклон оси вращения Плутона — около 120°, это значительно ближе к 90°, чем у оси вращения Земли, поэтому времена года на Плутоне выражены намного сильнее, в этом он подобен Урану. Последнее равноденствие на Плутоне наступило 16 декабря 1987^[64]; тогда весна наступила в его северном полушарии. Таким образом, по состоянию на 2016 год к Солнцу и Земле повёрнут его северный полюс^[65].

Физические характеристики

Закат на Плутоне. Снимок сделан зондом New Horizons через 15 минут после максимального сближения, с расстояния 18 тыс. км. Ширина фото — 380 км^[66].

Вероятная структура Плутона.
1. Замёрзший азот
2. Водный лёд
3. Силикаты и водный лёд

Большое расстояние Плутона от Земли сильно усложняет его исследование. Многое о нём оставалось неизвестным до 2015 года, когда мимо него пролетел аппарат «Новые горизонты» (New Horizons)^[3].

Масса и размеры

Земля и Луна в сравнении с Плутоном и Хароном

Сначала астрономы, полагая, что Плутон и есть та самая «Планета X» Лоуэлла, пытались вычислить его массу на основе его предполагаемого воздействия на орбиту Нептуна и Урана. Сам Лоуэлл в 1915 году предсказывал массу 6, 6 земных. В 1931 году считалось, что масса Плутона близка к массе Земли, а дальнейшие расчёты к 1971 году позволили понизить эту оценку на порядок, примерно до массы Марса^[44] (такая же оценка была получена в 1950 году в ходе попыток измерить его угловой диаметр^[45]). В 1976 году астрономы из Гавайского университета обнаружили в спектре Плутона признаки метанового льда. Это указывало на его большое альбедо, а оно, в свою очередь, — на малый размер и, соответственно, массу в несколько тысячных земной^[44][46][86].

Открытие в 1978 году спутника Плутона — Харона — позволило измерить их общую массу, используя третий закон Кеплера^[47]. Дальнейшие исследования позволили определить массу Плутона и Харона по отдельности. Современное значение массы Плутона — (1, 303 ± 0, 003)⋅ 10²² кг^[3], что составляет 0, 22 % массы Земли.

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^[45]. В 1963 году Холидей (Ian Halliday) предложил метод оценки диаметра Плутона на основании наблюдения из нескольких обсерваторий покрытия им звезды. Расчёты показали, что в ночь с 28 на 29 апреля 1965 года Плутон должен был покрыть звезду 15-й величины с экваториальными координатами: прямое восхождение — 11 ч 23 мин 12, 1 с, склонение — 19°47’32" (1950)^{[87][комм. 7]}, если бы его диаметр был равен определённому Койпером. Двенадцать обсерваторий следили за блеском этой звезды, 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 в 1985—1990 годах^[70] позволили установить, что его диаметр равен 2290±92 км^[88]. В 2007 году диаметр Плутона был определён в 2322 км^[89], в 2014 году — в 2368±8 км^[90]. В 2015 году на основе данных АМС «Новые Горизонты» было получено значение 2374±8 км^[3]. Соответственно, площадь поверхности Плутона составляет 17, 7 млн км², что ненамного больше площади современной Российской Федерации (и меньше площади СССР)^[91]. Заметной сплюснутости у него нет (по крайней мере, она не превышает 1 %, то есть экваториальный радиус отличается от полярного не более чем на 12 км)^[3].

Плутон (справа внизу) в сравнении с крупнейшими спутниками Солнечной системы (слева направо и сверху вниз): Ганимед, Титан, Каллисто, Ио, Луна, Европа и Тритон

Плутон уступает по размерам и массе не только большим планетам Солнечной системы, но и некоторым их спутникам. Он меньше семи спутников: Ганимеда, Титана, Каллисто, Ио, Луны, Европы и Тритона. Масса Плутона меньше массы Луны почти вшестеро (и в 480 раз меньше массы Земли), его диаметр составляет 2/3 диаметра нашего естественного спутника. Но он в 2, 5 раза крупнее и в 14 раз массивнее Цереры, самого большого тела пояса астероидов. Среди известных транснептуновых объектов Плутон — крупнейший в диаметре, но по массе он на четверть уступает карликовой планете Эриде из рассеянного диска^[10][11].

Атмосфера

Ночная сторона Плутона. Видно атмосферу, подсвеченную лучами Солнца. Фото New Horizons, цвета приближены к настоящим.

Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звезды^[92]. Если у покрывающего объекта нет атмосферы, свет звезды исчезает довольно резко, а в случае с Плутоном — постепенно. Окончательно наличие атмосферы было подтверждено в 1988 году интенсивными наблюдениями нового покрытия^[7][93].

Атмосфера Плутона очень разрежена и состоит из газов, испаряющихся из поверхностного льда. Это азот с примесью метана (около 0, 25 %^[3]) и угарного газа (около 0, 05–0, 1%^[94][95]). Под действием жёсткого излучения из них образуются более сложные соединения (например, этан, этилен и ацетилен), постепенно выпадающие на поверхность. Вероятно, именно их частицы образуют лёгкую слоистую дымку, достигающую высот > 200 км^{[3][96][97][98]}.

Давление атмосферы Плутона очень мало и сильно меняется со временем, причём неожиданным образом. Из-за эксцентричности орбиты в афелии Плутон получает почти втрое меньше тепла, чем в перигелии, и это должно приводить к сильным изменениям в его атмосфере. По некоторым прогнозам, в афелии она большей частью замерзает и выпадает на поверхность, а её давление уменьшается во много раз^[7]. Но наблюдения покрытий Плутоном звёзд показывают, что с 1988 до 2015 года это давление выросло примерно втрое, хотя с 1989 года Плутон удаляется от Солнца^{[99][100][101][102]}. Вероятно, это связано с тем, что в 1987 году северный (точнее, положительный) полюс Плутона впервые за 124 года вышел из тени, что способствовало испарению азота из полярной шапки^[93][103]. В 2015 году измерения зонда «Новые горизонты» показали, что поверхностное давление составляет около 10^–5 атм (1 Па). Это согласуется с наблюдениями покрытий за предыдущие несколько лет^[96], хотя некоторые расчёты указывали на то, что данные покрытий соответствуют значительно большему давлению (определение поверхностного давления по наблюдениям покрытий сопряжено с некоторыми трудностями)^[3][104].

Температура поверхности Плутона растёт с высотой (3–15° на километр). Средняя температура поверхности — 50 К (-223, 15 Ц), а средняя по атмосфере — на 40° больше (данные 2008 года). Это результат парникового эффекта, вызванного метаном^{[8][105][106][107]}.

Взаимодействие с атмосферой существенно влияет на температуру поверхности Плутона. Расчёты показывают, что она, несмотря на очень низкое давление, способна эффективно сглаживать суточные перепады этой температуры^[101]. Участки поверхности, где возгоняется азотный лёд, охлаждаются (подобно охлаждению при испарении воды) на величину до 20°^[7].

Спутники

Основные статьи: Спутники Плутона, Кольца Плутона

Фотографии Плутона и Харона в псевдоцветах (сверху) и в реальных цветах (снизу), сделанные АМС «Новые горизонты» в июле 2015 года

Плутон и три из пяти его известных спутников

У Плутона известно пять естественных спутников, один из которых — Харон — намного больше остальных. Он был открыт в 1978 году Джеймсом Кристи, а остальные — значительно позже с помощью телескопа «Хаббл». Никту и Гидру обнаружили в 2005 году^[16], Кербер — в 2011^[17], Стикс — в 2012^[19]. Все они обращаются по почти круговым орбитам примерно в экваториальной плоскости Плутона в ту же сторону, что и он вокруг своей оси^[3].

Ближайший к Плутону спутник — Харон; дальше идут Стикс, Никта, Кербер и Гидра. Все они близки к орбитальному резонансу: периоды их обращения соотносятся примерно как 1: 3: 4: 5: 6. Три спутника — Стикс, Никта и Гидра — действительно находятся в резонансе с соотношением периодов 18: 22: 33^[108].

Спутниковая система Плутона интересна тем, что занимает очень малую часть возможного объёма. Максимальный возможный радиус стабильных орбит для его проградных спутников оценивают в 2, 2 млн км (для ретроградных — ещё больше)^[109], но фактически радиус орбиты известных спутников Плутона не превышает 3 % этой величины (65 000 км).

Харон вращается синхронно с Плутоном, а другие спутники — нет: периоды их осевого вращения намного меньше орбитальных, а оси вращения сильно наклонены к осям Плутона и Харона^[110].

Все 4 маленьких спутника Плутона имеют неправильную форму и неожиданно яркие (геометрическое альбедо около 0, 6, а у Гидры — даже 0, 8). Это существенно больше, чем у Харона (0, 38) и большинства других небольших тел пояса Койпера (около 0, 1); вероятно, они покрыты довольно чистым водяным льдом^{[3][110][111][112]}.

Съёмка системы Плутона аппаратом «Новые горизонты» позволила определить предельные размеры неоткрытых спутников. Установлено, что на расстояниях до 180 000 км от Плутона нет спутников размером > 4, 5 км (для меньших расстояний эта величина ещё меньше). При этом предполагается альбедо 0, 38, как у Харона^[3].

Открытие маленьких спутников Плутона позволило предположить наличие у него системы колец, образованных выбросами от ударов в эти спутники метеоритов^[113]. Но ни по данным «Хаббла»^[113], ни по данным «Новых горизонтов» никаких признаков колец найти не удалось (если они и существуют, то настолько разрежены, что их геометрическое альбедо не превышает 1, 0⋅ 10^{− 7})^[3].

Обращение Харона вокруг Плутона. Снимок АМС «Новые горизонты», июль 2014 года

Харон

Основная статья: Харон (спутник)

Сообщение об открытии Джеймсом Кристи первого спутника Плутона было опубликовано Международным астрономическим союзом 7 июля 1978 года. Его временным обозначением стало 1978 P 1^[114], а 3 января 1986 года МАС утвердил^[115] для него имя Харона — перевозчика душ умерших через Стикс. Его диаметр составляет 1212±6 км (чуть больше половины диаметра Плутона), а масса — 1/8 массы Плутона. Это очень большие соотношения (для сравнения, масса Луны составляет 1/81 земной, а у остальных планет масса всех спутников не составляет и тысячной доли массы планеты). Расстояние между Плутоном и Хароном (точнее, большая полуось орбиты Харона относительно центра Плутона) — 19 596 км^[3].

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 или 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^[70]. Эти затмения позволили составить «карты яркости» и получить хорошие оценки радиуса Плутона (1150—1200 км) и Харона^[116].

В одном масштабе системы Земля — Луна и Плутон — Харон с обозначениями положения барицентров

Барицентр системы Плутон—Харон находится вне поверхности Плутона, поэтому некоторые астрономы считают Плутон и Харон двойной планетой. Такой вид взаимодействий крайне редко встречается в Солнечной системе, уменьшенным вариантом такой системы можно считать астероид (617) Патрокл^[117]. Кроме того, эта система необычна синхронным вращением обоих тел: и Харон, и Плутон всегда повёрнуты друг к другу одной и той же стороной. Таким образом, если смотреть с одной стороны Плутона, Харон виден всегда (и не движется по небу), а с другой стороны не виден никогда. Точно так же виден Плутон с Харона^[91]. 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 обнаружить на Хароне участки с гидратами аммиака и водяными кристаллами, что позволяет предположить наличие там криогейзеров^[118].

Согласно проекту Резолюции 5 XXVI Генеральной ассамблеи МАС (2006) Харону (наряду с Церерой и Эридой) предполагалось присвоить статус планеты. В примечаниях к проекту резолюции указывалось, что в таком случае система Плутон—Харон будет считаться двойной планетой. Однако в итоге приняли иное решение: Плутон, Цереру и Эриду отнесли к новому классу карликовых планет, а Харон не попал даже в их число, поскольку является спутником.

Плутон и Харон в сравнении с Луной[3]
имя	диаметр (км)	масса (кг)	радиус орбиты вокруг барицентра (км) [комм. 8]	период обращения ( д )
Плутон	2374 (68 % лунного)	1, 303⋅ 1022 (18 % лунной)	2127 (0, 6 % лунного)	6, 3872 (23 % лунного)
Харон	1212 (35 % лунного)	1, 59⋅ 1021 (2 % лунной)	17 469 (5 % лунного)

В июне 2016 года были опубликованы результаты исследования центра НАСА, согласно которым на поверхности Харона могут скрываться крупные залежи графита^[119].

Гидра и Никта

Основные статьи: Гидра (спутник), Никта (спутник)

Гидра

Никта

Схематическое изображение системы Плутона. P1 — Гидра, P2 — Никта

Эти спутники были открыты вместе на снимках, сделанных космическим телескопом «Хаббл» 15 и 18 мая 2005 года. Об открытии было объявлено 31 октября 2005 года^[16][120]. Спутники получили временные обозначения S/2005 P 1 и S/2005 P 2, а 21 июня 2006 года МАС официально назвал их Гидра (или Плутон III, более далёкий спутник) и Никта (Плутон II, более близкий) соответственно^[121]. Обращаются они в 2—3 раза дальше, чем Харон: радиус орбиты Никты — 49 тыс. км, а Гидры — 65 тыс. км^[3]. Они находятся в орбитальном резонансе: за время трёх оборотов Никты Гидра делает два^[108].

Размер Гидры — 43× 33 км, а Никты — 54× 41× 36 км. Их масса точно не известна; грубая оценка — 0, 003 % массы Харона (0, 0003 % массы Плутона) у каждой. На их поверхности видно отдельные кратеры. Разные области отличаются яркостью, а у Никты — и цветом: там обнаружена тёмная красноватая область, окружающая крупный кратер^[3][110].

Кербер и Стикс

Основные статьи: Кербер (спутник), Стикс (спутник)

В июне 2011 года телескопом «Хаббл» был обнаружен ещё один спутник Плутона — S/2011 (134340) 1, S/2011 P 1, или Р4; об открытии было объявлено 20 июля 2011^[17]. 2 июля 2013 года он получил имя Кербер^[122]. Его размер, как выяснилось впоследствии, составляет около 12× 4, 5 км^[111], а расстояние от Плутона — 58 тысяч км^[3].

11 июля 2012 года было объявлено об открытии с помощью того же телескопа пятого спутника Плутона^[19]. Его временным обозначением стало S/2012 (134340) 1 или Р5, а 2 июля 2013 года он получил имя Стикс^[122]. Его размер — 7× 5 км^[112], а расстояние от Плутона — 42 тысячи км^[3].

Статус

Основная статья: Карликовая планета

Международный астрономический союз присвоил Плутону статус планеты в мае 1930 года (тогда предполагалось, что он сравним по размеру с Землёй). Однако начиная с 1992 года, когда был открыт первый объект пояса Койпера (15760) 1992 QB₁, этот статус подвергался сомнениям. Открытия в поясе Койпера других тел лишь усилили споры. В итоге 24 августа 2006 года Плутон перенесли в разряд карликовых планет.

Плутон как планета

На пластинках, отправившихся с зондами «Пионер-10» и «Пионер-11» в начале 1970-х, Плутон ещё упоминается в качестве планеты. 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^[137]. Отправившиеся с подобным посланием в тех же 1970-х «Вояджер-1» и «Вояджер-2»^[138] тоже несли с собой информацию о Плутоне как о девятой планете Солнечной системы. По некоторым версиям, в честь Плутона назван и пёс Плуто из диснеевских мультфильмов, появившийся на экранах через полгода после его открытия^[139].

В 1943 году Гленн Сиборг назвал недавно созданный элемент плутонием в соответствии с традицией называть новые элементы в честь недавно обнаруженных планет: нептуний в честь Нептуна^[140], уран в честь Урана, а также церий и палладий в честь поначалу считавшихся планетами Цереры^[141] и Паллады^[142].

Дебаты 2000-х годов

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.

Изображения объектов — ссылки на статьи

В 2002 году за орбитой Нептуна был обнаружен Квавар, диаметр которого составляет, по современным данным, около 1110 км^[143], а в 2004 году — Седна диаметром около 1000 км^[144]. Таким образом, они сравнимы по размеру с Плутоном (2374 км). Так же как Церера потеряла статус планеты после открытия других астероидов, так и статус Плутона должен был быть пересмотрен в свете открытия других подобных ему объектов.

29 июля 2005 года было объявлено об открытии Эриды. Она оказалась самым массивным известным транснептуновым объектом, а сначала считалась^[145] и самым большим^[10][11]. Первооткрыватели Эриды и пресса первоначально называли её десятой планетой^[146], хотя консенсуса по этому вопросу не было. Некоторые астрономы считали открытие Эриды сильнейшим аргументом в пользу перевода Плутона в разряд малых планет^[147]. Однако у Плутона оставались ещё два характерных для планет признака: наличие крупного спутника и атмосферы. Но и это, скорее всего, не делает его уникальным среди транснептуновых тел: спутники известны и у нескольких других, в том числе у Эриды, а её спектральный анализ предполагает схожий с Плутоном состав поверхности, что делает вероятным и наличие схожей атмосферы^[148]. В планетарии Хейдена при Американском музее естественной истории после реконструкции в 2000 году Солнечная система была представлена состоящей из 8 планет. Один из авторов этого изменения считал Плутон «королём комет пояса Койпера»^[149]. Однако, в отличие от других транснептуновых объектов, у Плутона к 2006 году было открыто уже три спутника, а позднее открыли ещё два.

Будущее системы Плутона

Согласно современной теории эволюции звёзд, с течением времени светимость Солнца постепенно возрастает. Через 1, 1 млрд лет оно будет на 11 % ярче, чем сейчас^[170]. Обитаемая зона Солнечной системы к тому времени сместится за пределы современной земной орбиты, достигнув Марса, Юпитера, а затем Сатурна. Через 7, 6—7, 8 миллиарда лет ядро Солнца разогреется настолько, что запустит процесс горения водорода в окружающей его оболочке^[171]. Это приведёт к резкому расширению внешних оболочек Солнца и оно станет красным гигантом. Вполне возможно, что в те времена на Плутоне и объектах пояса Койпера будут существовать условия, приемлемые для развития жизни^[172]. Плутон сможет поддерживать эти условия на протяжении десятков миллионов лет, до тех пор, пока Солнце не станет белым карликом и окончательно не погаснет^[172].

В искусстве

Литература

Основная статья: Плутон в фантастике

Плутон, несмотря на свои малые размеры и условия, малопригодные для колонизации, не избежал внимания писателей фантастов. В 30-х годах XX века фантастов привлекал его статус вновь открытой планеты, в более поздних произведениях он время от времени фигурирует в качестве окраины Солнечной системы^[173].

Филателия

Плутону и его открытию было посвящено несколько почтовых марок разных стран, а также почтовых блоков. Плутон и его астрономический символ изображены на марке Албании 1964 года (Sc #786) из серии марок с планетами Солнечной системы (Sc #777-786). К 50-летию открытия Плутона, в 1980 году, была выпущена марка Коморских островов (Sc #505), помимо памятной надписи, на ней изображены планета, Кеплер и Коперник. 10 марта 1982 года произошёл парад планет — все девять планет выстроились по одну сторону от Солнца. Этому событию было посвящено несколько почтовых выпусков: в 1981 году Румыния выпустила серию почтовых марок, посвящённых параду планет (Mi #3795-3800), на каждой марке — надпись на румынском языке «ALINIEREA PLANETELOR 1982» («Парад планет 1982»), на одной из марок серии (Mi #3800) представлены Нептун и Плутон; как девятая планета Солнечной системы Плутон, наряду с другими восемью планетами и Солнцем изображен на марке КНР 1982 года (Sc #1778), указана дата парада планет. В 1991 году в США была выпущена серия марок, посвященных исследованию планет Солнечной системы и Луны (Sc #2568-2577), одна из марок была посвящена Плутону (Sc #2577), на ней — изображение Плутона и подпись на английском языке: «PLUTO NOT YET EXPLORED» («Плутон. Ещё не исследован»). Накануне XXI века, в 1999 году, республикой Чад выпущен почтовый блок из серии «Миллениум», посвящённый открытию Плутона, марка в блоке (Sc #808b) — с надписью на французском языке «1930 — Dé couverte de la planè te Pluton» («1930 — открытие планеты Плутон»), она была также выпущена в малом листе с восемью другими марками, посвящёнными периоду 1925—1949 гг. К 80-летию открытия Плутона, в 2010 году, Гвинея выпустила почтовый блок с изображением Клайда Томбо, Плутона и АМС «Новые горизонты». 31 мая 2016 года Почтовая служба США выпустила почтовый блок из четырёх безноминальных почтовых марок класса «Forever stamps» с изображением АМС «Новые горизонты» и полученным ею снимком Плутона. На полях блока — надпись на английском языке: «Pluto—Explored! » («Плутон—исследован! »)^[174].

Плутон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к навигации Перейти к поиску

У этого термина существуют и другие значения, см. Плутон (значения).

Плутон

Мозаика снимков планеты, сделанных автоматической межпланетной станцией (АМС) «Новые горизонты» 14 июля 2015 года с расстояния 450 000 км

Открытие

Первооткрыватель Клайд Томбо Место открытия Флагстафф, США Дата открытия 18 февраля 1930 Способ обнаружения фотографический

Орбитальные характеристики

Эпоха: J2000.0

123456Следующая ⇒

Поделиться: