На фоне шумихи в СМИ, вызванной американским космическим аппаратом «Новые Горизонты» , предлагаем Вам вспомнить историю Плутона, а так же разобраться в причинах, по которым его исключили из списка планет.
История Плутона
В конце XIX – начале XX в. ученые-астрономы со всего мира охотились за планетой, которую условно называли «Планетой X» . Она судя по исследованиям, была дальше Нептуна и оказывала существенное влияние на его орбиту. В 1930 г. Клайд Томбо, исследователь из обсерватории Лоуэлла в Аризоне, заявил, что наконец-то нашел эту планету. Открытие было сделано на основании изображений ночного неба, сделанных с интервалом в две недели, что позволяло отследить изменения в местоположении объектов. Право дать название новому небесному телу принадлежало обсерватории Лоуэлла, и выбор пал на вариант, предложенный 11-летней школьницей из Англии. Венеция Берни, именно так звали девочку, предложила назвать планету «Плутон », в честь римского бога подземного мира. По ее мнению, такое название очень хорошо подходило такой отдаленной, темной и холодной планете.
Диаметр Плутона , по последним данным, составляет 2370 км, а масса 1022 кг. По космическим меркам это крошечная планета: объем Плутона в 3 раза меньше объема Луны, а масса и вовсе в 5 раз уступает лунной. При этом площадь Плутона составляет 16.647.940 км2, что примерно равно площади России (17.125.407 км2).
Пояс Койпера
Когда ученые обнаружили Плутон , они считали, что ничего больше за орбитой Нептуна нет. Однако несколько десятилетий спустя исследователи полностью изменили свое мнение. Благодаря новым мощным телескопам ученые обнаружили, что в отличие от других планет нашей солнечной системы, Плутон по всей длине своей орбиты окружен множеством других объектов, каждый из которых имеет диаметр более 100 км, а по составу похож на сам Плутон. Скопление этих объектов стали называть поясом Койпера . Эта область простирается от орбиты Нептуна до расстояния 55 а.е. (астрономических единиц) от Солнца (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца).
Почему Плутон не планета Солнечной системы
Пояс Койпера не был проблемой до тех пор, пока ученые не стали обнаруживать в нем все большие и большие объекты, которые по размерам были сопоставимы с самим Плутоном.
2005 год стал богатым на открытия. В январе 2005 ученые обнаружили Эриду . Эта планета не только обладала собственным спутником, но и вплоть до июля 2015 года считалась больше самого Плутона . В том же году ученые обнаружили еще 2 планеты – Макемаке и Хаумеа , чьи размеры также сопоставимы с Плутоном.
Таким образом, имея 3 новые планеты (одна из которых считалась больше Плутона), ученые должны были принять серьезное решение: либо увеличивать количество планет в солнечной системе до 12, либо пересмотреть критерии классификации планет. В итоге 24 августа 2006 участниками XXVI Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза было принято решение изменить определение термина «планета» . Теперь, чтобы объект Солнечной системы официально назывался планетой, он должен соответствовать всем следующим условиям:
Обращаться по орбите вокруг Солнца;
не являться спутником другой планеты;
обладать достаточной массой, чтобы под действием собственных гравитационных сил принимать форму, близкую к шару (проще говоря — быть круглым);
силой гравитации расчищать окрестности своей орбиты от других объектов.
Ни Плутон, ни Эрида не соответствуют последнему условию, поэтому и не считаются планетами. Но что значит «расчистить орбиту от других объектов?».
Все очень просто. Каждая из 8 планет Солнечной системы является доминирующим гравитационным телом на своей орбите. Это значит, что при взаимодействии с другими, более мелкими объектами планета их либо поглощает, либо выталкивает прочь своей гравитацией.
Если рассмотреть ситуацию на примере нашей планеты, то масса Земли в 1,7 млн раз больше всех остальных тел на её орбите. Для сравнения, масса Плутона составляет всего лишь 0,07 от массы всех объектов на его орбите и этого абсолютно не достаточно для того, чтобы расчистить окрестности планеты от астероидов и других тел.
Для планет, которые не могут расчистить орбиту, ученые ввели новое определение — «карликовые планеты». Под эту классификацию попадают Плутон, Эрида, Макемаке и многие другие относительно крупные объекты нашей Солнечной системы.
Исследования Плутона. Результаты, полученные с «Новых Горизонтов».
Из-за своей удаленности и небольшой массы Плутон долгое время был одной из самых малоисследованных планет нашей Солнечной системы. В январе 2006 года НАСА запустила в космос автоматический межпланетный аппарат «Новые горизонты» , чьей основной миссией было изучение Плутона и его спутника Харона.
Поверхность «сердца Плутона»
В июле 2015, спустя 9 с половиной лет «Новые горизонты» достиг орбиты Плутона и начал передавать первые данные. Благодаря четким снимкам, сделанным станцией, ученые смогли сделать несколько важных открытий:
- Плутон больше чем мы думали . Диаметр Плутона составляет 2.370 км, а значит, он все же больше Эриды, чей диаметр равен 2.325 км. Несмотря на это масса Эриды все так же считается на 27% больше массы Плутона.
- Плутон красновато-коричневого цвета . Такой цвет, объясняется взаимодействием молекул метана в атмосфере Плутона и конкретным видом ультрафиолетового света, испускаемого как Солнцем, так и далекими галактиками.
- У Плутона есть сердце и ледяные горы . Пролетая над планетой, «Новые Горизонты» засняли огромную светлую территорию в виде сердца. Как показали более детальные снимки, «сердце Плутона» , названное впоследствии областью Томбо, представляет собой местность, покрытую ледяным горами, которые достигают в высоту 3,400 м.
- На Плутоне, возможно, выпадает снег . Согласно исследованиям, ледники на планете состоят из метана и азота, сильно видоизменяясь в течение года. Плутон совершает один оборот вокруг Солнца за 248 земных лет, значительно меняя свое расстояние от светила. В летние периоды, как предполагают ученые, ледники тают и испаряются в атмосферу, зимой выпадая обратно в виде снега.
- У Плутона есть атмосфера, которая полностью состоит из азота . Как показывают исследования, азотная атмосфера Плутона стремительно улетучивается в космос. Интересно, что этот процесс во многом похож на тот, что происходил на Земле миллиарды лет назад. Избавление земной атмосферы от азота в конечном счете привело к появлению водорода и углекислого газа, благодаря которым и зародилась жизнь на нашей планете.
Плутон был открыт американским астрономом Клайдом Томбо в 1930 году, рассчитавшим математически, что за орбитой Урана должно было находится ещё какое-то небесное тело, вносившее небольшие «коррективы» в его движение по орбите. Дальше все было делом техники — имея модель движения Урана с учетом гравитации остальных планет и Солнца и сравнивая ее с наблюдаемой орбитой, можно было оценить, по какой орбите движется и какую массу имеет возмущающее тело. Однако, эти оценки были весьма приблизительны.
Орбита Плутона — как видно из рисунка, она значительно наклонена относительно плоскости Солнечной системы, и в дальних участках «забегает» далеко в Пояс Койпера
Когда Плутон наконец был найден, его приблизительный размер оценили примерно совпадающим с земным. Не надо смеяться над такой грубой ошибкой в расчетах, стоит напомнить что в распоряжении астрономов того времени все ещё не было компьютеров, а Плутон находится от Солнца в 39 раз дальше, чем Земля.
Понять ошибку и уточнить размеры Плутона удалось только в 1978 году, с открытием его первого спутника — Харона , всего в два раза уступающего по размеру самому Плутону. Изучая взаимодействие Плутона и Харона, астрономы установили, что масса Плутона чрезвычайно мала и составляет всего лишь около 0,2 от массы Земли.
Так, внезапно и совершенно неожиданно для науки, Плутон из крупного небесного тела вдруг сильно «сжался» и уменьшился в размерах. Однако, даже будучи весьма маленьким по размерам Плутон пока все ещё считался полноценной планетой .
Открытие Эриды и других карликовых планет за орбитой Нептуна
С наступлением 1990-х г.г. в исследовании космоса наступила новая эра, которую можно было бы смело назвать «эрой Хаббла» по имени космического телескопа «Хаббл» предназначенного для наблюдения за удаленными космическими объектами.
Очень скоро выяснилось, что Плутон и Харон — не единственные объекты за орбитой Нептуна. В пространстве, что ранее казалось только «пустотой», один за другим стали появляться новые объекты, в основном ледяные по составу, вращающиеся вокруг Солнца на большом удалении, причем некоторые из них были весьма впечатляющими по размеру. Это определенно были не астероиды — слишком велики их размеры, но в то же время до полноценных планет они «не дотягивали».
Когда в 2005 году группа астрономов, руководимых Майком Брауном из Калифорнийского технологического института открыла Эриду , космический объект удаленный от Солнца в два раза дальше Плутона, но при этом почти не уступающий ему размером, перед учеными встала непростая задача. То что Эрида и Плутон — во многом похожие небесные тела, сомнений не оставалось. Но, является ли Эрида ещё одной планетой Солнечной системы?
Одним словом, существующие астрономические представления требовали пересмотра.
Плутон лишается статуса планеты Солнечной системы
В 2006 году Международный астрономический союз принял официальное определение понятию «планета «.
Планета — это тело, обращающееся вокруг Солнца и не являющееся спутником другого тела, достаточно крупное, чтобы принять сферическую форму под действием собственных гравитационных сил, способное «очистить близлежащие области» от других подобных тел, но недостаточно крупное для начала термоядерной реакции.
Поскольку Плутон свою область не очистил и мирно сосуществует в ней с другими объектами , он перестал быть планетой. Вместо этого Союз принял решение назвать Плутон и Эриду карликовыми планетами — космическими объектами не дотягивающими до полного соответствия определению «полноценной» планеты, но и не соответствующими ему в полной мере.
Правильным было это решение или не совсем правильным — спорят иногда по сей день. Тем не менее, вопросы вызывает скорее «расплывчатая» формулировка определения понятия «планета», сам факт существования карликовых планет принимается всеми.
На данный момент в список «официальных» «карликов» Солнечной системы входят давно известная , достаточно хорошо изученный Плутон, и кучка «новичков» с окраин системы: Эрида, Хаумеа, Макемаке, Седна (возможно). Однако уже сейчас понятно — карликовых планет ничуть не меньше, а скорее всего значительно больше, чем «больших».
Новые открытия ждут нас в самом ближайшем будущем.
На сегодняшний день астрофизика считается одной из самых противоречивых и динамично развивающихся наук. Если в физике и в математике доминируют классические и академические истины, ставшие утверждениями и аксиомами, то в астрономии ученым постоянно приходится сталкиваться с чем-то новым, доказывая обратное для устоявшихся утверждений. Нынешние технические достижения позволяют научному сообществу вести более детальное изучение и исследование космоса, поэтому все чаще в современной науке и возникают ситуации, подобные той, которая сложилась вокруг Плутона.
С 1930 года, с момента своего открытия, некоторое время Плутон считался полноправной планетой, имея девятый порядковый номер. Однако в таком статусе небесное тело находилось недолго — всего 76 лет. В 2006 году из списка планет Солнечной системы Плутон был исключен, перейдя в категорию карликовых планет. Этот шаг со стороны научного сообщества нарушил классическое представление о Солнечной системе, став прецедентом в современной науке. Что послужило поводом современной науке принять столь радикальное решение и с чем мы можем столкнуться завтра, продолжая изучать ближний космос?
Основные характеристики новой карликовой планеты
Чтобы прийти к решению о переводе девятой планеты в разряд карликовых планет, человечеству потребовалось немного времени. Период в 76 лет даже по земным меркам считается достаточно коротким для того, чтобы в астрофизической лаборатории смогли произойти существенные изменения. Однако стремительное развитие науки и техники за прошедшие годы поставило под сомнение, казалось бы, неоспоримый факт, является ли Плутон планетой.
Еще лет 15-20 назад во всех школьных учебниках по астрономии, во всех планетариях о Плутоне говорилось как о полноправной планете Солнечной системы. Сегодня это небесное тело понижено в ранге и считается карликовой планетой. В чем же разница между этим двумя категориями? Чего не достает Плутону, чтобы считаться полноценной планетой?
По своим размерам экс-планета действительно очень маленькая. Размер Плутона составляет 18% от земного, 2360 км против 12742 км. Однако даже при таких небольших размерах Плутон имел статус планеты. Такая ситуация выглядела несколько необычной учитывая тот факт, что в Солнечной системе существует немало естественных спутников, имеющих гораздо большие размеры. Чего только стоят гигантские спутники Юпитера и Сатурна — Ганимед и Титан — своими размерами превышающие даже Меркурий. По своим физическим параметрам Плутон уступает даже нашей Луне , диаметр которой составляет 3 474 км. Оказывается, что размер небесного тела не всегда в астрофизике является главным критерием для определения его статуса.
Маленькие размеры Плутона не помешали астрономам долгое время теоретически признавать его присутствие. Еще задолго до своего открытия этот небесный объект носил скромное название — Планета X. В 1930 году американский астроном Клайд Томбо визуально обнаружил, что наблюдаемая им звезда на ночном небосклоне, движется по собственной планетарной орбите. Тогда ученые посчитали, что перед ними девятая планета Солнечной системы, орбита которой является границей нашей Солнечной системы. Научное сообщество не смущали ни размеры вновь открытого небесного тела, ни его орбитальные параметры. В довершение ко всему, новой планете было присвоено солидное название – Плутон, данное в честь древнегреческого бога, властелина подземного царства. Расстояние от Солнца до девятой планеты составляло 5,9 млрд. км. Эти параметры потом долгое время использовались для определения масштабов нашей Солнечной системы.
Тот, кто открыл планету, не имел технических возможностей заглянуть глубже в космос и расставить все на свои места. На тот момент астрофизики имели ограниченные знания и информацию о пограничных областях нашей Солнечной системы. Они не знали о том, где заканчивается ближний космос и начинается безграничное космическое пространство.
Почему Плутон не планета?
Несмотря на то, что бывшая девятая планета была крошечной по размерам, именно она считалась последним и единственным крупным небесным телом, расположенным за орбитой Нептуна. Появление более мощных оптических телескопов во второй половине XX века совершенно изменило представление о космическом пространстве, окружающем нашу звездную систему. Помимо того, что ученым удалось обнаружить у малыша Плутона собственные естественные спутники, статус у девятой планеты пошатнулся.
Основной причиной изменившегося отношения ученых к маленькой планете стало обнаружение на расстоянии в 55 а.е. от Солнца большого скопления небесных тел различных размеров. Эта область простиралась сразу за орбитой Нептуна и получила название «пояс Койпера». Впоследствии в этом районе космоса удалось обнаружить многочисленные объекты, диаметр которых превышает 100 км, и по своему составу схожие с Плутоном. Оказалось, что маленькая планета — всего лишь одно из многих небесных тел, вращающихся в таком тесном кругу. Это и стало главным аргументом в пользу того, что Плутон не последнее крупное небесное тело, обнаруженное за орбитой Нептуна. Первой ласточкой стало обнаружение в поясе Койпера маленькой планеты Макемаке в 2005 году. Следом за ней в этом же году астрофизики открыли в поясе Койпера еще три крупных небесных тела, получившие статус транснептуновых объектов – Хаумеа и Седна. По своим размерам они немногим уступали Плутону.
Для астрофизиков 2005 год стал переломным. Обнаружение за пределами орбиты Нептуна многочисленных объектов дало ученым повод считать, что Плутон не единственное крупное небесное тело. Возможно, в этой области Солнечной системы существуют объекты схожие или превосходящие своими размерами девятую планету. Полученная точная информация об Эриде, поставила точку в спорах о судьбе с Плутоном. Оказалось, что Эрида не только по своим размерам превышает планетарный диск Плутона (2600 км против 2360 км), но и имеет на целую четверть большую массу.
Наличие такой информации привело к тому, что научному сообществу пришлось срочно искать выход из создавшейся ситуации. Среди ученых и астрологов на международных конференциях развернулись настоящие баталии по этому случаю. После первых же выступлений ученых и астрологов стало ясно — нельзя называть Плутон планетой. Ими был накоплен большой материал в пользу того, что в поясе Койпера наряду с Плутоном существуют и другие объекты с аналогичными астрофизическими параметрами и характеристиками. Сторонниками пересмотра концепции классического строения Солнечной системы выдвигалось предположение выделить все транснептуновые объекты в отдельный класс небесных тел Солнечной системы. Согласно этой концепции Плутон становился рядовым транснептуновым объектом, окончательно теряя свой статус девятой планеты нашей звездной системы.
Точку в этом вопросе поставили члены Международного астрономического союза, собравшиеся в Праге на XXVI Генеральную Ассамблею. В соответствии с решением Генеральной Ассамблеи Плутон лишили статуса планеты. Вдобавок ко всему в астрономии появилось новое определение: карликовые планеты — небесные тела, отвечающие определенным критериям. К ним отнесли Плутон, Эриду, Макемаке и Хаумеу и крупнейший Астероид – Цереру.
Считается, что Плутон, в отличие от других крупных небесных тел, не отвечает одному из четырех критериев, согласно которым можно классифицировать небесное тело в качестве планеты. Для бывшей девятой планеты характерны следующие особенности:
- наличие достаточно большой массы;
- Плутон не является ничьим спутником, и сам имеет четыре естественных спутника;
- у небесного тела имеется собственная орбита, по которой Плутон совершает оборот вокруг Солнца.
Последний четвертый критерий, который позволяет классифицировать Плутон как планету, в данном случае отсутствует. Небесное тело ни до, ни после так и не сумело расчистить вокруг себя орбитальное пространство. Это и послужило главным аргументом в пользу того, что Плутон — теперь карликовая планета, небесное тело с совершенно иным статусом.
В подтверждение этой концепции приводится версия о формировании планеты, когда она становится доминирующим объектом на определенной орбите, подчиняя все остальные тела собственному гравитационному полю. Впоследствии крупное небесное тело должно либо поглотить более мелкие объекты, либо вытолкнуть их за границы собственной гравитации. Судя по размерам и массе Плутона, ничего подобного с экс-планетой не произошло. Маленькая планета имеет массу равную всего 0,07 массы всех космических объектов, входящих в пояс Койпера.
Основные данные о Плутоне
В былое время, когда Плутон являлся полноправным членом клуба планет, его причисляли к планетам земной группы. В отличие от газовых гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, бывшая последней планета имеет твердую поверхность. Рассмотреть с близкого расстояния поверхность самого далекого объекта Солнечной системы удалось только в 2018 году, когда космический зонд «Новые горизонты» пролетел в 12 тыс. км от подземного бога. С помощью этого автоматического зонда человек впервые увидел поверхность карликовой планеты в деталях и смог составить краткое описание этого небесного тела.
Маленькая планета, которая видна в небе едва заметной звездочкой, оббегает вокруг Солнца за 249 лет. В перигелии Плутон приближается к нему на расстояние 29-30 а.е., в афелии карликовая планета удаляется на расстояние 50-55 а.е. Несмотря на такие огромные расстояния, Плутон, в отличие от своих соседей Нептуна и Урана, — открытый для изучения ледяной мир. Малыш вертится вокруг собственной оси со скоростью 6 дней и 9 часов, хотя его орбитальная скорость достаточно мала — всего 4,6 км/с. Для сравнения, орбитальная скорость Меркурия составляет 48 км/с.
Площадь планеты составляет 17,7 млн. кв. километров. Практически на всей площади поверхность планетарного диска доступна для обозрения и представляет царство вечного льда и холода. Предполагается, что Плутон состоит из замершего водяного льда, азота и силикатных пород. Другими словами, это огромная ледяная глыба, плотность которой составляет 1,860 ± 0,013 г/см3. Средние температуры на планете экстремальные: — 223 градуса Цельсия ниже нуля. Слабое гравитационное поле и невысокая плотность привели к тому, что на Плутоне минимальное значение ускорения свободного падения — 0,617 м/с2.
Судя по снимкам, на Плутоне имеются впадины и горы, высота которых может достигать 3-3,5 км. Помимо твердой поверхности, Плутон также имеет свою атмосферу. Слабое гравитационное поле не позволяет планете иметь обширный воздушно-газовый слой. Толщина газовой прослойки составляет всего 60 км. В основном это газы, испаряющиеся с ледяной поверхности Плутона под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения.
Новые открытия из жизни Плутона
В дополнение ко всей имеющейся информации о Плутоне, недавно удалось обнаружить атмосферу и на Хароне — спутнике Плутона. Этот спутник немногим уступает по размерам главной планете, и у ученых по этому поводу имеются свои соображения.
Последний факт является достаточно любопытным. Имеется версия, что Плутон и Харон – типичная двойная планета. Это единственный случай в нашей Солнечной системе, когда материнское небесное тело и его спутник по многим параметрам схожи друг с другом. Так ли это — покажет время, пока же человечество продолжает собирать интересные факты о поясе Койпера, где наряду с Плутоном существует еще немало любопытных космических объектов.
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Содержание статьи:
Еще на закате девятнадцатого века астрономами было предположено, что наша Солнечная система имеет еще одну планету. В ходе наблюдений за Ураном учеными было обнаружено серьезное влияние извне на его орбиту, после чего и открыли Нептун. Но после оказалось, что влияние исходит на Уран не со стороны Нептуна. Продолжились поиски новой планеты, которую тогда и назвали "Планетой Х".
И только в 30-м году двадцатого века Клайд Томбо обнаружил Плутон. Ученый потратил год изучая и сравнивая сотни изображений областей неба. Было известно, что все движущиеся объекты (астероиды, кометы или планеты) меняют положение спустя некоторое время. Именно в марте 30-го года астрономом и была открыта ранее неведанная планета.
Таким образом к Солнечной системе прильнула девятая планета.
Кстати, планету названо в честь мифического римского, а предложила такое название одиннадцатилетняя школьница из Оксфорда.
Другие факты о Плутоне
Очень долго массу Плутона приравнивали к массе нашей Земли, пока не был открыт Харон - крупнейший спутник Плутона (78-й год). Именно в то время и вычислили массу планеты - (0.0021 массы планеты Земля), а также диаметр (2400 километров).
Сами понимаете, что Плутон - достаточно крошечная планета, но на то время считали, что ничего большего за орбитой планеты Нептун не было.
Именно масса и диаметр Плутона стали одними из факторов исключения его из планет Солнечной системы.
Орбиты всех планет нашей системы фактически круглые и обладают невеликим наклоном по эклиптике, в то время, как поле Плутона вытянутое с углом свыше 17-ти градусов, поэтому он пересекает орбиту Нептуна.
Из-за такой необычной орбиты планета обходит солнце почти за 250 лет, при этом температура ее около 240-ка градусов и никогда не поднимается. Плутон также движется противоположно Земле и это является второй причиной исключения его из списка.
Спутники Плутона (кроме Харона) находятся на очень близком расстоянии. Кроме этого вдвое меньший Харон великоват для спутника планеты. Плутон многие астрономы называют "двойной планетой", поскольку его центр тяжести далеко за планетой и его постоянно качает в разные стороны. Это третья причина.
Об атмосфере планеты
Плутон является одной из наиболее недосягаемых планет, поэтому детальное изучение его практически невозможно. Есть предположение, что состав его - это скальные породы и лед, а атмосфера - азот, метан и монооксид углерода. Давление атмосферы Плутона зависит от сближения его с Солнцем.
Пояс Койпера
Благодаря тому, что наука движется вперед создали более мощные телескопы, которые смогли обнаружить объекты, которые находятся в орбите Плутона, это кольцо было названо поясом Койпера.
Сейчас науке известно несколько сотен тел, превышающих диаметр в 100 километров и с составом, таким же как у Плутона. Это и есть главная причина, по которой Плутон был исключен из планет.
Вскоре нашлись еще два тела, массой и диаметром такими же, как Плутон, было открыто Эридику, находящуюся дальше планеты. И тогда возник вопрос: стоит ли причислять еще три тела в список планет?
Первым, кто предсказал существование Плутона стал Урбен Леверье. В 1840 году ему даже удалось примерно определить местонахождение этой неизвестной на тот момент планеты. Все доказательства ученого о существовании Плутона в Солнечной системе основывались на законах ньютоновой механики.
Следующим, кто продолжил поиск Плутона стал Персиваль Лоуэлл. Еще в начале двадцатого века он решил организовать крупный проект, нацеленный на розыски "девятой" планеты, которую сначала назвали "Планетой Х" . В результате долгой и упорной работы ученых, весной 1915 года в личном научном центре Лоуэлла были получены две нечеткие фотографии искомого объекта.
В 1929 году новый директор научного центра Лоуэлла - Весто Мелвин Слайфер решил возобновить поиски Плутона, доверив двадцатитрехлетнему Клайду Томбо всю основную работу. Тогда в обязанности молодого астронома входило получение фотографий ночного неба с двухнедельным интервалом. После года работы Клайд обнаружил тело, предположительно совершающее движения. Факт находки подтвердился следующей партией исследовательских фотографий. За совершенное открытие в марте 1930 Томбо удостоили золотой награды крупного Астрономического сообщества.
Происхождение названия планеты Плутон
Право на "наречение" небесного тела решили оставить за сотрудниками центра Лоуэлла. Ученым было необходимо дать имя новой планете как можно скорее, чтобы их не опередили другие. Предложения с названиями в огромном количестве стали поступать со всех уголков Земли. Констанция Лоуэлл - вдова владельца обсерватории, также решила принять участие в выборе имени для только что открытой планеты. Сначала она предложила назвать ее в честь древнегреческого бога Зевса, затем в честь своего покойного мужа. В итоге идеальным вариантом имени для новой планеты она посчитала свое. Все эти предложения почти сразу были отклонены учеными.
Само название "Плутон" было предложено юной ученицей Оксфорда - Венецией Берни. Увлечения этой девочки не ограничивались лишь одной астрономией. Она также много изучала древнегреческую мифологию. Исходя из своих предпочтений, она решила, что имя бога царства мертвых станет лучшим вариантом названия для темного и неизведанного космического объекта.
Как-то утром Венеция рассказала о своей задумке дедушке - Фолконеру Мейдану, который был знаком с профессором Гербертом Тернер. Он также посчитал это название подходящим для недавно открытой планеты, о чем вскоре сообщил астрономам из США. Вскоре предложение английской школьницы было принято, за что она получила символическую награду от Мейдана в размере пяти фунтов стерлингов.
Поиски "Планеты Икс"
Через некоторое время после того, как был открыт Плутон, у некоторых ученых появились сомнения по поводу того, что он и лоуэлловская "Планета Х" являются одним и тем же объектом. Причиной этому стала тусклость планеты, а также отсутствие очертаний ее диска. В середине прошлого столетия показатели массы Плутона начали подвергаться регулярному пересмотру в пользу уменьшения. Точные данные о величине планеты исследователи смогли получить лишь после обнаружения ее спутника - Харона, которое состоялось в 1978 году. Показатели его массы, которые ограничились лишь 0,2% от нашей планеты, посчитали недостаточными для ранее выявленных несоответствий в орбите планеты Уран.
Дальнейшие попытки обнаружить "Планету Икс" не дали положительных результатов. Во время направления спутника "Вояджер-2" в месторасположение Нептуна была получена информация, отталкиваясь от которой ученые решили пересмотреть массу Нептуна в пользу ее уменьшения на полпроцента. Только в конце 20 века ученым Майлсом Стэндишом, занимавшимся перевычислением гравитационного влияние Нептуна на Уран, ликвидировались несоответствия в орбите Урана, вместе с чем исчезла необходимость продолжать розыск "Планеты Икс" .
Сегодня большинство ученых убеждены, что открытие Лоуэллом "Планеты Х" стало обычной случайностью.
Хронология событий
- 1906-1916 - Ученые из США Персиваль Лоуэлл предположил наличие в "Планеты-Х" в нашей Солнечной системе, или как принято назвать ее в обиходе ученых, - девятой планеты
- 12 марта 1930 - Клайд Томбо - работник центра Лоуэлла сумел зафиксировать объект, схожий по всей параметрам с девятой планетой
- 25 марта 1930 - Обнаруженной планете присвоили имя Плутон
- 24 августа 2006 - Плутон причислили к виду карликовых планет, перестав относить его к виду стандартных
- Август 2112 - Плутон впервые со времен его обнаружения достигнет афелия
- 2178 - Плутону впервые со времен его обнаружения удастся замкнуть круг движения вокруг Солнца
Обрита планеты Плутон
Положением своей орбиты Плутон сильно выделяется на фоне всех планет, вращающихся вокруг нашей звезды. Все дело в том, что угол его наклона составляет 17° относительно эклиптики. Орбиты иных планет, за исключением Меркурия, имеют округлые очертания и составляют более острый угол в соотношении с ее плоскостью.
Плутон находится от Солнца на дистанции 5, 9 млрд. км. Из-за значительного наклона орбиты планеты, одна ее часть иногда находится от звезды на меньшем расстоянии, нежели Нептун. В последний раз Плутон был замечен в такой позиции в 1979 и 1999 годах. Примерные вычисления говорят о том, что до открытия Плутон пребывал в таком положении в 1735 и 1749 годах (разница 14 лет). Хотя предыдущий период между сменами подобных позиций Плутона (1483 и 1503 год) составил 20 лет.
Из-за значительного наклона орбиты Плутона, его взаимодействие с орбитой Нептуна исключено. Даже более того - эти планеты всегда находятся на дальней дистанции друг от друга, которая составляет около 17 а.е.
Положение орбиты Плутона возможно рассчитать только на несколько миллионов лет вперед, и также назад. Причиной тому является нестабильная траектория движения Плутона, которая и не дает ученым точно спрогнозировать его дальнейший путь. Хотя, если наблюдать за передвижением данной планеты в течение относительно небольшого промежутка времени, станет казаться, что оно достаточно предсказуемо. В реале проекция орбиты Плутона все время изменяется с завершением каждого периода, поэтому предсказать ее положение можно только на ограниченный срок.
Орбиты Нептуна и Плутона
За время, которое затрачивает Плутон на совершение трех кругов вокруг Солнца, Нептун делает только два. Это значит, что эти планеты постоянно пребывают в орбитальном резонансе в соотношении 3:2. По аналогичной проекции орбит других планет они должны пересекаться. Но этого не происходит. Случается, что Плутон сближается с Ураном, но соприкосновение их орбит по-прежнему невозможно по причине того же резонанса. Во все циклы Плутона, заканчивающиеся проходом перигелия, Нептун всегда оказывается позади него. И, когда Плутон вновь достигнет перигелия, Нептун окажется ровно на таком же расстоянии от Плутона, как и после завершения первого круга, только впереди. А когда две планеты будут находиться по одну сторону от Солнца, одновременно образуя с ним единую линию, Плутон перейдет в афелий.
Именно поэтому Плутон никогда не сможет сблизиться с Нептуном более, чем на 17 а.е. А его приближение к Урану возможно максимум на 11 а.е.
Ранее существовало предположение, что некогда Плутон исполнял роль спутника Нептуна. Но данная гипотеза была полностью опровергнута, когда ученые доказали, что орбиты данных планет сохраняют стабильный орбитальный резонанс уже миллионы лет.
Дополнительные факторы, влияющие на орбиту Плутона
Плоды долгой и упорной работы астрофизиков всего мира помогли установить, что способы и сила взаимодействия между Нептуном и Плутоном уже на протяжении многих миллионов лет не изменяются. А способствуют данному явлению два фактора.
Фактор первый
Постоянная поддержка определенной дистанции между Нептуном и Плутоном обеспечивается тем, что перигелий Плутона всегда находится близко к прямому углу. Это является результатом эффекта Козаи, заключающимся в соотношении эксцентриситета планеты и ее наклона (Плутона), учитывая свойства более объемного объекта (Нептуна). По расчетам амплитуда либрации Плутона по отношению к Нептуну равно 38°. Исходя из этих данных, можно легко рассчитать наименьший угол разделения перигелия Плутона с орбитой Нептуна, который будет равен 52°. (90°-38°).
Фактор второй
Следующим фактором, влияющим на поддержание взаимодействия между планетами на одном уровне является то, что долготы орбитальных углов Нептуна и Плутона лежат выше вышеуказанных колебаний. Когда точки пересечения эклиптики этих двух планет совпадают, меньшая планета (Плутон) будет располагаться выше большей (Нептун). То есть, в момент, когда Плутон настигнет орбиту Нептуна, зайдя максимально глубоко на линию ее проекции, одновременно произойдет отклонение первого объекта от плоскости второго. Такое явление получило название суперрезонанс 1:1 .
Физические характеристики Плутона
Значительное расстояние, которое отделяет Землю от Плутона, делает сложнее подробное исследование небесного тела. Получение свежих фактов об этом небольшом небесном объекте планируется только в 2015 году, когда в местонахождение Плутона будет запущена машина "Новые горизонты".
Визуальные характеристики и строение
В связи с немалой дистанцией, разделяющей Плутон от нашей планеты, с его наблюдением не всегда справляются даже самые мощные телескопы. Выглядит Плутон почти всегда расплывчато из-за слишком маленьких размеров его углового диаметра. Он составляет всего лишь 0,11″. Самые мощные аппараты при максимальном приближении обычно фиксируют изображение круглого объекта светло-коричневого цвета. Исследования показали, что его 98% его поверхности составляет азот льда с примесями моноокиси углерода и метана.
Некоторые уточнения данных, снятых с телескопа "Хаббл", ученые смогли получить методом компьютерной обработки кадров. На них отмечается затемнение более яркой области планеты, которая начинает осуществлять меньшие колебания, чем более светлая часть. Прибегая к этому способому, возможно выяснить среднюю яркость пары Плутон-Харон, а также отслеживать ее на протяжении длительного времени. Полоса темного окраса, находящаяся чуть ниже экватора объекта отличается более сложным окрасом, что может говорить о том, что его поверхность постоянно подвергается каким-то изменениям. И, скорее всего, они связаны с механизмами ее формирования.
Масса и размеры Плутона
Ученые, изначально принявшие Плутон за "Планету Х" , вычисляли его массу, исходя из ее предполагаемого воздействия на орбиту Урана и Нептуна. В середине двадцатого века стали считать, что показатели массы Плутона и Земли являются почти одинаковыми. В ходе дальнейших исследований, показатели предполагаемой массы Плутона пошли на убыль. В 1971 году значение ее величины стали сопоставлять с габаритами Марса. В 1978 году ученым удалось наиболее точно вычистить альбедо Плутона, обнаружив, что оно равно альбедо льда метана. Взяв во внимание данный факт, астрофизики пришли к выводу, что масса Плутона не может составлять больше 1% от Земли.
Обнаружение в том же году Харона - спутника Плутона, помогло вычислить всю массу системы Плутона. Производя ее измерения, ученые опирались на третий закон Кеплера. В результате было выявлено, что масса системы Плутон-Харун составила 0,24% массы Земли. Но так как точное соотношение габаритов Плутона и Харона сегодня назвать не сможет никто, то рассчитать точную массу самой планеты ученые пока не в силах.
Плутон является одним из мелкогабаритных объектов Солнечной системы. Данное сравнение объемов Плутона применительно не только к планетам, но и к некоторым спутникам. Даже Луна значительно превосходит Плутон по своим размерам. Плутон составляет только 20% от массы земного спутника.
Атмосфера Плутона
Атмосфера данной планеты представляет из себя тонкую оболочку, образованную в процессе испарения с поверхности ее льда таких соединений, как монооксид углерода, матан и азот. По мере сближения Плутона с Солнцем, его льды начинают переходить в газообразное состояние. А по мере удаления планеты от Солнца, эти газы начинают кристаллизовываться, постепенно опускаясь на ее поверхность. Средняя температура нижних слоев атмосферы Плутона составляет примерно -230 °C. Но в верхних слоях она значительно выше - около -170°С.
Атмосферу Плутона стали изучать в 1985 году. К этому шагу ученых подтолкнуло наблюдение покрытия им звезд. Ученые смогли выявить наличие оболочки у данной планеты очень простым способом. Процесс покрытия звезды происходит быстро только в том случае, если у покрываемого объекта атмосфера полностью отсутствует. Но, если очертания звезды тускнеют постепенно, что произошло в случае с Плутоном, то это указывает на наличие у объекта оболочки.
Спутники Плутона
У Плутона имеется пять естественных спутников. Самый первый - Харон, который в 1978 году обнаружил ученый Джеймс Кристи. Еще два подобных объекта меньшего размера открыли в 2005 году. А Кербер - четвертый спутник Плутона зафиксировал аппарат "Хаббл" в 2011 году. Уже в 2012 сделали объявление о находке последнего - пятого спутника, которого ученые назвали "Стиксом".
Спутники Плутона находятся на меньшем к нему расстоянии, нежели все известные спутники иных планет Солнечной системы.
Данные "Хаббл" также помогли установить приблизительные размеры спутников Плутона. Ученые заявляют, что у этой планеты не имеется спутников, диаметр которых смог бы превысить 12 км.
Харон
Астрономы обнаружили этот спутник в 1978 года. Харон назвали в честь мифического персонажа, который по легенде переправлял души мертвых по реке Стикс. Его объем лишь на малую часть превышает половину объема Плутона. Диаметр Харона приблизительно равен 1205 км.
Ученым, исходя их итогов исследования покрытия звезды Хароном, которое происходило в 1980 году, удалось с достаточной точностью рассчитать его радиус. В этом же году были получены данные, позволяющие оценить радиус орбиты данного спутника. Но сегодняшние наблюдения, проводимые более современными машинами, позволили провести переоценку этой величины. Да данный момент принято считать, что примерный радиус орбиты Харона равен 19628-19644 км.
Многие астрономы называют Харон и Плутон парной планетой. Эти доводы основываются на том, что барицентр системы этих двух объектов не лежит на поверхности Плутона.
В 2007 году работники научного центра Джемини обнаружили на поверхности Харона водяные кристаллы с гидратами аммиака. Исходя из данного факта, можно предположить существование на спутнике криогейзеров.
Гидра и Никта
В 2005 году Фото еще двух спутников Плутона были получены астрономами, работающими с мощной машиной "Хаббл". В 2006 году объекты получили свои официальные названия: Никта и Гидра. Эти небольшие спутники расположены дальше Харона примерно в 2 или 3 раза. Первый спутник - Гидра находится от Плутона на дистанции 65 тыс. км. А второй - Никта, расположен на расстоянии от планеты в 5 тыс. км. Никта и Гидра находятся в резонансном соотношении друг с другом 6:1, а с Хароном в 4:1. Орбиты этих двух спутников имеют округлые очертания. Выявление их особенностей и отличий от других объектов Солнечной системы ведется и по сей день. Астрономами было замечено, что яркость Гидры зачастую проявляется сильнее, чем у Никты. И это может говорить о том, что поверхность первого спутника лучше отражает солнечный свет, чем поверхность второго.
Диаметр Гидры предположительно равен 61 км, а диаметр Никты - 46 км. Открытие этих небольших спутников сподвигло ученых на новые размышления о возможном наличии у Плутона некой системы колец, как у Юпитера. Но анализ работы телескопа "Хаббл" опроверг все предположения на этот счет. Даже, если кольцевая система у Плутона и существует, то она может достигать лишь 1000 км в ширину, что будет характеризовать ее, как незначительную.
Кербер и Стикс
В 2011 года телескоп "Хаббл" зафиксировал еще одно тело, вращающееся вокруг Плутона, приблизительный диаметр которого составил 13-34 км. И только в прошлом году ему было присвоено название Кербер.
В 2012 году был замечен еще один объект, вращающийся вокруг Плутона. Год спустя данный спутник получил имя Стикс. Ученые также успели рассчитать примерный диаметр Стикса, который составил 15-25 км. Также удалось выяснить, что данный спутник находится от Плутона на расстоянии 47 тыс. км.
Пояс Койпера
Происхождение Плутона на протяжении долго времени оставалось загадкой для многих ученых-астрономов всего мира. В 1936 году Реймонд Литлтон - известный ученый из Англии предположил, что сам Плутон ранее являлся спутником Нептуна. По его мнению Плутон был выброшен из системы большей планеты ее крупным спутником- Тритоном. Данное заявление вызвало много споров, а в конечном итоге было полностью опровергнуто на основе общепринятого факта о том, что Плутон никогда не сближается с Нептуном.
В конце прошлого века ученым стали попадаться новые объекты за орбитой Нептуна, которые были очень похожи на Плутон. Его сходство с обнаруженными астрономами ледяными космическими телами заключилось в идентичной форме орбиты, размере и составе оболочки. Данная область Солнечной систмы получила название "Пояс Койпера". Современные ученые считают, что Плутон является одним из крупных объектов этой части, так как его свойства схожи со свойствами тел, которые находятся в области этого пояса.
Загрузка...