Реферат на тему плутон

Обновлено: 05.07.2024

Самая далекая планета Солнечной системы, Плутон, — наименее изученная из всех планет. Она была открыта в марте 1930 года американским астрономом К. Томбо. Позже она была найдена и на более ранних фотографиях неба, начиная с 1914 года.

Замечательная история открытий Нептуна и Плутона в действительности начинается с открытия Урана, потому что, не будь наблюдений Урана, два более поздних открытия могли бы задержаться на многие годы. Вместе с тем открытие Урана знаменует начало новой эпохи в истории астрономии, так как Уран был первой планетой, которая была “открыта”. Ведь Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн всегда были видимы невооруженным глазом любому человеку, посмотревшему на небо (если только глаза наших доисторических предков не были гораздо несовершеннее наших глаз).

Плутон выглядит как звезда примерно 15-й звездной величины. Нетрудно подсчитать, что почти такой же блеск имел бы Марс, если его отнести на расстояние Плутона. Это значит, что Плутон примерно таких же размеров, как и Марс. Более точная оценка диаметра планеты была сделана в 1950 году Дж. Койпером, измерившим с помощью 5-метрового телескопа его угловой диаметр и нашедший его равным 0,23. Этому значению соответствует диаметр планеты 5900 км.

В ночь с 28 на 29 апреля 1965 года Плутон должен был пройти вблизи звезды 15-й звездной величины, причем так близко, что мог закрыть ее, если бы его диаметр был равен определенному Койпером. Двенадцать обсерваторий следили за блеском звезды, но он не ослабел ни на секунду. Это означало, что диаметр Плутона не превосходит 5500 км.

Еще труднее было определить массу Плутона. До 1978 года спутников у него известно не было, кометы вблизи него не проходили. Оставалось изучать слабые возмущения, создаваемые Плутоном в движении ближайших к нему планет Нептуна и Урана.

При взгляде на план Солнечной системы может создаться впечатление, что орбиты Нептуна и Плутона пересекаются. Это впечатление ошибочно, так как орбита Плутона наклонена на угол 17° к плоскости эклиптики и орбиты Нептуна, причем линия узлов (пересечения плоскостей орбит) расположена так, что как раз в районе кажущихся “точек пересечения” Плутон находится на 10 а. е. севернее эклиптики. Более того, из-за соизмеримости периодов обращения Нептуна и Плутона (три периода Нептуна почти равны двум периодам Плутона) расстояние между обеими планетами никогда не может быть меньше 18 а. е. Сейчас Плутон приближается к своему перигелию и он уже ближе к Солнцу, чем Нептун.

Ближе к Плутону, как это не странно, может подходить Уран — расстояние между ними может иногда сокращаться до 14 а. е. Но все же это расстояние слишком велико. Американские астрономы Р. Данкомб, П. Сейдельман, Э. Джексон и польский астроном В. Клепчинский проделали громадную работу по обработке 5426 наблюдений положений Нептуна за 1846 — 1868 годы с учетом возмущений от всех остальных планет и получили наилучшее согласие теории с наблюдениями в случае, если масса Плутона равна 0,11 земной. Именно такова, как мы помним, масса Марса, но Плутон меньше Марса, и если мы примем для него такую массу и диаметр 5500 км, то средняя плотность Плутона окажется равной 8 г/см3, что слишком много. И вдруг неожиданно американский астроном Дж. Кристи на пластинках, снятых в апреле-мае 1978 года на 155-сантиметровом рефлекторе Морской обсерватории во Флагстаффе, обнаружил у Плутона спутник диаметром около 500 км. Открытие было подтверждено с помощью 4-х метрового рефлектора обсерватории Серро-Тололо. По обращению спутника вокруг планеты удалось определить массу Плутона — 1,1 10^25 г или примерно 1/500 массы Земли! Диаметр Плутона по определениям Кристи равен 2600 км иначе говоря, именно Плутон, а не Меркурий, — самая маленькая среди больших планет Солнечной системы. Плотность Плутона получается равной 1,4 г/см^3 — почти как у спутника Юпитера Каллисто. По диаметру планеты и ее блеску легко определить альбедо; оно равно 0,5. Обычные скальные породы, как показывает пример Луны и Меркурия, не обладают столь высоким альбедо, значит, можно предположить, что значительная часть поверхности Плутона покрыта льдом или инеем.

Температура на Плутоне должна быть около 40°К. Это значение ниже температуры конденсации метана при очень низких давлениях (50°К). Поэтому на поверхности Плутона может быть метановый лед. И вот совсем недавно, в 1977 году, американские астрономы Д. Крукшенк, Д. Моррисон и К. Пилчер с помощью 4-х метрового рефлектора обсерватории Китт Пик обнаружили в инфракрасном спектре Плутона две полосы, характерные именно для метанового льда.

С другой стороны, канадский астроном Л. Маннинг, изучив спектр Плутона в видимой области, полученный в 1970 году Дж. Фиксом, Дж. Неффом и Л. Келси на 60-сантиметровом рефлекторе со спектрофотометром нашел в нем признаки полос поглощения ионов железа и пришел к выводу, что породы планеты обогащены железом.

В 1955 году американские астрономы М. Уокер и Р. Харди из фотоэлектрических наблюдений нашли период вращения Плутона вокруг оси — 6 суток 9 часов 16,9 минуты. Спустя 12 лет советский астроном Р. И. Киладзе подтвердил этот период по собственным наблюдениям. В настоящее время ясно, что этот период является вместе с тем периодом обращения спутника Плутона вокруг планеты.

Проникновение в тайны солнечной системы на основе использования ньютоновского закона всемирного тяготения и тщательнейших наблюдений продолжалось и в нашем веке. Кульминацией этих усилий было открытие Плутона, причем обстоятельства этого открытия были удивительно похожи на обстоятельства открытия Нептуна. Как и тогда, планета практически была обнаружена во время одного из ранних поисков, но в силу превратностей судьбы ее отождествление произошло гораздо позднее.

В начале нашего столетия Персиваль Лоуэлл (1855-1916) , основавший во Флагстаффе (Аризона) обсерваторию целью наблюдения планет, и в особенности Марса, активно заинтересовался возможностью существования планеты еще более далекой, чем Нептун. Он заново исследовал орбиту Урана и пришел к выводу, что кажущиеся ошибки наблюдений могли бы существенно уменьшить, если учесть возмущения Урана неизвестной планетой. Вычисленные Лоуэллом орбита и положения планеты не были опубликованы о 1914 г., хотя поиски планеты он начал с 1905 г. Через 24 года в 1929 г. было завершено сооружение нового 13-дюймового рефрактора, который был установлен на обсерватории Лоуэлла для ускорения розыска новой планеты.

Молодому ассистенту Клайду Томбо было поручено систематически фотографировать области неба вдоль эклиптики. Для каждой области он делал две фотографии с длительными экспозициями, разделенные по времени на 2 — 3 дня. Затем в поисках ожидаемой планеты он очень тщательно сравнивал полученные фотографические пластинки. Сравнение делалось при помощи блинк-компаратора—прибора, снабженного двойным микроскопом, что позволяет наблюдателю попеременно видеть одну и ту же область неба на двух пластинках. Любой объект, который в течение интервала между двумя экспозициями перемещался по небу, кажется прыгающим “туда — сюда”, в то время как звезды выглядят неподвижными.

Кроме того, первые две буквы названия соответствуют инициалам Персиваля Лоуэлла, умершего в 1916 г., т.е. всего через два года после того, как им было опубликовано подробное предсказание движения новой планеты.

Последующие вычисления орбиты, выполненные на основании фотографий новой планеты, сделанных еще до ее открытия, показали, что она движется вокруг Солнца с периодом 246,5 года по орбите, наклоненной на 17” к средней плоскости других планет.

В перигелии орбита Плутона проходит внутри орбиты Нептуна, но вследствие большого наклона орбиты эти два тела столкнуться не могут.

Только несчастливая случайность помешала открыть Плутон в 1919 г. астрономам обсерватории Маунт Вилсон. В это время Милтон Хьюмасон по поручению Уильяма Пикеринга (1858 -1938), который независимо осуществил вычисления предполагаемого положения планеты, сфотографировал области вокруг предсказанного положения планеты и действительно получил изображение планеты на некоторых пластинках. Однако изображение Плутона на одной из двух лучших пластинок попало как раз на небольшой брак эмульсии (на первый взгляд оно казалось частью этого брака), в то время как на другой пластинке изображение планеты оказалось частично наложенным на какую-то звезду! Даже в 1930 г., когда положение планеты в 1919 г. было довольно хорошо известно из вычисленной орбиты, с трудом удалось отождествить те изображения Плутона, которые были получены 11 лет назад.

Если только Плутон не обладает фантастически большой плотностью или же не является исключительно плохим отражателем света, то его масса недостаточно велика, чтобы вызывать те отклонения в движении Нептуна, на основе которых было предсказано существование Плутона. Вот почему многие астрономы ныне полагают, что открытие Плутона было случайным. Тем не менее открытие, последовавшее в результат неустанных поисков планеты, представляет собой еще один шаг на пути прогресса науки. Все сотрудники обсерватории Лоуэлла достойны высшей похвалы за свою кропотливую работу и полученные результаты.

Томбо распространил начатые на обсерватории Лоуэлла поиски на все небо, но установил, что в пределах, доступных наблюдениям с 13-дюймовым телескопом, больше планет нет. Если другие планеты и существуют, то они должны или находиться гораздо дальше или быть гораздо меньше. Продолжение поисков гораздо более слабых планет с одним из больших телескопов, например, с 5-метровым, неоправданно с практической точки зрения. Чем больше телескоп, тем пропорционально меньшую область неба он фотографирует. Поиски по всему небу с охватом всех объектов, блеск которых является предельным для наблюдения с 5-метровым телескопом, потребовали бы его непрерывного использования в течение всех безлунных ночей на протяжении долгих веков. Поэтому открытие планет, возможно, и существующих за орбитой Плутона, представляется весьма трудным делом, если только не сыграет роли какой-либо счастливый случай или же не будут применены новые методы наблюдений. Для радиолокационных телескопов такие расстояния слишком велики. Большой оптический телескоп, запущенный в межпланетное пространство или установленный на Луне и работающий в сочетании с телевизионной техникой и автоматической аппаратурой, предназначенной для поисков планет, возможно, и мог бы способствовать успеху, однако некоторые астрономы вообще сомневаются в том, что будут найдены еще какие-то планеты значительных размеров.

Самая далекая от Солнца из всех открытых до сих пор планет совершенно не похожа на другие планеты, находящиеся во внешних областях солнечной системы. Чужестранцем-карликом выглядит Плутон среди планет-гигантов. Наши сведения о Плутоне весьма ограничены; помимо орбиты, а следовательно, и расстояния нам известны его блеск и цвет, но масса Плутона неизвестна. Согласно определению Койпера видимый диаметр Плутона равен 0” , 2 0” , 3, что соответствует примерно5800 км. Если считать, что масса Плутона хотя бы примерно соответствует вычисленной величине (0,8 массы Земли) , то средняя плотность планеты получается больше плотности золота! Так как металлы и другие вещества, плотность которых выше, чем у железа, по-видимому, встречаются в звездах, так же как и на Земле, в небольших количествах, представляется совершенно невероятным, чтобы плотность Плутона была гораздо выше плотности железа, которая в 7,8 раза выше плотности воды. Очевидно, или его масса или диаметр определены с большой ошибкой. Если предположить, что плотность Плутона близка к плотности Земли, то это предположение с неизбежностью влечет за собой увеличение его диаметра вдвое, но так как такой диаметр вполне измерим, мы вынуждены вместе с Брауэром и Клеменсом сделать вывод, что масса Плутона определена пока еще ненадежно.

Совершенно иное объяснение тем же данным о Плутоне предложил Олтер, согласно которому диаметр Плутона больше его видимого диаметра, но благодаря тому, что планета имеет довольно гладкую поверхность, солнечный свет отражается лишь от ее небольшой центральной области. Так, например, отполированные сферические или овальные поверхности при освещении их точечным источником света дают от6леск с концентрацией света к центру поверхности. Однако объяснение Олтера все же не решает проблемы довольно слабого блеска Плутона. Если бы Плутон имел отражательную способность столь же низкую, как Луна, альбедо которой равно 0,07, то и тогда он должен был бы выглядеть вдвое более ярким, чем наблюдается в действительности. В результате мы вынуждены сделать маловероятный вывод о том, что поверхность у Плутона довольно гладкая, но ее отражательная способность равна всего 3 — 4%.

Так как температура Плутона, по-видимому, ниже 220 С т.е. всего лишь на каких-нибудь 50 — 60(выше температуры абсолютного нуля, то на его поверхности большинство обычных газов должно было перейти в жидкое состояние или замерзнуть.

Можно, конечно, представить себе, что Плутон покрыт океаном из жидкого (или твердого) кислорода (если бы кислород не был столь химически активен) или из азота, а водород и гелий, которые могли бы остаться на Плутоне газообразными, поэтому, вероятно, отсутствуют.

Хотя и можно представить себе, что отражательная способность поверхности планеты благодаря наличию льда из кристаллов аммиака и других распространенных соединений будет довольно высокой, мы все же на практике должны быть готовы к тому, что эта поверхность подобно лунной, вследствие выпадения на нее метеоритного и кометного вещества в особенности на ранних этапах истории планеты, довольно неровная. Судя по желтовато-белой окраске, можно утверждать, что поверхность Плутона покрыта не слишком пигментными материалами. Поэтому очень трудно согласиться с предположением Олтера о сравнительно гладкой поверхности Плутона в сочетании с рекордно низким значением альбедо.

Вероятно, Плутон является бесплодным холодным небольшим шаром; диаметр его немного меньше половины диаметра Земли, а альбедо порядка 0,15, т.е. вдвое больше альбедо Луны. Безусловно, эта планета негостеприимна для пребывания на ней человека; смертельно холодная ночь продолжается там 76,5 часа, а вслед за нею наступает такой же длинный день, но и днем блеск Солнца будет в 1600 раз слабее, чем на Земле.

Высказывалось даже предположение, что Плутон—вообще не настоящая планета, а всего лишь спутник, потерянный Нептуном.

Однако этот вопрос не может быть разрешен, пока мы не будем располагать большими сведениями о механизме появления у планет спутников.

В отличие от своих гигантских соседей с газовой поверхностью Плутон - маленький шар из скальных пород, покрытый льдом из замерзшего газа метана. Его диаметр составляет 2370 км. Плутон является крупнейшим космическим телом за пределами орбиты Нептуна.

До 2006 г. Плутон считался девятой планетой Солнечной системы, притом самой маленькой. Но сейчас его относят к одной из карликовых планет пояса Койпера.

Плутон находится дальше большинства планет, вращаясь на расстоянии от 4,4 до 7,4 млрд км от Солнца. Ему требуется 248 земных лет, чтобы облететь вокруг светила. Полный оборот вокруг своей оси он совершает за 6,4 земных дня, то есть сутки здесь длятся почти земную неделю.

Часть орбиты Плутона находится ближе к Солнцу, чем орбита Нептуна. В результате вблизи перигелия Плутон приближается к Солнцу ближе, чем восьмая планета (это было, например, с 7 февраля 1979 г. по 10 февраля 1999 г.).

У Плутона имеется сильно разреженная атмосфера, состоящая из газов метана, аргона и неона. Давление на поверхности планеты в 7000 раз меньше земного, а температура в среднем составляет -223°С.

Горы Плутона на самом деле являются вулканами. Только извергают они не раскаленную лаву, а смесь замерзшей воды и метана, аммиака или азота.

Ученые обнаружили доказательства существования водяного льда на планете, вода появляется лишь в некоторых местах.

Кроме того, на поверхности Плутона имеется несколько крупных трещин, глубина которых доходит до 4 км. Длина наибольшей из них составляет 322 км.

Плутон обладает не только обширными полями водяного льда на поверхности, но и голубым небом. Учитывая,что у планеты нет ни плотной атмосферы, ни больших океанов, обнаруженное голубое небо, скорее всего, является дымкой. Оно появляется, когда солнечный свет рассеивается очень мелкими частицами. Сами частицы этой мглы могут показаться красными или серыми, если смотреть на них невооруженным взглядом. Тем не менее из космоса они действительно выглядят голубыми. На Земле в роли таких рассеивающих частиц выступают крошечные молекулы азота. На Плутоне, судя по всему, такие частицы крупнее, но все равно относительно маленькие.

Атмосфера этой планеты периодически изменяется. Так, при удалении от Солнца она замораживается и оседает на поверхности, а при приближении к светилу разогревается и может расширяться. Сейчас атмосфера Плутона продолжает расширяться, хотя уже пройдена на орбите точка, в которой она должна была бы замерзнуть. Расширение атмосферы в течение последнего десятка лет достигло 300% (то есть ее объем увеличился в четыре раза). Вероятно, этому способствует тепло, скрытое под поверхностью, благодаря которому продолжается процесс испарения замороженных газов, которые составляют атмосферу Плутона.

У Плутона известно пять спутников: Харон (крупнейший из них), Кербер, Никта, Стикс и Гидра. Никта имеет размер 54x36 км, а Гидра — 43x33 км.

Харон находится на расстоянии 19 400 км от Плутона и постоянно обращен к нему одной стороной, как Луна к Земле. Диаметр спутника — 1212 км. Он образован из замерзших аммиака и воды. На поверхности имеются равнинные и горные участки, множество кратеров и тектонических трещин.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Поиск Плутона начат Ловеллом, когда выяснилось, что особенности движения Урана нельзя объяснить только тяготением Нептуна. Открыт Плутон через 12 лет после смерти Ловелла в 1930 г. Клайдом Томбо, сотрудником обсерватории Ловелла.

Плутон отстоит от Солнца в среднем на 39,5 а.е., или в среднем на 5 905 000 000 км (по последним данным - на 5 913 520 000 км), то есть он почти в сорок раз дальше от Солнца, чем Земля. Свет от Солнца доходит до него в среднем за 5 с половиной часов.

Исходя из практического отсутствия атмосферы и удалённости от Солнца, можно предположить, что температура поверхности Плутона составляет в среднем минус 220 градусов Цельсия. Это царство полного холода, хотя далеко не полного мрака, так как Солнце сверкает на этой планеты в виде очень яркой звезды. Ярче, чем у нас ночью светит Луна.

Год на Плутоне длится 247,7 земного года (по новым уточнённым данным - 248,54). Плутон находится в резонансе 2:3 к Нептуну.

Средняя скорость движения вокруг Солнца - 4,74 км/с. В шесть с лишним раз медленней Земли.

Орбита Плутона заметно эллиптическая (эксцентриситет - 0,25). Это самая вытянутая орбита большой планеты в Солнечной системе. В течение 20 земных лет на каждом витке вокруг Солнца Плутон движется внутри орбиты Нептуна, то есть не является самой далёкой планетой Солнечной системы (в частности, с 1979 по 1999 годы). Это оптимальное время для изучения Плутона. Такие пересечения орбит для других больших планет не характерны.

Угол наклона орбиты резко отличен от угла наклона земной орбиты (отличие на 17,1 градуса). По сути Плутон находится вне плоскости остальной Солнечной системы.

Масса Плутона, как считали раньше, чуть меньше земной массы, но это представление теперь отброшено.

Диаметр Плутона считался примерно равным диаметру Земли, но эти представления оказались ошибочными.

Освещённость Солнцем - 1/1600 земной.

Период обращения вокруг оси считался равным 6 суткам и 9 часам, причём такое представление сейчас подтверждено. Период определялся по регулярным изменениям яркости планеты, так как какие-либо детали на поверхности Плутона до сих пор не видны. Даже в самый сильный телескоп Плутон выглядит звездой (диск не виден).

Яркость Плутона из-за его вращения вокруг оси меняется на 30%, что говорит о резко различном цвете планеты в разных местах [Тень Харона, 1985].

Спутники не были известны.

Новые сведения

Новые данные о Плутоне и его спутнике Хароне рассматриваются в статье Ричарда Бинцеля [1990]. Все они получены с Земли или из окрестностей Земли (инфракрасный спутник "IRAS" и оптический телескоп "Хаббл").

Диаметр Плутона, как недавно выяснилось, составляет всего 2300 км. Значит, он отнюдь не равен Земле, а уступает ей по диаметру в пять с половиной раз, по объёму - в 174 раза! По диаметру он даже меньше Луны - в полтора раза. И всё-таки Плутон в два с половиной раза превосходит по этому показателю самый крупный астероид Цереру и по праву принадлежит к числу больших планет Солнечной системы. Недавние предложения ряда астрономов объявить Плутон астероидом и присвоить ему номер не были одобрены большинством учёных [Плутон "разжаловать" не удалось, 1999].

Масса Плутона составляет 0,0022 земной, то есть он "легче" Земли примерно в 450 - 500 раз [Купер, Хенбест, 1998], по другим данным - в 350 раз [Бинцель, 1990]. Масса Плутона была уточнена после того, как был открыт его спутник Харон и движение Харона было подробно изучено.

Отсюда средняя плотность этой планеты составляет 2,03 г/см3. Исходя из массы и объёма Плутона легко определяется сила тяжести на его поверхности - 0,04 земной.

Так как Плутон значительно плотнее планет-гигантов, можно предположить, что у него есть большое по объёму каменистое ядро (но всё-таки не металлическое). Сверху ядро покрыто ледяной мантией, а в самом верхнем слое этой мантии много замёрзшего метана. Из-за него поверхность Плутона выглядит слегка красноватой, и отражательная способность этой поверхности в 7 раз выше лунной [Бинцель, 1990]. Позднее было показано наличие на поверхности замёрзших метана, угарного газа и азота [Плутон и Харон, 2001].

Обычно у Плутона практически нет атмосферы (вымерзла), но, когда он подходит чуть ближе к Солнцу (пересекает орбиту Нептуна), метан частично испаряется, образуя разреженную газовую оболочку. Можно предположить также присутствие в атмосфере азота. Потом атмосфера вновь вымерзает, и поверхность планеты покрывается свежим метановым льдом, из-за чего выглядит такой светлой. Атмосфера открыта в 1988 г. во время покрытия звезды, которая гасла постепенно, т.е. методом Ломоносова [Плутон обладает атмосферой, 1989]. Атмосфера разреженная и соответствует 10-метровому слою воздуха [Изучается Плутон, 1988].

Яркость планеты чуть выше у полюсов. Это означает, что есть полярные шапки из замёрзшего метана. Шапки - свежее выпадение из атмосферы, и поэтому они светлее [Полярные шапки на Плутоне, 1989]. Шапки уменьшаются при приближении Плутона к Солнцу.

На экваторе Плутона - 59, на полюсах - 54 градуса по Кельвину [Изучается Плутон, 1988].

Ось Плутона наклонена к плоскости орбиты на 57,5 градусов, что означает наличие смены времён года. Плутон лежит на орбите почти боком, как Уран.

Плутон вращается вокруг своей оси в сторону, противоположную вращению большинства других планет.

Недавно у Плутона открыт огромный спутник Харон, который вращается близко от планеты и часто вызывает на ней солнечные затмения. Плутон и Харон повёрнуты друг другу всегда одной и той же стороной. Когда Плутон и Харон покрывают один другой, их суммарная яркость падает на 2-4% [Существование Харона подтверждено, 1985].

Какие-либо детали на поверхности планеты до сих пор не видны, но изучая яркость Плутона и Харона во время затмений, удалось составить схему яркости разных участков планеты. Так мы узнали, что на поверхности Плутона есть большие тёмные пятна (вероятнее всего, заливавшиеся лавой участки) и уже упоминавшиеся полярные шапки. Должны быть также метеоритные кратеры.

Обычно Плутон считают "убежавшим" спутником Нептуна (пересекает его орбиту, очень мал, вне плоскости остальной Солнечной системы и т.п.), но недавно высказывалось мнение, что он самостоятелен изначально, так как в его составе больше каменистых веществ и вообще он не похож на "коренные" спутники соседних планет, а более похож на захваченный Нептуном Тритон [Бинцель, 1990]. Вероятно, в этом случае Плутон можно рассматривать как тело, которое промежуточно между "истинными" большими планетами и телами пояса Койпера (см. ниже).

Харон - спутник Плутона

Харон открыт американским исследователем Джимом Кристи в 1978 г. при изучении снимков Плутона, сделанных при помощи земных телескопов. На этих снимках Плутон и Харон из-за дрожания земной атмосферы видны слитно (в общем сиянии), но Плутон имеет как бы грушевидную форму. Регулярные повторения этой "грушевидности" послужили доказательством наличия спутника. Чуть позднее космический телескоп "Хаббл" сумел расчленить "грушу" на два чётко различимых небесных тела.

В период максимального сближения Плутона с Солнцем (а, значит, и с Землёй) Харон, благодаря специфике своей орбиты, периодически был виден на фоне диска Плутона и периодически "прятался" за Плутон. Кроме того, эти два небесных тела периодически "затмевали" друг друга своими тенями. Это меняло их суммарную яркость. Яркость менялась также от того, каким участком - более светлым или менее светлым - тела поворачивались к Земле. Астрономам удалось расшифровать все эти периодические изменения яркости и узнать много сведений об этой двойной планете.

Харон, как выяснилось, имеет диаметр 1190 км, что несколько превышает половину диаметра Плутона. В Солнечной системе сейчас не известна другая пара планета-спутник, в которой два небесных тела были бы столь близки друг к другу по размеру и массе. На долю Плутона приходится 88%, а на долю Харона - 12% общей массы системы. Раньше самой двойной планетой считалась система Земля-Луна, а теперь первенство перешло к паре Плутон-Харон. Центр масс системы Плутон-Харон находится вне Плутона в 1200 км от его поверхности, и поэтому можно сказать, что оба члена двойной планеты вращаются вокруг общего центра масс, а не Харон вокруг Плутона. О паре Земля-Луна этого всё-таки сказать нельзя, так как центр масс расположен внутри Земли.

Харон и Плутон, как уже говорилось, всегда повёрнуты друг к другу одной и той же стороной, то есть день и месяц на Плутоне и Хароне длятся одно и то же время - 6 земных суток и 9 часов. Харон висит в плутоновом небе неподвижно и никогда не виден с одного из полушарий.

Плоскость орбиты Харона соответствует экваториальной плоскости Плутона (Харон "парит" над одной из точек экватора Плутона). Обе названные плоскости образуют угол 57,5 градуса к плоскости орбиты Плутона.

Харон находится в 19 640 км от Плутона, то есть примерно в 17 радиусах Плутона.

Предполагалось, что Харон покрыт льдом, не содержащим метана или содержащим лишь малые его количества, так как метановый лёд во время сближения системы с Солнцем должен был бы испариться и из-за своей лёгкости в виде газа покинуть Харон. Поверхность выглядит сероватой. Возможно, метан с Харона перетянут Плутоном [Бинцель, 1990]. В 1999 г. на основании изучения спектра доказано, что Харон покрыт водным льдом с присутствием аммиачного льда, т.е. резко отличается от Плутона [Плутон и Харон. 2001].

На фотографиях, полученных с помощью космического телескопа "Хаббл", вблизи Плутона и Харона видна "дымка". Такой "дымкой" окружены оба члена двойной планеты, она образует еле заметную перемычку между ними и в виде тора распределена вдоль орбиты Харона [Купер, Хенбест, 1998]. Не исключено, что истечение газов с Харона продолжается и сейчас. Газ рассредоточивается вдоль орбиты Харона и течёт к Плутону. Есть также предположение, что метан течёт от Плутона к Харону, временно удерживается Хароном, а потом покидает его.

Харон и Плутон, согласно некоторым источникам [Купер, Хенбест, 1998], обладают сходной плотностью, и можно предположить, что их внутреннее строение тоже сходно, то есть у Харона тоже есть каменистое ядро и ледяная мантия. Есть, однако, указания, что плотность Харона лишь в 1,4 раза превышает плотность воды (а не в 2,1 раза, как плотность Плутона) [Харон оказался "снежком", 1993]. Если это так, то Харон - это лёд с некоторым количеством камней, то есть Харон похож на спутники соседних планет-гигантов. Высказывалось предположение, что Харон и Плутон когда-то столкнулись, и часть льда с Плутона упала на Харон.

Поверхность Харона представляется покрытой метеоритными кратерами, но достоверных сведений о рельефе этого далёкого небесного тела, разумеется, нет.

Плутон — планета, вращающаяся вокруг Солнца, которой в 2006 году был присвоен статус карликовой. Небесное тело является транснептуновым объектом, так как среднее расстояние у него до Солнца больше, чем у Нептуна. Орбита планеты обладает большим эксцентриситетом и наклоном к плоскости эклиптики.

История открытия
Присвоение названия
Физические характеристики
Описание строения планеты
Спутники Плутона
Исследования космическими аппаратами
Занимательные факты

История открытия

В середине XIX века математик из Франции У. Леверье с помощью классической механики, основанной на законах Ньютона, предсказал существование планеты Нептун. Выводы он сделал на основе возмущения орбиты Урана. К концу XIX века ученые пришли к единому мнению, что на Уран оказывает влияние еще одна планета.

Через три года после его смерти специалистам обсерватории повезло запечатлеть Плутон на четырех фотографических пластинках, но в этот период планета находилась очень далеко и практически не просматривалась. На несколько лет поиски были приостановлены. Только в 1929 году директор обсерватории Слайфер поручил новичку К. Томбо возобновить их.

Для этого молодой специалист по ночам проводил съемки звездного неба. При этом он каждый участок фиксировал три раза с перерывом в несколько дней, а затем с помощью блинк-компаратора получал информацию о небесных телах, которые меняли свое положение.

Только через год ему удалось обнаружить небесное тело, которое двигалось по звездному небу. В марте 1930 года новость об открытии Плутона была передана по телеграфу в обсерваторию Гарвардского колледжа, а Томбо наградили медалью имени Ханны Джексон-Гвилт.

Присвоение названия

Так как первооткрывателями планеты считались специалисты обсерватории Лоуэлла, им было предоставлено право присвоить название новому небесному телу. Всем желающим предложили присылать в обсерваторию свои варианты, после чего письма стали поступать со всех уголков мира.

Работникам обсерватории было предложено выбрать из трех названий (Миневра, Кронос, Плутон) более подходящее для небесного тела. После недолгих обсуждений единогласно было выбрано имя греческого бога, которое впервые официально было представлено в печати 1 мая 1930 года.

В качестве награды за предложенный вариант девочка получила 5 фунтов стерлингов.

Физические характеристики

Из-за довольно большого расстояния между Землей и Плутоном очень сложно проводить качественное исследование планеты. Последнюю обширную информацию удалось получить совсем недавно, когда искусственный спутник New Horizons смог долететь в область небесного тела. Список физических параметров планеты:

экваториальный и полярный радиусы — 1153 км;
площадь — 1,6697·10 7 км²;
масса Плутона — (1,305 ± 0,007)·10 22 кг;
первая космическая скорость — 1,23 км/с;
время полного оборота вокруг оси — 6,39 дней;
звездная величина — до 13,65;
ускорение свободного падения — 0,658 м/с² (0,067 g).

Угловой диаметр планеты составляет около 0,11″, поэтому ее очень сложно увидеть даже в мощный телескоп. Выглядит Плутон как обыкновенная звезда. На снимках, сделанных космическим телескопом Хаббл, заметны только детали альбедо.

Описание строения планеты

На фотографиях, которые удалось сделать во время затмения Плутона его спутником, хорошо видно, что поверхность транснептунового объекта красноватого цвета и неоднородна. Из-за этого при обращении планеты периодически меняются ее яркость и спектр.

Высокая плотность небесного тела говорит, что, скорей всего, оно на 50—70% состоит из камня и на 30—50% — изо льда. Геологическое строение недр Плутона представлено плотным каменным ядром, окруженным слоем льда толщиной около 300 км. На поверхности планеты обнаружены:

азотные летучие льды — 97—98%;
замерзший метан — 1,5—3%;
монооксид углерода — 0,01—0,5%;
другие химические соединения.

Перечисленные вещества существуют в летучем состоянии. В зависимости от сезона они могут перемещаться по поверхности. На снимках, сделанных в 2015 году, были обнаружены возвышающиеся над ледяной поверхностью горы высотой до 3,5 км, которые, вероятней всего, состоят изо льда, а также большая светлая площадь в форме сердца. У Плутона есть своя атмосфера, в которую входят:

азот — 90%;
оксид углерода — 5%;
метан — 4%.

Остальной объем состоит из соединения азота и углерода. В зависимости от расстояния до Солнца меняются плотность и температура атмосферы, а когда Плутон удаляется на значительное расстояние, последняя полностью вымерзает.

Спутники Плутона

Карликовая планета вместе со спутниками занимает небольшой объем, а максимальный радиус орбиты равен 2,2 млн км. Все сателлиты малого размера обладают неправильной формой, но у них высокое альбедо (0,5), так как лед на поверхности более чистый. Ученые предположили, что открытие небольших спутников говорит о наличии у Плутона колец, которые образуются в результате выбросов от ударов метеоритов и астероидов.

Исследования космическими аппаратами

Кроме того, на станцию поместили часть пепла К. Томбо, который умер в конце XX века. Ровно через год, пролетая рядом с Юпитером, станция получила дополнительное ускорение — она должна была сблизиться с Плутоном в 2015 году. На борту космического корабля установили специальную аппаратуру, а для проверки камеры первый снимок был сделан за 4,2 млрд км до планеты.

На станции были установлены спектроскопы и устройства для получения изображений, которые предназначались как для связи с Землей, так и для создания качественных карт поверхности планеты. Планировалось также обследовать атмосферу, обратные стороны Плутона и его спутника Харона. Летом 2015 года исследовательский аппарат приблизился на 12,5 тыс. км к планете и сделал качественные снимки высокого разрешения.

Занимательные факты

Хотя планета и открыта в 1930 году, о ней до сих пор очень мало информации. Она практически толком не исследована человечеством, но существует много интересных фактов о планете Плутон. К ним относятся:

Полный круг по орбите осуществляется за 248 лет.
В 2006 году ученые, проанализировав физические параметры Плутона, исключили его из семейства планет, переведя в разряд карликовых.
Транснептуновый объект обладает самой вытянутой орбитой.
Атмосфера на Плутоне непригодна для жизни.
Оборот вокруг оси длится почти семь дней.
Солнце на Плутоне перемещается с запада на восток.
По сравнению с Землей планета вращается в обратную сторону.
Средняя температура на поверхности составляет -229 °C.
По размерам Плутон считается вторым маленьким транснептуновым объектом.
В его честь назвали химический элемент плутоний.
С момента открытия Плутона его круг по орбите закончится в 2178 году.
Если смотреть на Солнце с поверхности, то это будет маленькая точка.
Плутон легче Луны в 6 раз.
Предполагается, что атмосфера планеты и его спутника Харона одна на двоих.

После получения последних фотографий со станции New Horizons специалисты НАСА до сих пор проводят их детальное изучение. Возможно, скоро человечество узнает много новой информации о Плутоне.

Читайте также: