Из группы планет Солнечной системы Плутон в 2006 году переместился в группу карликовых планет, но споры по поводу его классификации не утихают. Изучать этот небесное тело ввиду удаленности сложно, поэтому вопросов остается очень много. Информация о строении, особенностях, интересные факты из истории открытия дадут возможность детям и взрослым больше узнать о загадочном далеком объекте космоса.
Из истории открытия
Планету Нептун обнаружили в сентябре 1846 года, но, что интересно, сначала она была предсказана математически после открытия Урана в 1781 году. Ученые-астрономы, наблюдая за ними, заметили, что на орбиту Урана влияет какое-то небесное тело и назвали его «Х-Планета».
Ученые задались целью обнаружить его, и особенно усердствовал Персиваль Лоуэлл, открыв для этого собственную обсерваторию. Он и Пикеринг провели расчеты нескольких возможных значений координат и в 1906 приступили к наблюдениям.
В 1915 году получили первые фотографии, но они были настолько нечеткими, что сделать какие-либо выводы не представлялось возможным. На снимках, сделанных в обсерватории Маунь Вильсон в 1919 году, неизвестный объект затерялся среди других звезд и опять остался незамеченным.
После кончины Лоуэлла (1916 год) наблюдения не велись, возобновили их в 1929 году. Молодой сотрудник его обсерватории Клайд Томбо делал по три снимка ночного неба с периодичностью в несколько дней и просматривал специальным прибором для поиска изменяющихся объектов звездного неба (блинк-компаратор). В марте 1930 года появились документальные подтверждения присутствия какого-то движущегося тела.
Присвоение названия
Поскольку новый объект обнаружила обсерватория Лоуэлла, то право присвоить ему имя принадлежало ей. Вдова Лоуэлла предлагала свои варианты: Зевс, Персиваль, свое имя. Эти и иные названия, поступавшие отовсюду, не подошли.
Предложение присвоить имя «Плутон» поступило от одиннадцатилетней Венеции Берни, учившейся в школе Оксфорда. Об этом зашел разговор в ее семье, и она решила, что темному, холодному и неизведанному миру вполне подойдет имя древнегреческого бога смерти подземного царства.
Этот вариант ее дедушка, работник университетской библиотеки, изложил профессору Тёрнеру, а тот передал его в США. На голосование поступило три варианта названий: Минерва, Кронос и Плутон. За последний проголосовали все. Информация об этом появилась в СМИ 1 мая 1930 года. Девочке дед вручил награду в 5 фунтов стерлингов.
Интересные факты:
- Символом Плутона стала составленная из букв P и L монограмма – ♇, эти буквы еще и инициалы Персиваля Лоуэлла.
- В астрологии символ Плутона схож с символом Нептуна – разница в том, что вместо среднего зубца трезубца изображен круг.
- У китайцев, японцев и корейцев название планеты означает «звезда подземного царя», у вьетнамцев – «звезда Ямы» (Яма – бог смерти в индуизме).
- По имени планеты назвали искусственно полученный элемент (№94 в таблице Менделеева) – плутоний.
Почему Плутон перестал быть планетой
В 1930-2006 гг. Плутон в группе планет Солнечной системы стоял под №9. Когда обнаружили сопоставимые с ним по размерам, но не обладающие всеми признаками планеты, Цереру и Эриду, встал вопрос о смене статуса. Поскольку Церера и Эрида – это планеты-карлики, то, соответственно, и Плутон должен быть в этой же категории.
Лишить его планетарного статуса долго не решались, но после того, как были четко сформулированы признаки планеты, сомнения отпали. По одному из признаков небесное тело, претендующее на звание планеты, должно обладать самой большой в своем окружении массой, а у Плутона она составляет всего лишь 7% от массы объектов в поясе Койпера, где он находится.
Ныне Плутон — малая планета №134340. Многие астрономы считают, что планета №9 все же есть, но пока нет возможности ее обнаружить. По одной из теорий, она совершает оборот вокруг солнца за 15 000 лет и создает гравитационную силу, присутствие которой определяется.
О вращении и орбите
У новоявленного карлика орбита более сжата, чем у больших планет, поэтому в определенные периоды он находится к светилу ближе Нептуна. Предсказать ее, используя нелинейные уравнения, можно вперед-назад на несколько миллионов лет.
В зависимости от положения Плутона и Земли на своих орбитах, расстояние между ними разное: от 4,4 до 7,4 млрд км. В среднем оно составляет 5,9 млрд км и человек, идущий пешком, преодолеет его за 134 000 лет. Свету для этого потребуется чуть больше пяти часов.
В 2015 году состоялся пролет аппарата «Новые горизонты», что позволило уточнить некоторые данные, провести дополнительные наблюдения. Расстояние от аппарата до поверхности Плутона в момент пролета составило 12,5 тыс. км, до центра – 13,691 тыс. км.
Интересные факты:
- Вращение вокруг своей оси происходит в обратном, т. е. противоположном обращению других планет направлении. Подобным образом движется Венера, Уран.
- Наклон оси вращения составляет 120°, поэтому сезонные изменения более экстремальны.
- Длительность года из-за медленного движения по орбите (≈4,7 км/с) составляет 247, 92 земных лет, отсюда большая продолжительность сезонов.
- Сутки длятся 6,387 земных суток.
Строение, размеры, масса
Современная техника не позволяет наблюдать за Плутоном на расстоянии, дающим возможность сделать качественные снимки и точные вычисления. Даже при использовании самого мощного телескопа он видится как маленькая звезда.
С большой долей вероятности сделаны выводы о его строении: недра состоят из камня (50-70%) и льда (50-30%). Лед, в основном, водяной, но есть и другие его модификации. Ядро плотное, каменное, покрыто ледяной мантией, толщина которой около 300 км.
Согласно спектральным данным, на поверхности тоже есть водяной лед, скрытый под более летучими льдами (азотный, метановый и др.), способными перемещаться.
Размеры значительно меньше размеров не только планет, но и даже некоторых их спутников.
Интересные факты:
- m≈1,3031022кг, что составляет шестую часть массы Луны и в 480 раз меньше массы Земли;
- d=2376,6 км – это 2/3 от диаметра Луны;
- S=17,7 млн км, что чуть больше площади России;
- V=7,0109км, тогда как объем Земли – 1,08321·1012 км3.
Поверхность, атмосфера, погода
На кадрах, снятых в 2015 году с аппарата «Новые горизонты», хорошо виден более светлый участок, по форме напоминающий сердце. Его размеры: 1800х1500 км. В зоне экватора обнаружены ледяные горы высотой около 3,5 км, возвышающиеся над более-менее ровной поверхностью изо льда.
Примечателен еще один объект – равнина Спутника. Так назвали впадину (длина более 1000 км), заполненную застывшими газами и пересеченную бороздами, разделяющими ее на многокилометровые ячейки. Равнину окружают ледяные горы высотой около 5 км.
В 1985 году в результате наблюдений было сделано предположение о наличии у бывшей планеты атмосферы, в 1988 году оно подтвердилось. Представляют ее газы, испаряющиеся со льда на поверхности. Из частиц этана, этилена и ацетилена образуется легкая дымка, достигающая высоты более 200 км.
Интересные факты:
- температура по мере поднятия над поверхностью растет – 3-15°С на каждый километр;
- средний показатель температуры на поверхности – -223 °С, в атмосфере – больше на 40 °;
- перепады температуры связаны с вызванным метаном парниковым эффектом;
- давление на поверхности при удалении от Солнца падает, газы частично замерзают и оседают, поэтому ветров почти нет;
- при сближении со светилом газы поднимаются вверх, давление растет, наступает пора ветров;
- самые «теплые» места – полюсы, на остальной территории наблюдается вечная мерзлота.
О спутниках
На сегодня есть точные сведения о пяти спутниках. Харон среди них самый крупный. Открыли его в 1978 году, другие четыре были обнаружены, когда появился телескоп «Хаббл».
Интересные факты:
- В древнегреческой мифологии Харон был перевозчиком душ умерших через мифическую реку Стикс.
- На диаметр Харона приходится немногим более ½ диаметра Плутона, т. е. 1212 км, на массу – 1/8 массы «хозяина».
- Плутон и Харон «смотрят» друг на друга одной стороной, поэтому если смотреть с одной стороны Плутона, то спутник всегда виден, если наблюдать с другой, то его никогда не увидишь.
- Согласно исследованиям НАСА, на Хароне есть залежи графита больших объемов.
- Никту и Гидру открыли в мае 2005 года. Радиус орбиты первого – 49 000 км, второго – 65 000 км. На поверхности каждого есть кратеры. Массу пока не вычислили.
- Кербер обнаружили в июне 2011 года, Стикс – в июле 2012 года. От Плутона первый удален на 58 тыс. км, второй – на 42 тыс. км, размеры – 12х4,4 км и 7х5 км соответственно.
Будущее Плутона
Из-за протекающих на Солнце термоядерных реакций его светимость меняется в сторону увеличения, и примерно через 1,1 млрд лет она будет на 11% больше нынешней. Зона обитания сместится сначала на Марс и Юпитер, затем достигнет Сатурна.
Спустя 7,7-7,8 млрд лет солнечное ядро раскалится до такой степени, что начнет гореть водород в окружающей его оболочке. В результате внешние оболочки расширятся, и Солнце превратится в красного гиганта.
Вероятно, к тому времени на Плутоне и других телах в поясе Койпера создадутся приемлемые для развития жизни условия. До момента, когда светило превратится в белого карлика и окончательно не погаснет, Плутон будет способен поддерживать эти условия не один десяток миллионов лет.