Плутон - история открытия и общие характеристики карликовой планеты

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.

В начале XX века ее поисками занялся исследователь Марса американец П. Лоуэл. Предварительно он рассчитал возможные места в Солнечной системе, где могло находиться новое небесное тело, которое он назвал «Планета X». Но Лоуэлу так и не удалось ее обнаружить, поскольку в 1916 году он умер.

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.

Название «Плутон» первой предложила ученица из Оксфорда В. Берни, которой было 11 лет. Помимо астрономии школьница увлекалась изучением древней мифологии, поэтому она посчитала, что имя греческого бога как раз подойдет для новой планеты.

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 — 1,6697·10⁷ км²;
• масса Плутона — (1,305 ± 0,007)·10²² 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

У планеты насчитывается пять спутников, первый из которых, Харон, считается самым крупным. Он был обнаружен в семидесятых годах прошлого века. Его диаметр составляет 1212 км (35% Луны). Остальные спутники открыли гораздо позже, использовав телескоп «Хаббл». Все они обращаются в одну сторону практически по круговым орбитам. От Плутона они располагаются в следующей последовательности:

• Харон;
• Стикс;
• Никта;
• Кербер;
• Гидра.

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

Большую часть исследований планеты проводили с помощью американского телескопа «Хаббл». Только в начале XXI века, получив финансирование от правительства, к Плутону была направлен исследовательский аппарат New Horizons. В январе 2006 года стартовала ракета-носитель «Атлас-5».

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:

1. Полный круг по орбите осуществляется за 248 лет.
2. В 2006 году ученые, проанализировав физические параметры Плутона, исключили его из семейства планет, переведя в разряд карликовых.
3. Транснептуновый объект обладает самой вытянутой орбитой.
4. Атмосфера на Плутоне непригодна для жизни.
5. Оборот вокруг оси длится почти семь дней.
6. Солнце на Плутоне перемещается с запада на восток.
7. По сравнению с Землей планета вращается в обратную сторону.
8. Средняя температура на поверхности составляет -229 °C.
9. По размерам Плутон считается вторым маленьким транснептуновым объектом.
10. В его честь назвали химический элемент плутоний.
11. С момента открытия Плутона его круг по орбите закончится в 2178 году.
12. Если смотреть на Солнце с поверхности, то это будет маленькая точка.
13. Плутон легче Луны в 6 раз.
14. 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.