Плутон.

Общие сведения

Плутон - самая далекая планета Солнечной системы - наименее изученная из всех планет. Плутон был открыт Клайдом Томбо (США) в 1930 г.

Среднее расстояние от планеты до Солнца составляет 39,52 а. е. Плутон выглядит как точечный объект 15 звездной величины, т. е. примерно в 4 тыс. раз слабее тех звезд, которые находятся на пределе видимости невооруженным глазом.

Плутон очень медленно, за 247,7 года, совершает оборот по орбите, которая имеет необычно большой наклон (17°) к плоскости эклиптики, и вытянута настолько, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу на более короткое расстояние, чем Нептун. Из-за огромной удаленности от Солнца и слабой освещенности изучать Плутон очень сложно. Непосредственные измерения углового диаметра Плутона на 5-метровом телескопе дали результат 0,23°. Диаметр Плутона около 2 280 км. Поверхность Плутона, нагреваемая Солнцем до минус 210° С, даже в наименее холодных полуденных участках, покрыта, по-видимому, снегом из замерзшего метана. Атмосфера планеты разряженная и состоит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов.

Блеск Плутона меняется с периодом вращения 6 сут. 9 ч. В 1978 г. выяснилось, что эта периодичность соответствует орбитальному движению спутника Плутона, обнаруженного американскими астрономами. Спутник Плутона относительно яркий, но расположен настолько близко к планете, что его изображение на фотоснимках сливается с изображением Плутона, лишь слегка выступая то с одной, то с другой стороны. Из периода обращения и расстояния между центрами вычислили массу системы "Плутон-спутник".

Масса оказалась неожиданно малой: 1,7% массы Земли. Почти вся она сосредоточена в Плутоне, т. к. диаметр спутника, судя по блеску, мал по сравнению с диаметром планеты. В таком случае средняя плотность Плутона составляет приблизительно 2000 кг/м3, если принять его диаметр равным 3 тыс. км. Такая малая плотность означает, что Плутон состоит преимущественно из летучих химических элементов и соединений, т. е. примерно такой же состав, как планеты-гиганты и их спутники.

Исследование планеты.

Орбита планеты обладает необычной вытянутостью. Плутон то проходит всего в 4400000000 км от светила, то удаляется от него на 7400000000 км. В течение двухсот двадцати восьми земных лет, из тех каждых двухсот сорока восьми, Плутон является наиболее удаленной от Солнца планетой. В остальные 20 лет на смену Плутону приходит Нептун. Как раз в 1979 г. такая "смена караула" и произошла; на два десятка лет стражем далеких окраин Солнечной системы стал Нептун. 23 января 1979 г. эти планеты оказались на равном расстоянии от Солнца - в 30,3 астрономической единицы, а затем как бы поменялись местами. На схемах это выглядит как пересечение орбит. На самом же деле оно не существует и одна планета проходит в миллионах километров от другой.

В сентябре 1989 г. Плутон достиг своего перигелия и начал удаляться от светила. 15 марта 1999 г. Плутон и Нептун вернулись на свои более привычные места, и самой далекой планетой вновь стал Плутон.

В 1950 г. Койпер установил, что диаметр Плутона не превышает 5800 км. Лет через 25 - новость: Плутон отражает свет так, как будто он покрыт замороженным болотным газом. А если есть метановый иней, то тело планеты холодное, и в случае, если Плутон весь состоит из метана, плотность его должна быть меньше единицы. К концу 70-х годов ученые пришли к выводу, что Плутон - совсем небольшое тело, меньше даже, чем наша Луна, и хотя в 1980 г. поступили сведения, что его диаметр составляет 4000 км (на 500 км больше лунного), по массе он в несколько раз уступает Луне. Словом, по размерам, по орбите и другим характеристикам - скорее не планета, а спутник.

Плутон представляет собой как бы неполноценную планету, во многом очень напоминающую спутник. В пользу такого предположения говорят и странности в периоде вращения Плутона вокруг собственной оси. На полный оборот у него уходит 6 суток 9 часов 17 минут, а это слишком много для столь небольшого тела, так что и скорость вращения выдает его с головой как самозванца в семье планет. Еще одно свидетельство: все четыре планеты, лежащие непосредственно за Марсом и за поясом астероидов, - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - обладают гигантскими размерами, огромной массой, общим газо-жидким строением решительно отличаются от внутренних - Меркурия, Венеры, Земли и Марса. А вот Плутон, хотя и расположен во внешней части Солнечной системы, всеми этими параметрами, как кажется, схож с меньшими и твердотельными околосолнечными планетами, а не со своими соседями.

Далекие от Солнца самостоятельные небесные тела такими быть не должны. Значит, спутник? Но чей же? На такой вопрос отвечает следующий факт. На каждые три полных оборота Нептуна вокруг Солнца приходится точно два таких же оборота Плутона. Значит, не исключено, что Плутон был некогда "приручен" Нептуном и в отдаленнейшие времена Нептун имел, помимо Тритона и Нереиды, еще одного прислужника, которому затем удалось стать более независимым, но следы прежнего рабства в его биографии все же остались.

Одним из первых, кому пришло на ум увидеть в Плутоне "беглого" прислужника Нептуна, был японский астроном, директор Квасанской обсерватории в Киото И.Ямамото (1889-1959). Он предложил такой сценарий этой драмы. Некогда Нептун обращался вокруг Солнца на расстоянии, более подобающем девятой планете (включая и "несостоявшуюся" - пояс астероидов). Затем из глубин Вселенной появился пришелец - некое крупное небесное тело. Оно вторглось в царство Нептуна и своим тяготением отняло, у него один из спутников. Совсем увести добычу с собой оно не могло, но с околонептунной орбиты сорвать спутник ему оказалось под силу. Пришелец на границе Солнечной системы бросил свою жертву, которая, перестав быть спутником, с тех пор и стала независимой планетой. А Нептун под влиянием потери тоже изменил свою орбиту, приблизившись к Солнцу. Конечно, все это лишь гипотеза. Для того чтобы приобрести титул теории, ей недостает еще многого. В первую очередь - наблюдательных фактов. А они-то в таком удалении от Земли достаются нелегко.

Открытие спутника.

22 июня 1978 г. Дж. У. Кристи из Морской обсерватории в Вашингтоне решил просмотреть пластинки со снимками Плутона, сделанными за месяц-другой до этого при помощи полутораметрового телескопа во Флагстаффе (штат Аризона). Цель фотографирования была довольно рутинной - уточнить орбиту этой все еще слабо изученной планеты. Тут Кристи бросилось в глаза, что тело Плутона выглядит как-то странно: оно, вроде бы, вытянуто в одну сторону, примерно с севера на юг. Гора? Но даже помыслить невозможно о такой гигантской вершине, чтобы она была заметна за миллиарды километров, пускай и в наилучший телескоп. Кристи решил: спутник!

Коллега первооткрывателя (хотя открытие еще нуждалось в подтверждении) Р. С. Харрингтон занялся вычислениями. Его вывод был тот же. Опираясь на определение времени, за которое "выступ", исчезнув с одной стороны Плутона, появляется с другой, он подсчитал период обращения новичка вокруг его планеты. Оказалось 6 суток 9 часов 17 минут, то есть то же самое время, которое тратит Плутон, чтобы обернуться вокруг собственной оси. Значит, луна Плутона постоянно "висит" над одной и той же точкой поверхности планеты.

Прослышав об открытии, Дж. А. Грем на обсерватории Серро-Тололо (Чили) немедленно "изловил" новичка в ясном небе южного полушария. А Кристи тем временем обнаружил его в архиве - на снимках той же Флагстаффской обсерватории, сделанных лет за восемь и за тринадцать до того. Этот слабый выступ до него никто не разглядел. Первооткрыватель предложил для спутника имя Харон.

В сентябре 1980 г. французские астрономы Д. Бонно и Р. Фуа получили серию фотографий, на которых изображения можно выделить, используя ЭВМ. В результате было установлено, что радиус орбиты Харона равен 19000 км. Диаметр Плутона получился равным примерно 4000 км, а диаметр Харона около 2000 км. Очень близко поселился "перевозчик теней" к самому владыке загробного мира. Даже Луна с Землей представляют собой менее компактную систему. Да и отношения масс у этих двух тел очень необычны. В случае если их средняя плотность одинакова (около 0,4 г/см³), масса Плутона составляет 1/500, а Харона - около 1/4000 массы Земли. Тем самым Харон становится массивнейшей луной в Солнечной системе, если считать в отношении к массе ее нейтрального тела. Поэтому некоторые специалисты даже предлагают считать эту систему парной, двойной планетой "Плутон - Харон", известны же двойные звезды, тоже обращающиеся вокруг общего центра масс, так что такое предложение звучит логично.