В августе 2006 года прогремела невероятная новость: Солнечная система лишилась одной из планет! Тут и в самом деле насторожишься: сегодня одна планета пропала, завтра другая, а там, глядишь, и до Земли очередь дойдёт!
Однако повода для паники не было ни тогда, ни теперь. Речь шла всего-навсего о решении Международного астрономического союза, который после долгих споров лишил Плутон статуса полноценной планеты. И, вопреки заблуждениям, в тот день Солнечная система не сократилась, а, наоборот, невообразимо расширилась.
Вкратце
:
Плутон слишком мал
для планеты. Есть небесные тела, которые раньше считались астероидами, хотя они того же размера, а то и больше чем Плутон. Теперь и они, и Плутон называются карликовыми планетами
.
Поиски странников
Открытие Плутона, который долгое время считался девятой планетой Солнечной системы, имеет предысторию.
До появления телескопов человечеству были известны пять небесных тел, называемых планетами (в переводе с греческого - «странники»): Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. За четыре века удалось открыть ещё две крупные планеты: Уран и Нептун.
Открытие Урана примечательно тем, что его сделал любитель - учитель музыки Уильям Гершель. 13 марта 1781 года он проводил обзор неба и вдруг заметил маленький жёлтозелёный диск в созвездии Близнецов. Сначала Гершель решил, что обнаружил комету, но наблюдения других астрономов подтвердили: открыта самая настоящая планета, имеющая стабильную эллиптическую орбиту.
Гершель хотел назвать планету Георгией в честь короля Георга III. Но астрономическое сообщество постановило, что имя любой новой планеты должно соответствовать другим, то есть происходить из классической мифологии. В итоге планету назвали Ураном в честь древнегреческого бога небес.
Наблюдения за Ураном выявили аномалию: планета упорно отказывалась следовать законам небесной механики, отклоняясь от расчётной орбиты. Дважды астрономы рассчитывали модели движения Урана с поправкой на гравитацию других планет, и дважды тот «обманывал» их. Тогда появилось предположение, что на Уран оказывает влияние ещё одна планета, находящаяся за его орбитой.
1 июня 1846 года в журнале Французской академии наук появилась статья математика Урбена Леверье, где тот описал ожидаемое положение гипотетического небесного тела. В ночь на 24 сентября 1846 года по его подсказке немецкие астрономы Иоганн Галле и Генрих д’Арре, не затратив много времени на поиски, обнаружили неизвестный объект, который оказался большой планетой и получил название Нептун.
Планета Икс
Открытие седьмой и восьмой планет всего за полвека втрое раздвинуло границы Солнечной системы. У Урана и Нептуна обнаружились спутники, что позволило точно вычислить массы планет и их взаимное гравитационное влияние. По этим данным Урбен Леверье построил самую точную на тот момент модель орбит. И опять реальность разошлась с расчётами! Новая загадка вдохновила астрономов на поиски транснептунового объекта, который стали условно называть «планетой Икс».
Слава первооткрывателя досталась молодому астроному Клайду Томбо, который отказался от математических моделей и занялся упорным изучением неба с помощью фотографического рефрактора. 18 февраля 1930 года, сравнивая январские фотопластины, Томбо обнаружил смещение слабого звездообразного объекта - им оказался Плутон.
Вскоре астрономы установили, что Плутон - очень маленькая планета, меньше Луны. И его массы явно недостаточно, чтобы влиять на движение огромного Нептуна. Тогда Клайд Томбо развернул мощную программу поиска ещё одной «планеты Икс», но, несмотря на все усилия, обнаружить её не удалось.
Сегодня мы знаем о Плутоне намного больше, чем в 1930-е годы. Благодаря многолетним наблюдениям и орбитальным телескопам удалось выяснить, что у него очень вытянутая орбита, которая наклонена к плоскости эклиптики (земной орбиты) под значительным углом - 17,1°. Такое необычное свойство позволило спекулировать на тему, является ли Плутон родной планетой Солнечной системы или он случайно притянут гравитацией Солнца (например, эту гипотезу рассматривает Иван Ефремов в романе «Туманность Андромеды»).
У Плутона есть небольшие спутники, причём многие из них открыты совсем недавно. Всего их пять: Харон (открыт в 1978 году), Гидра (2005), Никта (2005), Р4 (2011) и Р5 (2012). Наличие такой сложной системы спутников позволило предполагать, что у Плутона есть разрежённые кольца из обломков - такие всегда возникают при столкновении малых тел на орбитах вокруг планет.
Карты, составленные по данным орбитального телескопа «Хаббл», показали, что поверхность Плутона неоднородна. Часть, обращённая к Харону, содержит преимущественно метановый лёд, а на противоположной стороне больше льда из азота и окиси углерода. В конце 2011 года на Плутоне были обнаружены сложные углеводороды - это позволило учёным предположить, что там существуют простейшие формы жизни. Кроме того, разрежённая атмосфера Плутона, состоящая из метана и азота, за последние годы заметно «разбухла», а это значит, на планете есть климатические изменения.
Как называли Плутон
Своё название Плутон получил 24 марта 1930 года. Астрономы голосовали по шорт-листу, содержащему три финальных варианта: Минерва, Кронос и Плутон.
Наиболее подходящим оказался третий вариант - имя античного бога царства мёртвых, также известного как Аид и Гадес. Его предложила Венеция Бёрни - одиннадцатилетняя школьница из Оксфорда. Она интересовалась не только астрономией, но и классической мифологией, и решила, что имя Плутон лучше других подходит тёмному и холодному миру. Название всплыло в разговоре с её дедом Фэлконером Мейданом, который прочитал об открытии планеты в журнале. Предложение Венеции он передал профессору Герберту Тёрнеру, который, в свою очередь, телеграфировал коллегам в США. За вклад в историю астрономии Венеция Бёрни получила премию в пять фунтов стерлингов.
Интересно, что Венеция дожила до того момента, когда Плутон потерял статус планеты. На вопрос о её отношении к этому «понижению» она ответила: «В моём возрасте уже нет никакого дела до подобных дебатов, но мне хотелось бы, чтобы Плутон оставался планетой».
Пояс Эджворта-Койпера
По всем признакам Плутон - нормальная планета, хоть и маленькая. Почему же астрономы так неблагосклонно к нему отнеслись?
Поиски гипотетической «планеты Икс» продолжались десятилетиями, что привело к множеству интереснейших открытий. В 1992 году за орбитой Нептуна было обнаружено большое скопление малых тел, похожих на астероиды и ядра комет. Существование пояса, состоящего из мусора, который остался после формирования Солнечной системы, было предсказано задолго до этого ирландским инженером Кеннетом Эджвортом (в 1943 году) и американским астрономом Джерардом Койпером (в 1951 году).
Первый транснептуновый объект, принадлежащий поясу Койпера, обнаружили астрономы Дэвид Джуитт и Джейн Лу, наблюдая небо с помощью новейших технологий. 30 августа 1992 года они заявили об открытии тела 1992 QB1, которое назвали Смайли в честь героя популярного детективщика Джона Ле Карре. Впрочем, это название официально не используется, поскольку уже есть астероид Смайли.
К 1995 году за орбитой Нептуна было обнаружено ещё семнадцать тел, из них восемь - за орбитой Плутона. К 1999 году общее количество зарегистрированных объектов пояса Эджворта-Койпера перевалило за сотню, к настоящему моменту - за тысячу. Учёные полагают, что в обозримом будущем удастся выявить более семидесяти тысяч (!) объектов размером больше 100 км. Известно, что все эти тела двигаются по эллиптическим орбитам, как настоящие планеты, а треть из них имеют такой же орбитальный период, как у Плутона (они получили название «плутино» - «плутончики»). Объекты пояса пока очень трудно классифицировать - известно только, что они имеют размеры от 100 до 1000 км, а поверхность у них тёмная с красноватым оттенком, что указывает на древний состав и присутствие органических соединений.
Само по себе подтверждение гипотезы Эджворта-Койпера не могло вызвать революцию в астрономии. Да, теперь мы знаем, что Плутон - не одинокий странник, но ведь соседние тела не способны потягаться с ним в размерах, а кроме того, у них нет атмосферы и спутников. Научный мир мог и дальше спать спокойно. И тут случилось страшное!
Десятки Плутонов
Майк Браун - «человек, который убил Плутон»
Астроном Майк Браун в своих мемуарах утверждает, что ещё в детстве путём наблюдений самостоятельно открыл планеты, не подозревая об их существовании. Когда он стал специалистом, то возмечтал о величайшем открытии - «планете Икс». И он её открыл. И даже не одну, а целых шестнадцать!
Первый транснептуновый объект, обозначенный как 2001 YH140, Майк Браун обнаружил вместе с Чедвиком Трухильо в декабре 2001 года. Это было стандартное небесное тело пояса Эджворта-Койпера диаметром около 300 км. Астрономы продолжили энергичные поиски, и 4 июня 2002 года группа открыла объект 2002 LM60, который был намного больше - 850 км в диаметре (сейчас его диаметр оценивается в 1170 км). То есть размеры 2002 LM60 сопоставимы с размерами Плутона (2302 км). Позднее это тело, которое смахивает на полноценную планету, получило название Квавар - по имени бога-создателя, которому поклонялись индейцы племени тонгва, обитавшего в Южной Калифорнии.
Дальше - больше! 14 ноября 2003 года группа Брауна открывает транснептуновый объект 2003 VB12, который получает название Седна - в честь эскимосской богини моря, живущей на дне Северного Ледовитого океана. Сначала диаметр этого небесного тела оценивался в 1800 км; дополнительные наблюдения с помощью орбитального телескопа «Спитцер» позволил снизить оценку до 1600 км; на данный момент считается, что размер Седны - 995 км. Спектроскопический анализ показал, что своей поверхностью Седна подобна некоторым другим транснептуновым объектам. Седна движется по очень вытянутой орбите - учёные считают, что некогда на неё повлияла звезда, прошедшая мимо Солнечной системы.
17 февраля 2004 года Майк обнаруживает объект 2004 DW, получивший имя Орк (божество подземного царства в этрусской и римской мифологиях), диаметром 946 км. Спектральный анализ Орка показало, что он покрыт водным льдом. Больше всего Орк похож на Харон - спутник Плутона.
28 декабря 2004 года Браун открывает объект 2003 EL61, названный Хаумеа (гавайская богиня плодородия), диаметром около 1300 км. Позднее выяснилось, что Хаумеа очень быстро вращается, делая один оборот вокруг оси за четыре часа. Значит, её форма должна быть сильно вытянутой. Моделирование показало, что в таком случае продольный размер Хаумеа должен быть близок к диаметру Плутона, а поперечный - в два раза меньше. Возможно, Хаумеа появилась в результате столкновения двух небесных тел. При ударе часть лёгких компонентов испарилась и была выброшена в пространство, впоследствии образовав два спутника: Хииака и Намака.
Богиня раздора
Звёздный час Майка Брауна пробил 5 января 2005 года, когда его группа обнаружила транснептуновый объект, диаметр которого оценили в 3000 км (более поздние измерения дали диаметр 2326 км). Таким образом, в поясе Эджворта-Койпера было найдено небесное тело, размерами совершенно определённо превосходящее Плутон. Учёные зашумели: наконец-то десятая планета открыта!
Новой планете астрономы присвоили неофициальное имя Зена в честь героини . А когда у Зены обнаружился спутник, его немедленно поименовали Габриэль - так звали спутницу Зены. Международный астрономический союз не смог принять столь «несерьёзные» названия, потому Зену переименовали в Эриду (греческая богиня раздора), а Габриэль - в Дисномию (греческая богиня беззакония).
Эрида и впрямь вызвала раздор среди астрономов. По логике, Зену-Эриду следовало немедленно признать десятой планетой, а группу Майкла Брауна внести в анналы истории как её первооткрывателей. Но не тут-то было! Предыдущие открытия указывали, что, возможно, в поясе Эджворта-Койпера прячутся ещё десятки объектов, сопоставимых по размеру с Плутоном. Что проще - множить число планет, переписывая учебники астрономии каждые пару лет, или выбросить из списка Плутон, а с ним и все новооткрытые небесные тела?
Приговор вынес сам Майк Браун, открыв 31 марта 2005 года объект 2005 FY9 диаметром 1500 км, названный Макемаке (бог-создатель человечества в мифологии рапануйцев, жителей острова Пасхи). Терпение коллег лопнуло, и они собрались на конференцию Международного астрономического союза в Праге, чтобы раз и навсегда определить, что же такое планета.
Ранее планетой могло считаться небесное тело, которое вращается вокруг Солнца, не является спутником другой планеты и имеет достаточную массу для приобретения сферической формы. По итогам дебатов астрономы добавили ещё одно требование: чтобы тело «расчистило» окрестности своей орбиты от тел сопоставимого размера. Последнему требованию Плутон не соответствовал и был лишён статуса планеты.
Он перекочевал в список «карликовых планет» (от английского «dwarf planet», буквально - «планета-гномик») под номером 134340.
Такое решение вызвало критику и насмешки. Учёный Алан Стерн, занимающийся Плутоном, сказал, что если применить это определение к Земле, Марсу, Юпитеру и Нептуну, на орбитах которых обнаружены астероиды, то их тоже надо лишить звания планет. Кроме того, по его словам, за постановление проголосовало меньше 5% астрономов, поэтому их мнение нельзя считать всеобщим.
Однако сам Майк Браун признал определение Международного астрономического союза, довольствуясь тем, что дискуссия наконец-то завершилась к всеобщему удовлетворению. И действительно - буря стихла, астрономы разъехались по своим обсерваториям.
Лишившись статуса планеты, Плутон стал неиссякаемым источником для интернет-творчества
На решение Международного астрономического союза общество отреагировало по-разному: кто-то не придал значения, а кто-то уверился, что учёные валяют дурака. В английском языке появился глагол «to pluto» («оплутонить»), признанный словом 2006 года по версии Американского диалектологического общества. Слово означает «понижение в значении или в ценности».
Власти штатов Нью-Мексико и Иллинойс, где жил и работал Клайд Томбо, законодательно постановили сохранить за Плутоном статус планеты и объявили 13 марта ежегодным Днём планеты Плутон. Простые граждане откликнулись как онлайн-петициями, так и уличными протестами. Людям, которые всю жизнь считали Плутон планетой, сложно было свыкнуться с решением астрономов. Кроме того, Плутон был единственной планетой, открытой американцем.
Кому выгодно?
Плутон - единственный, кто потерял в статусе. Остальные же карликовые планеты ранее классифицировались как астероиды. Среди них и Церера (названа в честь римской богини плодородия), открытая ещё в 1801 итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци. Некоторое время Церера считалась той самой недостающей планетой между Марсом и Юпитером, но позже её отнесли к астероидам (к слову, этот термин был специально введён именно после обнаружения Цереры и соседних крупных объектов). Решением астрономического союза в 2006 году Церера стала считаться карликовой планетой.
Церера, диаметр которой достигает 950 км, находится в поясе астероидов, что серьёзно затрудняет её наблюдение. Предполагается, что она обладает ледяной мантией или даже океанами жидкой воды под поверхностью. Качественным шагом в исследовании Цереры стала миссия межпланетного аппарата «Dawn», который достиг карликовой планеты осенью 2015 года.
Нас не найдут!
На межпланетных аппаратах «Пионер-10» и «Пионер-11», отправившихся в полёт в начале 1970-х годов, были размещены алюминиевые пластинки с посланием инопланетянам. Помимо изображений мужчины, женщины и указания, где нас искать в галактике, там была представлена схема Солнечной системы. И она состояла из девяти планет, включая Плутон.
Получается, что, если когда-нибудь «братья по разуму», руководствуясь схемой «Пионеров», захотят отыскать нас, они с большой вероятностью проследуют мимо, запутавшись в количестве планет. Впрочем, если это будут злобные инопланетные захватчики, всегда можно сказать, что мы специально их запутали.
∗∗∗
Сегодня кажется, что вряд ли когда-нибудь классификация Плутона, Эриды, Седны, Хаумеа и Квавара будет заново пересмотрена. И только Майк Браун не унывает - он уверен, что в ближайшие годы на дальней границе пояса Эджворта-Койпера будет обнаружено небесное тело размером с Марс. Жутко представить, что тогда начнётся!
- Майкл Браун «Как я убил Плутон и почему это было неизбежно»
- Дэвид А. Вайнтрауб «Плутон – планета? Путешествие в историю Солнечной системы» (Is Pluto a Planet?: A Historical Journey through the Solar System)
- Илэйн Скотт «Когда планета не планета, или История Плутона» (When Is a Planet Not a Planet?: The Story of Pluto)
- Дэвид Агуйлар «Тринадцать планет. Современный взгляд на Солнечную систему» (13 Planets: The Latest View of the Solar System)
В феврале 1930 года прошлого столетия американский астроном Клайд Томбо открыл девятую планету. Поиски данного космического объекта продолжались с начала века и были рассчитаны теоретически, однако не так-то и легко они удались.
Планета Плутон (134340 Pluto) расположена на значительном расстоянии от Земли. Расстояние её от центра Солнечной системы постоянно меняется: от 4 до 7 миллиардов километров. Происходит это вследствие малых размеров самого Плутона и огромного влияния на него массивных объектов всей системы в целом. Как известно, в настоящее время Плутон больше не относится к категории планеты: Международным астрономическим союзом в 2006 году было принято решение снять «звание» планеты с этого небесного объекта.
Что такое Плутон
Итак, Плутон – малое тело Солнечной системы, состоящее из различных каменных пород, покрытых ледяным панцирем. Следует отметить, что Pluto отличается практически от всех объектов системы.
- Во-первых, он не попадает ни в одну категорию планет: он меньше и легче любой планеты. Кроме того, он даже меньше, чем какой-либо спутник планет, в том числе и Луны.
- Во-вторых, по своему строению он также не может относиться ни к одной из категорий известных планет земной группы и планет-гигантов. Известно, что планеты земной группы состоят из твёрдой оболочки, в состав которой входят горные породы и различные металлы. Планеты-гиганты в свою очередь состоят из твёрдого ядра и обширной газовой оболочки. Плутон же имеет несколько другое строение (описано выше).
- В-третьих, скорость обращения вокруг оси слишком мала для такой маленькой планеты. Все эти факты делают Плутон таинственным объектом, расположенным где-то на задворках нашей Солнечной системы.
Интересный факт, что морозы на Плутоне достигают отметки в 230 градусов ниже ноля. Это настолько сильный холод, что его незначительная и довольно разряженная атмосфера замерзает и выпадает на поверхность в виде кристалликов, которые с наступлением плутоновской весны снова превращаются в «воздух», состоящий преимущественно из азота, метана и монооксида углерода.
Итак, все, что нам известно об этом далёком объекте нашей системы планет, это то, что мы уже более 80 лет получаем на снимках в мощнейшие наземные и космические телескопы. Никогда ещё в истории космонавтики не достигал Плутона космический аппарат: настолько он далеко расположен по нашим земным меркам пространства. Однако такая встреча состоится в ближайшее время – американский космический аппарат «Новые горизонты» достигнет этого удалённого уголка космического пространства и приоткроет нам тайные завесы этого загадочного объекта на краю Солнечной системы.
Карликовая планета Плутон - это доминирующий объект в неизученной и далекой системе из 6-ти малых космических тел, расположившихся на рубежах империи Солнца.
После открытия, Плутон воспринимался как самая далекая, девятая планета нашей системы. Он расположился на окраине известного мира в поясе Койпера. Своего планетного статуса спустя 76 лет, решением Международного астрономического союза. Ассамблея этой организации приняла дополнение к определению «планета», оно заключается в отсутствии других небесных тел около ее орбиты, исключение - собственные спутники. Плутон не соответствует этому пункту, так как рядом с ним имеются различные космические объекты. Это положило начало возникновению новой категории - малые планеты, их второе название плутоиды.
История открытия
Еще в конце XIX века ученые предполагали присутствие неизвестной планеты, проявляющей влияние на . Активным поиском объекта занялся в 1906 году американский профессор астрономии, создатель крупной частной обсерватории, исследователь Персиваль Лоуэлл.
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.
Поверхность и состав
Изучение планеты затруднено огромным расстоянием, сведений о ней немного. В своем строении она имеет каменное ядро и мантию из замерзшего азота с примесью метана и оксида углерода. Поверхность Плутона имеет разный характер, ее цвет изменяется со сменой сезонов. Просматриваются более темные области, состоящие из метанового льда. Плотность планеты - 2,03 г/см3 - говорит о наличии 50% силикатов в составе внутренней структуры. Изучение Плутона ведется исходя из материалов, полученных от «Хаббл», им замечены следы сложных углеводородов.
Характеристики
Исходные предположения астрономов говорили, что вес Плутона соизмерим с земным. Но изучая гравитационное действие Харона, выяснили, что масса планеты достигает 1,305х10 в 22 кг - это всего четверть веса Земли. Он уступает по габаритам Луне и еще шести спутникам в нашей системе. Плутона пересчитывался неоднократно, его значение изменялось при получении новых данных. Сейчас его диаметр принято считать равным 2390 км.
Планета окружена тонким слоем атмосферы, состояние которой связано с расстоянием до Солнца. При приближении к звезде лед плавится и испаряется, образуя разреженную газовую оболочку, состоящую в большей степени из азота и частично из метана, а при удалении эти вещества замерзают и падают на поверхность. Температура объекта составляет -223 градуса Цельсия. Планета отличается медленным вращением вокруг оси, для смены суток ей необходимо 6 дней и 9 часов.
Орбита
Форма орбиты Плутона вытянутая, она не похожа на другие, а ее отклонение от окружности равняется 170. Из-за этого расстояние планеты до светила изменяется циклично. Она, опережая Нептун, подходит на 4,4 млрд. км, а в другой части отдаляется на 7,4 млрд. км. Время приближения к светилу длится 20 лет - тогда наступает самый удобный момент для изучения планеты. Плутона и Нептуна не имеют точек соприкосновения, они достаточно далеки друг от друга (17 а. е.). Планеты имеют резонанс 3:2, т. е. пока Плутон совершает два оборота, его сосед успевает выполнить три. Это устойчивое соотношение длится миллионы лет. Путь вокруг Солнца планета проходит за 248 лет. Свое движение планета осуществляет навстречу Земле, как Уран и Венера.
Спутники
Плутон окружают пять маленьких лун: Гидра, Харон, Никта, Кербер и Стикс. Они сосредоточены очень компактно. Первым был Харон, имеющий диаметр 1205 км. Его масса в 8 раз меньше, чем у Плутона. Взаимные затмения планеты и спутника пригодились при вычислении ее диаметра. Размеры всех спутников вычислены неточно, они имеют разбежность от 10 км, в случае с Никтой (88-98 км), до 86 км у Гидры (44-130 км). Плутон и Харон признаются частью современных ученых исключительной формой связи космических тел - двойной планетой.
Общие сведения о Плутоне
© Владимир Каланов,
сайт
"Знания-сила".
Вскоре после открытия Непту́на, сделанного в сентябре 1846 года немецким астрономом Иоганном Галле по расчетам Адамса и Леверье, возникла идея поиска новой планеты за орбитой Непту́на. Предполагалось, что неведомая планета может иметь влияние на особенности движения Урана (наряду́ с влиянием Непту́на, Сатурна и Юпитера).
Плутон
История открытия Плутона
Ещё в 1848 году американский математик и астроном Бенджамин Пирс (1809-1880) выдвинул гипотезу о существовании транснепту́новой планеты. В 1874 году другой американский астроном, Саймон Ньюкомб (1835-1909) , разработал новую теорию движения Урана, которая учитывала тяготение неизвестной занепту́новой планеты.
Поиску этой планеты посвятил 14 лет упорного труда американский астроном, известный своими исследованиями Марса , Персиваль Лоуэлл (1855-1916) . Он организовал масштабные поиски девятой планеты Солнечной системы, указал место в созвездии Близнецов, где следует искать неизвестную планету, но преждевременная смерть не дала ему возможности завершить начатую работу. Через 14 лет после смерти Лоуэлла, 13 марта 1930 года, американский астроном Клайд То́мбо, работавший в обсерватории возле города Флагстафф (штат Аризона), построенной в своё время на деньги Лоуэлла, обнаружил девятую планету. Она находилась точно в том месте, которое вычислил Персиваль Лоуэлл.
Считаем своим долгом отметить, что Клайд То́мбо, которому на момент открытия было только 24 года от роду, к этому выдающемуся успеху пришел в результате огромного, кропотливого труда, работая оператором блинк-компаратора - специального прибора, позволяющего сопоставлять два фотоснимка одного и того же участка неба, снятого в разное время с помощью фотографического телескопа, Клайд То́мбо должен был анализировать и сравнивать сотни фотопластинок, сидя за микроскопом блинк-компаратора.
На фотопласти́нках были отражения слабых звёзд, число которых по мере приближения к полосе Млечного пути составляло от 160 тысяч до 400 тысяч на каждой пластинке. Какой усидчивостью и каким трудолюбием надо было обладать, чтобы тщательно анализировать эти пластинки!
В дальнейшем оказалось, что Плутон могли открыть ещё при жизни Лоуэлла, а также в 1919 году. Обработка сохранившихся фотопластинок Флагстаффской обсерватории по современной технологии показала, что изображение новой планеты на одной из пластинок попало на дефект фотопластинки, а на других изображения были настолько нечёткими, что заметить их было просто невозможно.
В названии, точнее в астрономическом знаке планеты Плутон, просматривается определённая символика: две латинские буквы P и L совпадают с начальными буквами имени Персиваля Лоуэлла (Persival Lowell) . Хотя такое совпадение наверняка случайное, но оно воспринимается как некая историческая справедливость. Если обратиться к мифологии, то Плутон у древних греков был богом подземного царства, обители мёртвых. Совсем не весёлое имя дали девятой планете, но не будем принимать это всерьёз, миф он и есть миф.
Прежде чем продолжить рассказ о Плутоне, сразу оговоримся, что термин "планета" по отношению к этому небесному телу теперь не применяется. В августе 2006 года в Праге состоялась XXVI Ассамблея Международного Астрономического Союза, которая приняла решение о том, что Плутон не является полноценной планетой Солнечной системы и по своим размерам переводится в разряд планет-карликов . Надо сказать, что среди астрономов это решение воспринято неоднозначно и в целом довольно сдержанно.
Общие сведения о Плутоне
Плутон - самая малая и самая дальняя планета Солнечной системы . Плутон находится на среднем расстоянии от Солнца в 5900 миллионов километров (39,9 а.е.) . Характерной особенностью движения Плутона является большая вытянутость его околосолнечной орбиты и большой её наклон к плоскости эклиптики. Приближаясь к одному из крайних своих положений на орбите (к перигелию), Плутон оказывается на некоторое время ближе к Солнцу, чем Нептун. В самом деле: минимальное удаление Непту́на от Солнца составляет 4456 млн. км, а Плутона - 4425 млн. км. Последний такой период, когда Нептун был самой удалённой планетой, пришёлся на годы с 1979 до 1998.
Схема: орбиты Нептуна и Плутона
Удивляться большой продолжительности этого периода (19 лет) не нужно, ведь период обращения Плутона вокруг Солнца составляет 248 лет. Зато максимально удалённая точка орбиты Плутона отстоит от Солнца на 7375 млн. км. В этот момент Плутон находится уже несравненно дальше от Солнца, чем Нептун.
Получается, что при соответствующем расположении в пространстве относительно Солнца наша Земля может находиться на расстоянии от Плутона, равном приблизительно 7525 млн. км. На таком огромном расстоянии исследования планеты Плутон сильно затруднены́. В самый мощный телескоп Плутон со своим спутником выглядят с Земли в виде небольшой звёздочки, почти слитой с другой, ещё меньшей по размеру.
Правда, с помощью космического телескопа «Хаббл» , выведенного на околоземную орбиту, учёные смогли получить определённый объём информации об этих далёких небесных телах. Например, определён диаметр Плутона - 2390 км, что почти в два раза меньше диаметра Меркурия (4878 км) и значительно меньше диаметра Луны (3480 км).
Период вращения Плутона вокруг собственной оси составляет 6 суток и 8 часов, т.е. сутки на Плутоне длятся 152 земных часа. Вращение Плутона вокруг оси имеет направление, обратное направлению его вращения по орбите. Это ещё одна особенность этой планеты.
Масса Плутона составляет 0,0025 от массы Земли (в 400 раз меньше массы Земли). Наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики - 17°2". Такой большой наклон плоскости орбиты не имеет ни одна из остальны́х восьми планет Солнечной системы. Например, этот параметр составляет: у Непту́на - 1°8", у Урана - 0°8", у Сатурна - 2°5", у Юпитера - 1°9".
Период обращения вокруг Солнца, т.е. год на Плутоне составляет, как мы уже знаем, 248 земных лет, т.е. почти четверть тысячелетия.
Средняя скорость обращения вокруг Солнца составляет 4,7 км/с, или почти 17000 км/ч.
Мы можем представить себе лётчика за штурвалом реактивного самолёта, летящего со скоростью немного больше 1000 км/ч в течение нескольких часов. Но нельзя представить полёт такого самолёта вдоль орбиты Плутона. Такой полёт немыслим, потому что для облёта Солнца по орбите Плутона со скоростью около 1000 км/ч потребовалось бы 4200 лет: ведь нужно было бы пролететь около 22,2 млрд. км.
Этот фантастический расчет мы приводим потому, что речь идёт о самой далёкой планете Солнечной системы. Космос таит в себе много загадок, и кто знает, смогут ли люди открыть ещё одну планету. Возможно, орбиты Непту́на и Плутона - это и есть границы Солнечной системы. И вот чтобы дать читателям представление о размерах пространства, заключенного в этих границах, мы привели этот простой расчёт.
Атмосфера и поверхность Плутона
Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звёзд. В дальнейшем наличие атмосферы было подтверждено́ наблюдениями за другими покрытиями в 1988 и 2002 годах.
Атмосфера Плутона очень разрежена и состоит в основном из смеси азота (99 %), монооксида углерода и метана (0,1%). Главным компонентом атмосферы является молекулярный азот (N 2). Предполагается, что азот образовался из вещества, составляющего поверхность Плутона. В настоящее время азот находится в летучем (сублимированном) состоянии. При температуре атмосферы в среднем минус 230°C - это естественное агрегатное состояние азота. По уточнённым данным температура атмосферы (минус 180°C) выше температуры поверхности планеты (минус 230°C). Сублимация производит охлаждающий эффект на поверхность Плутона.
В атмосфере присутствуют также образовавшиеся в результате фотохимических процессов и воздействия заря́женных частиц молекулы и ионы водорода, синильной кислоты, этана и других веществ. Считается, что метан существовал ещё при формировании планеты и вышел из её недр.
На высоте 1215 км атмосферное давление составляет около 2,3 микроба́ра. На этой высоте атмосфера как бы делится на две части. Выше находится слой аэрозоля из смеси перечисленных выше веществ. При удалении от Солнца сублимация поверхностных льдов уменьшается и, соответственно, падает давление.
Благодаря снимкам, переданным с телескопа «Хаббл», учёные имеют представление примерно о 85 процентах поверхности Плутона. Поверхность Плутона выглядит в виде контрастных зон - от светлых до тёмных. Некоторые тёмные участки можно считать образованиями, похожими на кратеры и углубления, появившиеся вследствие столкновений с крупными астероидами.
Поверхность Плутона
Поверхность Плутона состоит из водяного льда и замерзшего метана. Светлые зоны поверхности - это районы, предположительно покрытые твёрдым азотом. Состояние азота меняется по мере смены длинных сезонных циклов. Изменение структуры азота приводит к изменению яркости поверхности. В зависимости от температурных условий меняется и структура водяного льда. При приближении Плутона к Солнцу часть льда сублимирует, т.е. превращается в газ, и атмосфера становится более плотной. При удалении планеты от Солнца атмосфера частично конденсируется и выпадает в виде кристаллов, образуя своеобразный "снег" на поверхности. Так образуются более светлые участки поверхности.
Три вида Плутона
Фото поверхности на основе снимков телескопа Хаббл
Однородные сероватые пятна, которые удалось "рассмотреть" с помощью телескопа «Хаббл», образуются метаном. Это подтверждается спектроскопическими исследованиями, выполненными с Земли. Метан составляет около 1% массы планеты.
Одним из компонентов поверхности Плутона может быть двуокись углерода, содержание которой менее 1%. Возможно, что в состав поверхности, кроме указанных веществ, входят и другие составляющие, но пока их не удалось идентифицировать.
Плотность вещества на Плутоне в среднем составляет 2,03 (г/см³) . Температура поверхности - от минус 228 до минус 238 °C. Давление на поверхности колеблется от 3 до 160 микроба́р. Освещённость поверхности слабая: слишком велика удалённость от Солнца. Тем не менее в дневное время поверхность Плутона освещена во много раз сильнее, чем наша Земля ночью освещена Луной.
Многое о Плутоне оставалось неизвестным до 2015 года, когда мимо него пролетел аппарат «Новые горизонты» (New Horizons)
Неоднородность поверхности Плутона была подтверждена намного лучшими фотогра́фиями зонда New Horizons.
Альбедо разных участков его поверхности варьирует от 10 до 70 %, что делает его вторым по контрастности объектом Солнечной системы после Я́пета.
Внутреннее строение Плутона
Плутон - планета особенная, но скорее всего её можно отнести к планетам земной группы. По основной гипотезе считается, что под поверхностью, состоящей в основном из замерзших воды и метана, находится заледене́лая мантия толщиной до 250 км, состоящая изо льда (слой в 130 км), молекулярного азота и других структур. Глубже находится ядро из каменистых силикатов и частично изо льда и гидратов. По одной из версий, между заледене́лой мантией и силикатным ядром возможно наличие слоя органических веществ толщиной до 100 км.
Лёд на поверхности и в мантии образовался из воды, поднятой из глубины планеты теплом, которое выделилось при радиоактивном распаде элементов, входящих в состав каменистых образований ядра. Другие предположения по этому вопросу заключаются в том, что вода выделилась из первичных окаменелостей планеты в результате столкновения с крупным астероидом.
© Владимир Каланов,
"Знания-сила"
Уважаемые посетители!
У вас отключена работа JavaScript . Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!Первым принялся за поиски транснептуновой (девятой) планеты знаменитый американский астроном Персивал Ловелл (1855-1916). Тщательно изучив возможное ее влияние на движение Урана, он вычислил орбиту предполагаемой планеты, определил ее массу и условно назвал планетой Икс.
"Девятая планета, - писал Ловелл,- находится в 6 млрд км от Солнца, и ей требуется 282 года для полного оборота вокруг Солнца". Ловелл считал, что это сравнительно небольшая планета, которая видна с Земли как слабая телескопическая звезда. Судя по результатам вычислений, планета "пряталась" в зодиакальном созвездии Близнецов.
В начале 1905 года Ловелл с помощью 5-дюймового астрографа (специального телескопа, снабженного фотографической камерой) приступил к последовательному фотографированию участков звездного неба в Близнецах. Каждую пластинку он экспонировал в течение трех часов, а затем проявлял. На пластинках получались изображения звезд, включая звезды 16-й звездной величины. Блеск таких звезд в 10 тыс. раз слабее блеска самых слабых звезд, видимых невооруженным глазом. По прошествии нескольких ночей астроном производил повторное фотографирование тех же участков звездного неба.
Затем наступал самый ответственный этап исследований. Негативы, на которых были засняты одинаковые участки неба, Ловелл аккуратно накладывал друг на друга так, чтобы изображения звезд совпадали. Каждую пару совмещенных негативов он внимательно просматривал в лупу.
Наконец на одной паре Ловелл заметил какой-то объект, переместившийся среди звезд. Пришлось снять его дополнительно.
На третьем негативе он снова обнаружил быстро двигавшийся объект. Теперь стало ясно, что это был один из астероидов... Далекая планета так быстро двигаться не могла!
Ловеллу предстояло пережить еще немало подобных разочарований, но планету Икс так и не удалось обнаружить. В конце 1916 года он скоропостижно скончался.
Три года спустя после смерти Ловелла его бывший коллега Уильям Генри Пикеринг (1858-1938) сделал заявление: "Я полагаю, что планета медленно пересекает созвездие Близнецов, где и будет обнаружена".
Такая твердая уверенность видного астронома вновь оживила интерес к поискам планеты Икс. Пикеринг сам попросил обсерваторию Маунт-Вилсон заняться поисками транснептуновой планеты в Близнецах. С помощью мощного телескопа участок неба, где предполагалась далекая планета, был дважды сфотографирован, но она осталась никем не замеченной.
Постепенно интерес к охоте за планетой Икс стал пропадать, и дальнейшие ее поиски были прекращены. Возобновились они не скоро - с появлением в Ловелловской обсерватории молодого астронома-любителя.
Клайд Томбо родился в 1906 году в семье бедного фермера-арендатора. В 12-летнем возрасте Клайд впервые посмотрел в небольшую астрономическую трубу на Луну, и с этого момента началось его увлечение астрономией. А когда Клайд заканчивал среднюю школу, его одноклассники записали в книгу выпускников пророческую фразу: "Он откроет новый мир". И это предсказание действительно сбылось. Дальше Клайду учиться не пришлось: у родителей не было денег. Но юноша не спасовал перед трудностями. Он решил, что будет самостоятельно изучать астрономию и вести астрономические наблюдения. Он сам построит телескоп!
Первый самодельный телескоп оказался неудачным. Тогда Клайд стал изучать книги по оптике. Он узнал, что в процессе шлифовки зеркала для телескопа-рефлектора необходимо очень строго соблюдать постоянную температуру. Клайд выкопал погреб и в нем обрабатывал стеклянные диски для своего 9-дюймового рефлектора. Новый телескоп давал превосходные изображения Луны и планет. Клайд делал зарисовки лунных кратеров, спутников Юпитера, полярных "шапок" Марса. Однажды несколько своих рисунков он послал в Ловел ловскую обсерваторию. Клайду хотелось знать, представляют ли его наблюдения интерес для науки.
Специалисты высоко оценили незаурядные способности юного астронома. В конце 1928 года директор Ловелловской обсерватории доктор Весто Мелвин Слайфер (1875- 1969) прислал Клайду письмо с приглашением на работу. По прибытии в обсерваторию он был зачислен в штат в качестве лаборанта-фотографа.
Доктор Слайфер объяснил юноше его задачу. Клайд слушал словно завороженный, и его сердце наполнялось безмерной радостью. Еще бы! Ему, простому любителю астрономии, доверяют вести поиски девятой планеты!
В начале апреля 1929 года Клайд Томбо с помощью 13-дюймового астрографа приступил к фотографированию звезд в созвездии Близнецов, где, по вычислениям Ловелла, должна была находиться планета Икс. Каждую ясную ночь он снимал определенный участок звездного неба, а две-три ночи спустя получал вторую пластинку с изображением этого же участка. Чтобы ничто не осталось незамеченным, Клайд применил почти безупречную методику поисков: все участки звездного неба снимал по три раза.
Уже были запечатлены сотни тысяч, нет, миллионы звезд! И в этом звездном океане надо было обнаружить едва заметную планету. Для этого Клайд сравнивал парные негативы на специальном приборе - блинк-микроскопе. Прибор был устроен так, что позволял поочередно просматривать две пластинки, на которых был заснят один и тот же участок звездного неба. Если на пластинках был сфотографирован движущийся объект, то при быстрой смене изображений он как бы перепрыгивал с одного места на другое, в то время как "неподвижные" звезды смещений не испытывают. Благодаря этому способу (способу "миганий") Томбо надеялся отыскать затерявшуюся среди миллионов звезд маленькую точку - планету Икс.
Клайд целиком ушел в поиски. С присущей ему энергией он работал по 14 часов в сутки: в ночные часы фотографировал звездное небо, а днем сравнивал пластинки, тщательно исследуя каждое "подозрительное" изображение. Уже просмотрены изображения миллионов звезд. Обнаружены новые астероиды, переменные звезды, галактики... И никаких признаков планеты Икс! Когда же наконец он найдет ее? А может быть, он действительно попусту тратит время? Но Клайд всякий раз прогонял сомнения и с еще большей настойчивостью принимался за поиски.
18 февраля 1930 года Клайд Томбо, как всегда, исследовал очередную пару пластинок, заснятых в последней декаде января. Неожиданно вблизи звезды дельты Близнецов одна из слабых точек запрыгала. Он уже не раз наблюдал сдвиги астероидов, но этот сдвиг не был похож на все предыдущие - он был очень мал. Судя по величине сдвига, неизвестный объект находился очень далеко от Земли и от Солнца. У Клайда сильно забилось сердце, и он закричал: "Вот она! Это должна быть планета Икс!"
Даже в большой телескоп объект, открытый Томбо, выглядел слабой звездой 15-й звездной величины без малейших признаков планетного диска. И, чтобы убедиться в том, что это действительно транснептуновая планета, астрономы стали внимательно следить за ее движением. Прошло несколько недель. Наблюдения показали, что она движется именно так, как и подобает двигаться планете, находящейся за Нептуном.
13 марта 1930 года, в день 75-летия со дня рождения Ловелла, положившего начало поискам планеты Икс, мир узнал о ее открытии. Новая планета была названа Плутоном - по имени бога подземного царства. Это название вполне подходило для планеты, двигавшейся вдали от Солнца - на самых окраинах планетной системы.
Открытие Плутона было новым торжеством научного предвидения. Границы планетной системы были отодвинуты от Солнца сразу на 1,5 млрд км! А первооткрыватель Плутона Клайд Томбо (1906-1997) был удостоен специальной медали с изображением Уильяма Гершеля и других почетных наград.
