Плутон
Далекое каменистое и ледяное тело под названием Плутон - это карликовая планета. Однако в течение 76 лет, с момента ее открытия в 1930 году до 2006 года, она считалась девятой и самой удаленной планетой Солнечной системы. Плутон в среднем примерно в 39,5 раза дальше от Солнца, чем Земля.
В результате очень мало солнечного света достигает Плутона, поэтому это должен быть темный, холодный мир. Вполне уместно, что он был назван в честь бога подземного мира в древнегреческой и римской мифологии. У Плутона есть пять спутников, четыре из которых крошечные. Его самая большая луна, Харон, настолько велика по отношению к Плутону, что эти два спутника часто считаются системой двух тел.
Планета Плутон
Ученые знают о Плутоне меньше, чем о других планетах. Поскольку Плутон находится так далеко от Земли, его особенности трудно наблюдать даже в самые мощные телескопы. Ключевые наблюдения были сделаны с помощью приборов, вращающихся вокруг Земли над её атмосферой, включая космический телескоп Хаббла. Наземные телескопы, оснащенные оборудованием для уменьшения размытости атмосферы, также оказались эффективными.
Плутон и Харон
Затмения между Плутоном и Хароном помогли ученым узнать больше об этих двух телах. С 1985 по 1990 год они затмевали друг друга примерно раз в 6,4 дня. Как видно с Земли, Харон попеременно пересекал бы прямо перед Плутоном, частично блокируя его из поля зрения, или был бы скрыт за ним. Внимательно наблюдая за этими событиями, ученые смогли вычислить размеры и массу Плутона и Харона гораздо точнее, чем раньше, и составить грубую карту поверхности Плутона.
Плутон и Харон:
Полёты на Плутон
На многие важные вопросы о Плутоне можно ответить только с помощью наблюдений, сделанных космическими зондами вблизи. Первым космическим кораблем, посетившим далекий мир, был "Новые горизонты". Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) запустило беспилотный зонд в январе 2006 года. "Новые горизонты" пролетели мимо Плутона и Харона в июле 2015 года, подробно исследуя их атмосферу и поверхность. Зонд наблюдал большую область льда в форме сердца на Плутоне и обнаружил большие пропасти на Хароне.
Открытие Плутона
Плутон находится слишком далеко от земли, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом. Он был обнаружен в начале 20-го века, когда астрономы начали искать в небе новую планету за пределами восьми известных тогда планет. Они заметили какие то неровности в орбитах планет Урана и Нептуна и они думали, что причиной этого может быть гравитация планеты за пределами Нептуна.
В 1929 году обсерватория Лоуэлла наняла Клайда Томбо, 23-летнего астронома-любителя, чтобы продолжить поиски. Он открыл Плутон в 1930 году, и он считался планетой. Однако Плутон оказался слишком мал, чтобы объяснить орбитальные возмущения Урана и Нептуна (которые, как позже показали более точные данные, все равно не существовали). Таким образом, открытие Плутона было случайным - результат счастливой случайности.
8 планет солнечной системы плюс Плутон:
Плутон оказался непохожим на любую другую планету по орбите, размеру, плотности и составу. В конце 20-го века астрономы начали обнаруживать еще много маленьких ледяных объектов, которые вращаются вокруг Солнца из-за Нептуна, в области, называемой поясом Койпера. Плутон, казалось, имел больше общего с этими объектами, чем с планетами.
Большинство обнаруженных объектов Пояса Койпера были меньше Плутона. Некоторые, однако, были близки к нему по размеру, особенно объект, который позже был назван Эрис Многие астрономы предлагали либо не называть Плутон планетой, либо отнести к планетам некоторые другие крупные небесные объекты.
Пояс Койпера:
Исключение Плутона из списка планет
В 2006 году Международный астрономический союз (МАС), организация, которая утверждает названия астрономических объектов, определил то, что называется “планета”. По этому определению Плутон не считается планетой и был исключён из списка планет. Он не соответствует одному из новых критериев МАС.
Вместо этого МАС обозначил Плутон как прототип новой категории небесных объектов - карликовых планет. Плутон также считается объектом пояса Койпера. В 2008 году МАС назвал новую подкатегорию карликовой планеты - плутоид в честь Плутона. Плутон и другие плутоиды - карликовые планеты, орбиты которых уводят их дальше от Солнца, чем Нептун.
Размер, масса и плотность Плутона
Плутон - самый крупный член пояса Койпера, но он значительно меньше планет Солнечной системы. По размеру, плотности и составу он больше всего напоминает Тритон, большую ледяную луну Нептуна. Диаметр экватора Плутона составляет около 2370 километров, что меньше половины диаметра самой маленькой планеты - Меркурия.
Несколько спутников, включая Луну Земли и Тритон, больше Плутона. Тритон имеет примерно вдвое большую массу, чем Плутон, а Меркурий - более чем в 27 раз большую. Как и Тритон, Плутон всего лишь в два раза плотнее воды. Его низкая плотность говорит о том, что он состоит из большого процента льда, а также камня. Для сравнения, Меркурий и Земля более чем в пять раз плотнее воды.
Вращение Плутона
Подобно восьми планетам, Плутон вращается вокруг Солнца по эллиптической или овальной орбите. Однако орбита Плутона более наклонена и эксцентрична, чем орбиты планет. В то время как планеты вращаются примерно в той же плоскости, что и Земля, орбита Плутона наклонена примерно на 17 градусов от этой плоскости. Меркурий имеет самую наклонную орбиту из всех планет, с наклоном около 7 градусов.
Орбита Плутона
Орбита Плутона довольно вытянута. В результате, когда он движется по своей траектории, его расстояние от Солнца значительно меняется, примерно от 4,5 миллиарда до 7,3 миллиарда километров.
Пересечение орбит Плутона и Нептуна
На небольшой части своей орбиты Плутон на самом деле ближе к Солнцу, чем Нептун. В последний раз это случилось в 1979-1999 годах. Однако Плутон и Нептун никогда не столкнутся. За то время, которое требуется Нептуну, чтобы трижды обернуться вокруг Солнца, Плутон вращается только дважды, так что тела никогда не проходят близко друг от друга. Поскольку Плутон находится так далеко, ему требуется почти 248 земных лет, чтобы совершить всего один оборот вокруг Солнца. Иными словами, год на Плутоне примерно в 248 раз длиннее земного.
День на Плутоне
Ученые, изучающие Плутон с помощью телескопов, заметили, что уровень его яркости регулярно меняется в течение периода около 6,4 суток. Это изменение указывает на то, что некоторые участки поверхности отражают больше света, чем другие, и что Плутон совершает один оборот вокруг своей оси примерно за 6,4 дня. Другими словами, один день на Плутоне длится около 6,4 земных суток.
Ось вращения Плутона
Ось вращения Плутона наклонена примерно на 120 градусов относительно его орбитальной плоскости, так что, подобно Урану, он лежит почти на боку. Оба эти тела вращаются в обратном направлении или в направлении, противоположном направлению движения большинства планет. Наблюдатель на Плутоне увидит, как Солнце восходит на западе и заходит на востоке.
Большая, эксцентричная орбита Плутона и большой наклон его оси должны давать ему длинные, неравномерные и экстремальные сезоны. Количество солнечного света, достигающего карликовой планеты, сильно меняется в течение года, так как ее расстояние от солнца сильно меняется. Поскольку его ось так наклонена, на некоторых участках орбиты он указывает свой Северный полюс почти прямо на Солнце. Тогда в Южном полушарии темно и днем, и ночью. Когда Плутон находится на противоположной стороне своей орбиты, ситуация обратная, и северное полушарие находится в постоянной темноте.
Атмосфера Плутона
В 1988 году Плутон прошел прямо перед звездой, видимой с Земли, - событие, называемое затмением. То, как свет звезды постепенно тускнел, а затем был временно полностью заблокирован для земных наблюдателей, показало ученым, что у Плутона есть атмосфера или окружающий слой газов. Она очень слабая, или тонкая, и простирается далеко над карликовой планетой.
Атмосфера Плутона состоит в основном из азота, с меньшим количеством метана и окиси углерода. Плотность газов всегда невелика, но она должна меняться, по мере изменения расстояния Плутона от Солнца. Когда он находится ближе всего к Солнцу, Плутон становится теплее.
Некоторые из замороженных газов на его поверхности должны затем испариться, превратившись в газы в воздухе. Когда Плутон удаляется от солнца и становится холоднее, газы в воздухе должны снова замерзнуть на поверхности. Ученые подсчитали, что в 2000 году поверхностное давление составляло от нескольких микроб до нескольких десятков микроб, причем один микроб составлял примерно одну миллионную давления на уровне моря на Земле.
Тогда Плутон был ближе всего к Солнцу, поэтому атмосфера была почти самой плотной. Атмосфера может вообще не обнаруживаться, когда Плутон находится дальше всего от Солнца.
Поверхность Плутона
Поверхность Плутона имеет некоторые светлые области и некоторые тёмные области. В целом, он отражает около 55 процентов света, который его достигает. Для сравнения, Луна Земли отражает только около 10 процентов света, который она получает, в то время как ледяной Тритон отражает около 80 процентов, так как лед является очень отражающим.
Довольно высокая отражательная способность Плутона предполагает, что его поверхность состоит частично из льдов и частично из чего-то еще. Более яркие области, по-видимому, в основном представляют собой замороженный азот, с некоторыми замороженными метаном, водяным льдом и замороженной окисью углерода. Область вокруг Южного полюса Плутона особенно яркая. Мало что известно о более темных участках поверхности, которые несколько красноваты. Считается, что они содержат некоторую смесь органических соединений.
Температура поверхности Плутона
Из-за того, что Плутон находится так далеко от Солнца, он получает в среднем лишь 1/1600 от того количества солнечного света, которое получает Земля. Поверхность Плутона очень холодная. Различные типы наблюдений показали, что температура поверхности может составлять от -215 °С до -238 °C. Температура, вероятно, меняется в зависимости от сезона, и светлые области должны быть в целом холоднее, чем темные.
Состав Плутона
Считается, что Плутон состоит более чем наполовину из камня, а остальное - из льда, вероятно, водяного. Ученые полагают, что его внутренности могли разделиться на слои, с каменистым ядром, окруженным мантией водяного льда, но требуется больше информации.
Спутники Плутона
У Плутона есть пять известных спутников. В течение многих лет после открытия Плутона попытки обнаружить спутники были безуспешными, потому что Плутон очень удален. Кроме того, Харон, его единственный крупный спутник, находится необычно близко к Плутону. Это всего лишь около 19 640 километров от центра Плутона, что почти в 20 раз ближе, чем Луна Земли к Земле.
В результате Харон был затемнен ярким светом Плутона. В 1978 году Джеймс У. Кристи и Роберт С. Харрингтон из Военно-Морской обсерватории США обнаружили Харон, изучая фотографии Плутона. Спутник был назван в честь лодочника в Древнегреческой мифологии, который перевозил Мертвые души через реку Стикс к Богу Гадесу (также называемому Плутоном) для суда.
Плутон и Харон:
Для спутника Харон очень велик по отношению к Плутону. Его диаметр составляет около 1210 километров, что примерно вдвое меньше диаметра Плутона. Его плотность примерно в 1,7 раза больше плотности воды, и он отражает около 35 процентов падающего на него света.
Считается, что он чуть больше половины состоит из камня, а остальное - из льда. В отличие от Плутона, Харон, вероятно, имеет водяной лед, покрывающий большую часть его поверхности. Ученые смогли уточнить свои оценки размера и плотности Харона после того, как они наблюдали, как он закрывает звезду в 2005 году. Спутник либо не имеет атмосферы, либо имеет чрезвычайно разреженную атмосферу (гораздо менее массивную, чем даже у Плутона).
Харон совершает один оборот вокруг Плутона и один оборот вокруг своей оси примерно за 6,4 дня. Таким образом, он вращается синхронно, так что одно и то же полушарие всегда обращено к Плутону. Поскольку период вращения Плутона также составляет около 6,4 суток, Плутон, в свою очередь, всегда обращен своим же полушарием к Харону.
Ученые считают, что Плутон образовался, когда солнечная система конденсировалась из газового облака около 4,6 миллиарда лет назад. Считается, что столкновение между Плутоном и большим телом сбило обломки в кольцо вокруг Плутона, и обломки слиплись вместе в объект, который в конечном итоге превратился в Харон. Земля и ее большая Луна, вероятно, образовались в результате аналогичного столкновения.
Группа астрономов обнаружила два гораздо меньших спутника в 2005 году на снимках, сделанных с помощью космического телескопа Хаббл. Спутники, названные Гидра и Никс, имеют удлиненную форму. Они имеют диаметры 58 на 34 и 56 на 26 километров соответственно. В 2011 и 2012 годах астрономы обнаружили две еще более мелкие луны Плутона на снимках Хаббла; эти спутники были названы Кербер и Стикс.
Карта Плутона
