Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Воскресенье, 23.04.2017, 10:45

Вселенная Сегодня » 2016 » Октябрь » 18 » Карликовая планета Плутон

18.10.2016
Карликовая планета Плутон
Автор: Matt Williams

Огромный регион в форме сердца спереди в центре. Видны несколько кратеров, и большая часть поверхности выглядит переработанной, а не древней. Плутон. Предоставлено: NASA.

После своего открытия Клайдом Томбо в 1930 году Плутон ещё почти столетие считали девятой планетой Солнечной Системы. В 2006 году его стали классифицировать как "карликовую планету" из-за открытия других транснептуновых объектов (ТНО) сопоставимого размера. Однако это не меняет его значимости в нашей системе. В дополнение к крупным ТНО, это самая большая по размеру и вторая по массе карликовая планета в Солнечной Системе.


В результате, большую часть времени исследования были посвящены этой бывшей планете. И с успешным её облётом миссией "Новые Горизонты" ("New Horizons") в июле 2016 года, мы, наконец-то, имеем чёткое представление о том, как Плутон выглядит. Когда учёные погрязли в объёмных массивах данных, отправляемых обратно, наше понимание этого мира на краю Солнечной Системы росло не по дням, а по часам.

Открытие:

Существование Плутона было предсказано до его открытия. В 1840-х годах французский математик Урбан до Леверье использовал ньютоновскую механику для прогнозирования положения Нептуна (который ещё не был открыт), основываясь на пертурбациях (возмущениях орбиты) Урана. В 19 веке поселяющие наблюдения Нептуна привели астрономов к мыслям о том, что некая планета создавала возмущения его орбиты.

В 1906 году Персиваль Лоуэлл, американский математик и астроном, основавший Обсерваторию Лоуэлла во Флагстаффе, Аризона, в 1894 году, инициировал проект по поиску "Планеты Х", возможной девятой планеты Солнечной Системы. К сожалению, Лоуэлл умер в 1916 году до того, как подтвердили открытие. Но незаметно для него, его обзоры неба зафиксировали два тусклых изображения Плутона (19 марта и 7 апреля 1915 года), которые просто не заметили.

Первые фотографии Плутона, датированные 23 и 29 января 1930 года. Предоставлено: Архивным отделом Обсерватории Лоуэлла.

После смерти Лоуэлла поиски не возобновлялись до 1929 года, после чего директору Обсерватории Лоуэлла Весто Мелвину Слиферу было поручено задание найти Планету Х вместе с Клайдом Томбо. 23-летний астроном из Канзаса, Клайд Томбо, провёл следующий год, фотографируя участки ночного неба, а затем анализируя фотографии, чтобы определить, сдвинулись ли какие-нибудь объекты со своего места.

18 февраля 1930 года Томбо обнаружил возможный движущийся объект на фотографических пластинах, снятых в январе того года. После того, как обсерватория получила дополнительные фотографии для подтверждения существования объекта, новости об открытии телеграфировали в Обсерваторию Гарвардского Колледжа 13 марта 1930 года. Таинственная Планета Х наконец-то была обнаружена.

Именование:

После открытия было объявлено, что Обсерваторию Лоуэлла завалили предложениями названий новой планеты. Название Плутон, по имени римского бога подземного мира, предложила Венеция Берни (1918-2009), в то время 11-летняя школьница в Оксфорде, Англия. Она предложила его в разговоре со своим дедом, который посоветовал это название профессору астрономии Герберту Холлу Тёрнеру, сообщившему его коллегам в США.

Поверхность Плутона, наблюдаемая с помощью телескопа Хаббл на нескольких снимках в 2002 и 2003 годах. Предоставлено: NASA/Hubble.

Объекту дали официальное название 24 марта 1930 года, и дело дошло до голосования между тремя вариантами - Минерва, Кронос и Плутон. Каждый член обсерватории Лоуэлла проголосовал за Плутон, и о нём было объявлено 1 мая 1930 года. Выбор основывался на том, что первые две буквы в слове Плутон - П и Л - соответствуют инициалам Персиваля Лоуэлла.

Данное название быстро прижилось среди широкой общественности. В 1930 году Уолт Дисней очевидно был вдохновлён этим событием, когда представил публике ищейку для Микки по кличке Плуто. В 1941 году Гленн Т. Сиборг назвал недавно открытый элемент плутонием в честь Плутона. Это соответствовало традиции именования элементов в честь недавно открытых планет - таких как уран, названный в честь Урана, и нептуний, названный в честь Нептуна.

Размер, масса и орбита:

С массой 1,305±0,007 х 10²² кг - что является эквивалентом 0,00218 массы Земли и 0,178 массы Луны - Плутон является второй по массе карликовой планетой и десятым по массе известным объектом, непосредственно движущимся по орбите вокруг Солнца. Он имеет площадь поверхности 1,765 х 107 км и объём 6,97 х 109 км.

Карта поверхности Плутона с неофициальными названиями нескольких наиболее крупных особенностей ландшафта. Предоставлено: NASA/JHUAPL.

Плутон имеет умеренно эксцентрическую наклонную орбиту, которая колеблется в диапазоне от 29,657 а.е. (4,4 млрд км) в перигелии до 48,871 а.е. (7,3 млрд км) в афелии. Это значит, что Плутон периодически становится ближе к Солнцу, чем Нептун, но стабильный орбитальный резонанс с Нептуном предотвращает их столкновение.

Плутон имеет орбитальный период в 247,68 земных лет, то есть ему требуется почти 250 лет, чтобы завершить один полный оборот вокруг Солнца. Между тем, период вращения вокруг своей оси (одни сутки) равен 6,39 земных дня. Подобно Урану, Плутон вращается на боку с осевым наклоном 120° относительно орбитальной плоскости, что приводит к экстремальным сезонным изменениям. В его солнцестояния одна четверть поверхности находится в постоянном дневном свете, тогда как другие три четверти - в постоянной темноте.

Состав и атмосфера:

Со средней плотностью 1,87 г/см³ состав Плутона дифференцирован между ледяной мантией и каменным ядром. Поверхность состоит из более 98% азотного льда с примесями метана и моноокиси углерода. Поверхность очень разнообразна с большими различиями в яркости и цвете. Отличительной особенностью является огромная бледная зона по прозвищу "Сердце".

Теоретическое внутреннее строение Плутона, состоящего из 1) замёрзшего азота, 2) водяного льда, 3) камня. Предоставлено: NASA/Pat Rawlings.

Учёные также подозревают, что внутренняя структура Плутона дифференцирована, со скальной породой, обосновавшейся в плотном ядре, окружённом мантией из водяного льда. Считается, что диаметр ядра приблизительно равен 1700 км, 70% диаметра Плутона. Благодаря распаду радиоактивных элементов, возможно, что Плутон имеет подповерхностный океанический слой толщиной 100-180 км на границе ядра и мантии.

У Плутона есть тонкая атмосфера, состоящая из азота (N2), метана (CH4) и моноокиси углерода (CO), которые находятся в равновесии с их льдами на поверхности. Тем не менее, на планете так холодно, что в течение части её орбиты атмосфера сгущается и падает на поверхность.  Средняя температура поверхности планеты от 33 К (-240 °С) в афелии до 55 К (-218°С) в перигелии.

Спутники:

У Плутона есть пять известных спутников. Самый большой и самый близкий на орбите Плутона - это Харон. Этот спутник впервые идентифицировал в 1978 году астроном Джеймс Кристи, используя фотографические пластины из Военно-Морской Обсерватории США (USNO) в Вашингтоне, округ Колумбия. За Хароном лежат ещё четыре спутника с кратной орбитой - Стикс (Styx), Никта (Nix), Кербер (Kerberos) и Гидра (Hydra) соответственно.

Никта и Гидра были открыты одновременно в 2005 году командой по поиску компаньонов Плутона, использующей телескоп Хаббл. Та же самая команда открыла Кербер в 2011 году. Пятый и последний спутник Стикс был открыт космическим аппаратом "Новые Горизонты" в 2012 году во время фотографирования Плутона и Харона.

Иллюстрация, сравнивающая масштабы и яркость спутников Плутона. Предоставлено: NASA/ESA/M.Showalter.

Харон, Стикс и Кербер достаточно массивные для того, чтобы коллапсировать в форму сфероида под воздействием своей собственной гравитации. Никта и Гидра, тем не менее, имеют удлинённую форму. Система Плутон-Харон необычна тем, что это одна из немногих систем в Солнечной Системе, чей барицентр лежит выше поверхности планеты. Короче говоря, Плутон и Харон вращаются друг вокруг друга, в результате чего некоторые учёные утверждают, что это "двойная карликовая система" вместо карликовой планеты и спутника на её орбите.

Кроме того, это необычно ещё и тем, что каждое тело имеет приливной захват (синхронное вращение) друг с другом. Харон и Плутон всегда обращены одной и той же стороной друг к другу, и из любого местоположения на поверхности любого из них, другое всегда в одной и той же позиции на небе, или всегда скрыто. Это также значит, что периоды вращения вокруг оси у каждого из них равны тому времени, которое необходимо всей системе, чтобы обернуться вокруг общего центра масс.

В 2007 году наблюдения Обсерваторией Джемини участков из гидратов аммиака и кристаллов воды на поверхности Харона предположили присутствие активных криогейзеров. Это, казалось бы, свидетельствует о том, что Плутон имеет тёплый подповерхностный океан, и что ядро геологически активно. Считается, что спутники Плутона были образованы столкновением между Плутоном и небесным телом подобного размера в древней истории Солнечной Системы. Столкновение выбросило вещество, которое после консолидировалось в спутники вокруг Плутона.

Классификация:

С 1992 года было открыто очень много небесных тел, движущихся по орбитам в той же самой области, что и Плутон, демонстрируя, что Плутон - это часть популяции объектов, называемых Поясом Койпера. Это поставило его официальный статус как планеты под вопрос, многие задавали вопрос, следует ли Плутон рассматривать отдельно от окружающей его популяции, как Цереру (Ceres), Палладу (Pallas), Юнону (Juno) и Весту (Vesta), которые потеряли свой статус планеты после открытия Пояса Астероидов.



29 июля 2005 года было объявлено об открытии нового транснептунового объекта (ТНО) Эрида, который, как полагали, был гораздо больше Плутона. Первоначально ссылаясь на десятую планеты Солнечной Системы, не было достигнуто консенсуса по тому, является ли Эрида планетой. Более того, другие в астрономическом сообществе считают её открытие сильным аргументом для реклассификации Плутона в малую планету.

Дискуссия подошла к завершению 24 августа 2006 года с резолюцией Международного Астрономического Союза (МАС), которая создала официальное определение термина "планета". Согласно XXVI Генеральной Ассамблее МАС, планета должна соответствовать трём критериям: ей необходимо находится на орбите вокруг Солнца, ей необходимо иметь достаточную гравитацию, чтобы сжать себя в сферическую форму, и ей необходимо очистить свою орбиту от других объектов.

Плутон не удовлетворяет третьему условию, потому что его масса всего 0,07 от массы всех объектов на его орбите. МАС также постановил, что тела, которые не соответствуют третьему критерию, следует называть карликовыми планетами. 13 сентября 2006 года МАС включил Плутон, Эриду и её спутник Дисномию в Каталог Малых Планет.

Решение МАС встретили неоднозначно, особенно в научном сообществе. Например, Алан Стерн, главный исследователь миссии "Новые Горизонты", и Марк Буйе, астроном в Обсерватории Лоуэлла, оба откровенно высказали неудовольствие по поводу реклассификации. Другие, такие как Майк Браун, астроном, открывший Эриду, выразили свою поддержку.

Наше развивающееся понимание Плутона, представленное снимками "Хаббла" в 2002-2003 годах (слева) и фотографиями, сделанными "Новыми Горизонтами" в 2015 году (справа). Предоставлено: theguardian.com.

14-16 августа 2008 года исследователи по обе стороны вопроса собрались на том, что стали называть "The Great Planet Debate" (Большие дебаты о планетах), в Лаборатории Прикладной Физики Университета Джонса Хопкинса. К сожалению, никакого научного консенсуса не было достигнуто, но 11 июня 2008 года МАС объявил в пресс-релизе, что в дальнейшем для обозначения Плутона и других подобных объектов будет использоваться термин "плутоид".

Исследование:

Плутон создаёт значительные трудности для космических аппаратов из-за своей малой массы и большой удалённости от Земли. В 1980 году NASA начало рассматривать отправку космического корабля "Вояджер-1" (Voyager-1) для облёта Плутона. Однако руководители полёта выбрали вместе этого близкий облёт спутника Сатурна Титана, приводя к траектории, несовместимой с облётом Плутона.

"Вояджер-2" (Voyager-2) никогда не имел допустимую траекторию для достижения Плутона, но его облёт Нептуна и Тритона в 1989 году заставил учёных вновь размышлять о миссии, чтобы доставить космический корабль к Плутону ради изучения Объектов Пояса Койпера (ОПК). Это привело к планированию миссии Pluto Kuiper Express, и NASA инструктировало Лабораторию Реактивного Движения, чтобы запланировать облёт Плутона и Пояса Койпера.



К 2000 году программа была пересмотрена в связи с выраженными проблемами с бюджетом. После оказания давления со стороны научного сообщества, пересмотренная миссия к Плутону, получившая название "Новые Горизонты", наконец, получила финансирование от американского правительства в 2003 году. Космический аппарат "Новые Горизонты" успешно стартовал 19 января 2006 года.

С 21 по 24 сентября 2006 года космическому аппарату "Новые Горизонты" удалось запечатлеть свои первые фотографии Плутона во время тестирования прибора под названием LORRI. Эти изображения, снятые с расстояния приблизительно 4,2 млрд км или 28,07 а.е., опубликовали 28 ноября 2006 года, подтвердив способность космического аппарата отслеживать отдалённые цели.

Операции по отдалённой встрече с Плутоном начались 4 января 2015 года. С 25 по 31 января приближающийся зонд сделал несколько снимков Плутона, опубликованных NASA 12 февраля 2015 года. Эти фотографии, сделанные с расстояния более 203 млн км, показали Плутон и его крупнейший спутник Харон.

Плутон и Харон, зафиксированные космическим кораблём "Новые Горизонты" с 25 по 31 января 2015 года. Предоставлено: NASA.

Космический аппарат "Новые Горизонты" совершил свой близкий подход к Плутону в 11:49:57 UTC 14 июля 2015 года, а затем Харона в 12:03:50 UTC. Телеметрия, подтверждающая успешный пролёт и "здоровье" космического корабля, достигла Земли в 00:52:37 UTC.

Во время пролёта зонд зафиксировал самые чёткие снимки Плутона на сегодняшний день, а полный анализ полученных данных займёт несколько лет. Космический корабль в настоящее время движется со скоростью 14,52 км/с относительно Солнца и 13,77 км/с относительно Плутона.

Хотя миссия "Новые Горизонты" показала нам многое о Плутоне и будет продолжать делать это, пока учёные анализируют собранные данные, нам ещё много предстоит узнать об этом далёком и таинственном мире. Со временем и большим количеством миссий к внешней Солнечной Системе мы сможем наконец-то раскрыть некоторые из его глубоких тайн.

Иллюстрация космического аппарата "Новые Горизонты" около Плутона, Харон виден на заднем плане. Предоставлено: NASA/JPL.

А пока мы предлагаем всю информацию, которая в настоящее время известна о Плутоне. Мы надеемся, что вы найдёте то, что искали в ссылках ниже, и как всегда наслаждайтесь своими исследованиями!

Характеристики карликовой планеты Плутон
Движение и местоположение
Спутники
История карликовой планеты Плутон
Особенности Плутона


Название прочитанной вами статьи "Карликовая планета Плутон".

Похожие статьи:
Категория: Космический справочник | Просмотров: 1232 | Теги: Солнечная Система, Плутон | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]