Плутон – карликовая планета Солнечной системы: открытие, название, размер, масса, орбита, состав, атмосфера, спутники, какая Плутон планета, исследования, фото.

Плутон - девятая или бывшая планета Солнечной системы, перешедшая в разряд карликовых.

В 1930 году Клайд Томб произвел открытие Плутона, ставшего на целый век 9-й планетой. Но в 2006 году его перенесли в семейство карликовых планет, потому что за чертой Нептуна нашли множество подобных объектов. Но это не отменяет его ценности, ведь теперь стоит на первом месте по крупности среди карликовых планет в нашей системе.

В 2015 году к нему добрался аппарат Новые Горизонты, и мы получили не только приближенные фото Плутона, но и много полезной информации. Давайте рассмотрим интересные факты о планете Плутон для детей и взрослых.

Интересные факты о планете Плутон

Название досталось в честь властелина подземного мира

Это более поздняя вариация имя Аида. Ее предложила 11-летняя девочка Венеция Бруней.

В 2006 году стал карликовой планетой

В этот момент МАС выдвигает новое определение «планеты» – небесный объект, пребывающий на орбитальном пути вокруг Солнца, обладает необходимой массой для сферической формы и очистил окрестности от посторонних тел.

За 76 лет между обнаружением и смещением в карликовый тип Плутон успел пройти лишь треть орбитального маршрута.

Есть 5 спутников

В лунном семействе числятся Харон (1978), Гидра и Никта (2005), Кербер (2011) и Стикс (2012).

Наибольшая карликовая планета

Ранее полагали, что это звание заслуживает Эрида. Но сейчас мы знаем, что ее диаметр достигает 2326 км, а у Плутона – 2372 км.

На 1/3 состоит из воды

Состав Плутона представлен водяным льдом, где воды в 3 раза больше, чем в земных океанах. Поверхность укрыта ледяной коркой. Заметны хребты, светлые и темные участки, а также цепь кратеров.

Уступает по размеру некоторым спутникам

Более крупными считаются луны Гинимед, Титан, Ио, Каллисто, Европа, Тритон и земной спутник. Плутон достигает 66% лунного диаметра и 18% массы.

Наделен эксцентричной и наклонной орбитой

Плутон проживает на расстоянии в 4.4-7.3 млрд. км от нашей звезды Солнца, а значит иногда подходит ближе Нептуна.

Принимал одного посетителя

В 2006 году к Плутону отправился аппарат Новые Горизонты, прибывший к объекту 14 июля 2015 года. С его помощью удалось получить первые приближенные изображения. Сейчас аппарат движется к поясу Койпера.

Позицию Плутона предсказали математически

Это случилось в 1915 году благодаря Персивалю Лоуэллу, который основывался на орбитах Урана и Нептуна.

Периодически возникает атмосфера

Когда Плутон приближается к Солнцу, то поверхностный лед начинает таять и формирует тонкий атмосферный слой. Он представлен азотом и метановой дымкой с высотой в 161 км. Солнечные лучи разбивают метан на углеводороды, покрывающие лед темным слоем.

Открытие планеты Плутон

Присутствие Плутона предсказывали еще до того, как найти его в обзоре. В 1840-х гг. Урбен Верьер применил механику Ньютона, чтобы высчитать позицию Нептуна (тогда еще не был найден), базируясь на смещении орбитального пути Урана. В 19-м веке пристальное изучение Нептуна показало то, что его покой также нарушается (транзит Плутона).

В 1906 году Персиваль Лоуэлл основал поиск Планеты X. К сожалению, его не стало в 1916 году и не дождался открытия. И он даже не подозревал, что на двух его пластинах отобразился Плутон.

В 1929 году поиски возобновились, и проект доверили Клайду Томбу. 23-летний парень провел целый год, делая снимки небесных участков, а потом анализируя их, чтобы отыскать моменты смещения объектов.

В 1930-м году он нашел возможного кандидата. Обсерватория запросила дополнительные фотографии и подтвердила наличие небесного тела. 13 марта 1930-го года открыли новую планету Солнечной системы.

Название планеты Плутон

После объявления обсерватория Лоуэлла начала получать огромное количество писем с предложением имен. Плутон был римским божеством, отвечающим за подземный мир. Это название поступило от 11-летней Венеции Берни, которой подсказал ее дедушка–астроном. Ниже представлены фото Плутона от космического телескопа Хаббл.

Официально его наименовали 24 марта 1930 года. Среди конкурентов фигурировали Миневра и Кронус. Но Плутон подходил идеально, так как первые буквы отражали инициалы Персиваля Лоуэлла.

К имени быстро привыкли. А в 1930 году Уолт Дисней даже назвал пса Микки Мауса Плуто в честь объекта. В 1941 году появился элемент плутоний от Гленна Сиборга.

Размер, масса и орбита планеты Плутон

При массе 1.305 х 10 22 кг Плутон занимает вторую позицию по массивности среди карликовых планет. Показатель площади – 1.765 х 10 7 км, а объем – 6.97 х 10 9 км 3 .

Физические характеристики Плутона
Экваториальный радиус	1153 км
Полярный радиус	1153 км
Площадь поверхности	1,6697·10 7 км²
Объём	6,39·10 9 км³
Масса	(1,305 ± 0,007)·10 22 кг
Средняя плотность	2,03 ± 0,06 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе	0,658 м/с² (0,067g )
Первая космическая скорость	1,229 км/c
Экваториальная скорость вращения	0,01310556 км/с
Период вращения	6,387230 сид. дней
Наклон оси	119,591 ± 0,014°
Склонение северного полюса	−6,145 ± 0,014°
Альбедо	0,4
Видимая звёздная величина	до 13,65
Угловой диаметр	0,065-0,115″

Теперь вы знаете, какая планета Плутон, но давайте изучим ее вращение. Карликовая планета движется по умеренному эксцентричному орбитальному пути, приближаясь к Солнцу на 4.4 млрд. км и отдаляясь на 7.3 млрд. км. Это говорит о том, что он иногда подходит ближе к Солнцу, чем Нептун. Но они обладают устойчивым резонансом, поэтому избегают столкновения.

На проход вокруг звезды тратит 250 лет, а осевой оборот выполняет за 6.39 дней. Наклон составляет 120°, что приводит к примечательным сезонным колебаниям. В период солнцестояния ¼ поверхности непрерывно прогревается, а остальная находится во тьме.

Состав и атмосфера планеты Плутон

С показателем плотности в 1.87 г/см 3 Плутон обладает каменным ядром и ледяной мантией. Состав поверхностного слоя на 98% представлен азотным льдом с небольшим объемом метана и окиси углерода. Интересным формированием выступает Сердце Плутона (Область Томбо). Ниже представлена схема строения Плутона.

Исследователи думают, что внутри объект делится на слои, а плотное ядро наполнено каменистым материалом и окружено мантией из водяного льда. В диаметре ядро простирается на 1700 км, что охватывает 70% всей карликовой планеты. Распад радиоактивных элементов указывает на возможный подповерхностный океан с толщиной в 100-180 км.

Тонкий атмосферный слой представлен азотом, метаном и окисью углерода. Но объект такой холодный, что атмосфера застывает и падает на поверхность. Средний температурный показатель достигает -229°С.

Спутники Плутона

У карликовой планеты Плутон есть 5 спутников. Крупнейшим и ближайшим выступает Харон. Его нашел в 1978 году Джеймс Кристи, рассматривавший старые снимки. За ним скрываются остальные луны: Стикс, Никта, Кербер и Гидра.

В 2005 году телескоп Хаббл нашел Никс и Гидру, а в 2011-м – Кербер. Стикс заметили уже при полете миссии Новые Горизонты в 2012 году.

Харон, Стикс и Кербер обладают необходимой массой, чтобы сформироваться в виде сфероидов. А вот Никс и Гидра кажутся вытянутыми. Система Плутон-Харон интересная тем, что их центр масс расположен вне планеты. Из-за этого некоторые склоняются к мнению о двойной карликовой системе.

К тому же пребывают в приливном блоке и повернуты всегда одним боком. В 2007 году на Хароне заметили кристаллы воды и гидраты аммиака. Это говорит о том, что на Плутоне есть активные криогейзеры и океан. Спутники могли сформироваться из-за удара Платона и крупного тела в самом начале зарождения Солнечной системы.

Плутон и Харон

Астрофизик Валерий Шематович о ледяном спутнике Плутона, миссии New Horizons и океане Харона:

Классификация планеты Плутон

Почему Плутон не считается планетой? На орбите с Плутоном в 1992 году начали замечать похожие объекты, что навело на мысль о принадлежности карлика к поясу Койпера. Это заставило задуматься над истинной природой объекта.

В 2005 году ученые нашли транс-нептуновый объект – Эрида. Оказалось, что он больше Плутона, но никто не знал, можно ли назвать его планетой. Однако это стало толчком к тому, что в планетарной природе Плутона стали сомневаться.

В 2006 году в МАС развернули спор по поводу классификации Плутона. Новые критерии требовали пребывания на солнечной орбите, наличия достаточной гравитации для формирования сферы и очистки орбиты от остальных объектов.

Плутон провалился по третьему пункту. На собрании решили, что подобные планеты следует именовать карликами. Но не все поддержали это решение. Против активно выступали Алан Стерн и Марк Бай.

В 2008 году провели еще одну научную дискуссию, которая не привела к единому мнению. Но МАС утвердило официальную классификацию Плутона как карликовой планеты. Теперь вы знаете, почему Плутон больше не планета.

Исследование планеты Плутон

За Плутоном сложно наблюдать, потому что он крошечные и расположен сильно далеко. В 1980-х гг. НАСА начали планировать отправку миссии Вояджер-1. Но они все же ориентировались на спутник Сатурна Титан, поэтому не смогли наведаться к планете. Вояджер-2 также не рассматривал эту траекторию.

Но в 1977 году подняли вопрос о достижении Плутона и транс-нептуновых объектов. Создалась программа Плутон-Койпер Экспресс, которую отменили в 2000-м году, так как закончилось финансирование. В 2003 году стартовал проект Новые Горизонты, который отправился в 2006 году. В том же году появились первые фото объекта при тестировании инструмента LORRI.

Аппарат начал приближаться в 2015 году и присылал фото карликовой планеты Плутон на удаленности в 203 000 000 км. На них отобразились Плутон и Харон.

Ближайший подход случился 14 июля, когда получилось добыть самые лучшие и детальные кадры. Сейчас аппарат движется на скорости в 14.52 км/с. С этой миссией мы получили огромное количество информации, которую еще предстоит переварить и осознать. Но важно, что мы также лучше понимаем процесс формирования системы и другие подобные объекты. Далее можете внимательно изучить карту Плутона и фото особенностей его поверхности.

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Фотографии карликовой планеты Плутон

Полюбившаяся малютка больше не выступает планетой и заняла свое место в разряде карликовых. Но фотографии Плутона в высоком разрешении демонстрируют интереснейший мир. Прежде всего, нас встречает «сердце» – равнина, запечатленная Вояджером. Это кратерный мир, который ранее считали самой морозной, отдаленной и маленькой 9-й планетой. Снимки Плутона также продемонстрируют крупный спутник Харон, с которыми они напоминают двойную планету. Но космос на этом не заканчивается, ведь далее располагается еще много ледяных объектов.

«Бесплодные земли» Плутона

Великолепный полумесяц Плутона

Голубое небо Плутона

Горные массивы, равнины и туманные дымки

Дымовые слои над Плутоном

Ледяные равнины в высоком разрешении

Это фото в высоком разрешении Новые Горизонты добыл 24 декабря 2015 году, где показана территория Равнины Спутника. Это часть изображения, где разрешение составляет 77-85 м на пиксель. Можно заметить клеточную структуру равнин, к чему мог привести конвективный взрыв в азотном льду. На изображении вместилась полоса с шириной в 80 км и длиной – 700 км, простирающаяся от северо-западной части Равнины Спутника к ледяной части. Выполнено с помощью инструмента LORRI на удаленности в 17000 км.

Найден второй горный хребет в «сердце» Плутона

Плавающие холмы на Равнине Спутник

Разнообразие ландшафта Плутона

Аппарат Новые Горизонты добыл это фото Плутона в высоком разрешении (14 июля 2015 год), что считается наилучшим увеличением с масштабом до 270 м. Секция простирается на 120-километров и взята с крупной мозаики. Видно, как поверхность равнины окружила две изолированные ледяные горы.

Райт Монс в цвете

Реакция команды Новых Горизонтов на последний снимок Плутона

Сердце Плутона

Сложные поверхностные особенности Равнины Спутник

Общие сведения о Плутоне

Вскоре после открытия Непту́на, сделанного в сентябре 1846 года немецким астрономом Иоганном Галле по расчетам Адамса и Леверье, возникла идея поиска новой планеты за орбитой Непту́на. Предполагалось, что неведомая планета может иметь влияние на особенности движения Урана (наряду́ с влиянием Непту́на, Сатурна и Юпитера).

Плутон

История открытия Плутона

Ещё в 1848 году американский математик и астроном Бенджамин Пирс (1809-1880) выдвинул гипотезу о существовании транснепту́новой планеты. В 1874 году другой американский астроном, Саймон Ньюкомб (1835-1909) , разработал новую теорию движения Урана, которая учитывала тяготение неизвестной занепту́новой планеты.

Поиску этой планеты посвятил 14 лет упорного труда американский астроном, известный своими , Персиваль Лоуэлл (1855-1916) . Он организовал масштабные поиски девятой планеты Солнечной системы, указал место в созвездии Близнецов, где следует искать неизвестную планету, но преждевременная смерть не дала ему возможности завершить начатую работу. Через 14 лет после смерти Лоуэлла, 13 марта 1930 года, американский астроном Клайд То́мбо, работавший в обсерватории возле города Флагстафф (штат Аризона), построенной в своё время на деньги Лоуэлла, обнаружил девятую планету. Она находилась точно в том месте, которое вычислил Персиваль Лоуэлл.

Считаем своим долгом отметить, что Клайд То́мбо, которому на момент открытия было только 24 года от роду, к этому выдающемуся успеху пришел в результате огромного, кропотливого труда, работая оператором блинк-компаратора - специального прибора, позволяющего сопоставлять два фотоснимка одного и того же участка неба, снятого в разное время с помощью фотографического телескопа, Клайд То́мбо должен был анализировать и сравнивать сотни фотопластинок, сидя за микроскопом блинк-компаратора.

На фотопласти́нках были отражения слабых звёзд, число которых по мере приближения к полосе Млечного пути составляло от 160 тысяч до 400 тысяч на каждой пластинке. Какой усидчивостью и каким трудолюбием надо было обладать, чтобы тщательно анализировать эти пластинки!

В дальнейшем оказалось, что Плутон могли открыть ещё при жизни Лоуэлла, а также в 1919 году. Обработка сохранившихся фотопластинок Флагстаффской обсерватории по современной технологии показала, что изображение новой планеты на одной из пластинок попало на дефект фотопластинки, а на других изображения были настолько нечёткими, что заметить их было просто невозможно.

В названии, точнее в астрономическом знаке планеты Плутон, просматривается определённая символика: две латинские буквы P и L совпадают с начальными буквами имени Персиваля Лоуэлла (Persival Lowell) . Хотя такое совпадение наверняка случайное, но оно воспринимается как некая историческая справедливость. Если обратиться к мифологии, то Плутон у древних греков был богом подземного царства, обители мёртвых. Совсем не весёлое имя дали девятой планете, но не будем принимать это всерьёз, миф он и есть миф.

Прежде чем продолжить рассказ о Плутоне, сразу оговоримся, что термин "планета" по отношению к этому небесному телу теперь не применяется. В августе 2006 года в Праге состоялась XXVI Ассамблея Международного Астрономического Союза, которая приняла решение о том, что Плутон не является полноценной планетой Солнечной системы и по своим размерам переводится в разряд планет-карликов . Надо сказать, что среди астрономов это решение воспринято неоднозначно и в целом довольно сдержанно.

Общие сведения о Плутоне

Плутон - самая малая и самая дальняя планета Солнечной системы . Плутон находится на среднем расстоянии от Солнца в 5900 миллионов километров (39,9 а.е.) . Характерной особенностью движения Плутона является большая вытянутость его околосолнечной орбиты и большой её наклон к плоскости эклиптики. Приближаясь к одному из крайних своих положений на орбите (к перигелию), Плутон оказывается на некоторое время ближе к Солнцу, чем Нептун. В самом деле: минимальное удаление Непту́на от Солнца составляет 4456 млн. км, а Плутона - 4425 млн. км. Последний такой период, когда Нептун был самой удалённой планетой, пришёлся на годы с 1979 до 1998.

Схема: орбиты Нептуна и Плутона

Удивляться большой продолжительности этого периода (19 лет) не нужно, ведь период обращения Плутона вокруг Солнца составляет 248 лет. Зато максимально удалённая точка орбиты Плутона отстоит от Солнца на 7375 млн. км. В этот момент Плутон находится уже несравненно дальше от Солнца, чем Нептун.

Получается, что при соответствующем расположении в пространстве относительно Солнца наша Земля может находиться на расстоянии от Плутона, равном приблизительно 7525 млн. км. На таком огромном расстоянии исследования планеты Плутон сильно затруднены́. В самый мощный телескоп Плутон со своим спутником выглядят с Земли в виде небольшой звёздочки, почти слитой с другой, ещё меньшей по размеру.

Правда, с помощью , выведенного на околоземную орбиту, учёные смогли получить определённый объём информации об этих далёких небесных телах. Например, определён диаметр Плутона - 2390 км, что почти в два раза меньше диаметра Меркурия (4878 км) и значительно меньше диаметра Луны (3480 км).

Период вращения Плутона вокруг собственной оси составляет 6 суток и 8 часов, т.е. сутки на Плутоне длятся 152 земных часа. Вращение Плутона вокруг оси имеет направление, обратное направлению его вращения по орбите. Это ещё одна особенность этой планеты.

Масса Плутона составляет 0,0025 от массы Земли (в 400 раз меньше массы Земли). Наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики - 17°2". Такой большой наклон плоскости орбиты не имеет ни одна из остальны́х восьми планет Солнечной системы. Например, этот параметр составляет: у Непту́на - 1°8", у Урана - 0°8", у Сатурна - 2°5", у Юпитера - 1°9".

Период обращения вокруг Солнца, т.е. год на Плутоне составляет, как мы уже знаем, 248 земных лет, т.е. почти четверть тысячелетия.

Средняя скорость обращения вокруг Солнца составляет 4,7 км/с, или почти 17000 км/ч.

Мы можем представить себе лётчика за штурвалом реактивного самолёта, летящего со скоростью немного больше 1000 км/ч в течение нескольких часов. Но нельзя представить полёт такого самолёта вдоль орбиты Плутона. Такой полёт немыслим, потому что для облёта Солнца по орбите Плутона со скоростью около 1000 км/ч потребовалось бы 4200 лет: ведь нужно было бы пролететь около 22,2 млрд. км.

Этот фантастический расчет мы приводим потому, что речь идёт о самой далёкой планете Солнечной системы. Космос таит в себе много загадок, и кто знает, смогут ли люди открыть ещё одну планету. Возможно, орбиты Непту́на и Плутона - это и есть границы Солнечной системы. И вот чтобы дать читателям представление о размерах пространства, заключенного в этих границах, мы привели этот простой расчёт.

Атмосфера и поверхность Плутона

Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звёзд. В дальнейшем наличие атмосферы было подтверждено́ наблюдениями за другими покрытиями в 1988 и 2002 годах.

Атмосфера Плутона очень разрежена и состоит в основном из смеси азота (99 %), монооксида углерода и метана (0,1%). Главным компонентом атмосферы является молекулярный азот (N 2). Предполагается, что азот образовался из вещества, составляющего поверхность Плутона. В настоящее время азот находится в летучем (сублимированном) состоянии. При температуре атмосферы в среднем минус 230°C - это естественное агрегатное состояние азота. По уточнённым данным температура атмосферы (минус 180°C) выше температуры поверхности планеты (минус 230°C). Сублимация производит охлаждающий эффект на поверхность Плутона.

В атмосфере присутствуют также образовавшиеся в результате фотохимических процессов и воздействия заря́женных частиц молекулы и ионы водорода, синильной кислоты, этана и других веществ. Считается, что метан существовал ещё при формировании планеты и вышел из её недр.

На высоте 1215 км атмосферное давление составляет около 2,3 микроба́ра. На этой высоте атмосфера как бы делится на две части. Выше находится слой аэрозоля из смеси перечисленных выше веществ. При удалении от Солнца сублимация поверхностных льдов уменьшается и, соответственно, падает давление.

Благодаря снимкам, переданным с телескопа «Хаббл», учёные имеют представление примерно о 85 процентах поверхности Плутона. Поверхность Плутона выглядит в виде контрастных зон - от светлых до тёмных. Некоторые тёмные участки можно считать образованиями, похожими на кратеры и углубления, появившиеся вследствие столкновений с крупными астероидами.

Поверхность Плутона

Поверхность Плутона состоит из водяного льда и замерзшего метана. Светлые зоны поверхности - это районы, предположительно покрытые твёрдым азотом. Состояние азота меняется по мере смены длинных сезонных циклов. Изменение структуры азота приводит к изменению яркости поверхности. В зависимости от температурных условий меняется и структура водяного льда. При приближении Плутона к Солнцу часть льда сублимирует, т.е. превращается в газ, и атмосфера становится более плотной. При удалении планеты от Солнца атмосфера частично конденсируется и выпадает в виде кристаллов, образуя своеобразный "снег" на поверхности. Так образуются более светлые участки поверхности.

Три вида Плутона
Фото поверхности на основе снимков телескопа Хаббл

Однородные сероватые пятна, которые удалось "рассмотреть" с помощью телескопа «Хаббл», образуются метаном. Это подтверждается спектроскопическими исследованиями, выполненными с Земли. Метан составляет около 1% массы планеты.

Одним из компонентов поверхности Плутона может быть двуокись углерода, содержание которой менее 1%. Возможно, что в состав поверхности, кроме указанных веществ, входят и другие составляющие, но пока их не удалось идентифицировать.

Плотность вещества на Плутоне в среднем составляет 2,03 (г/см³) . Температура поверхности - от минус 228 до минус 238 °C. Давление на поверхности колеблется от 3 до 160 микроба́р. Освещённость поверхности слабая: слишком велика удалённость от Солнца. Тем не менее в дневное время поверхность Плутона освещена во много раз сильнее, чем наша Земля ночью освещена Луной.

Многое о Плутоне оставалось неизвестным до 2015 года, когда мимо него пролетел аппарат «Новые горизонты» (New Horizons)

Неоднородность поверхности Плутона была подтверждена намного лучшими фотогра́фиями зонда New Horizons.

Альбедо разных участков его поверхности варьирует от 10 до 70 %, что делает его вторым по контрастности объектом Солнечной системы после Я́пета.

Внутреннее строение Плутона

Плутон - планета особенная, но скорее всего её можно отнести к планетам земной группы. По основной гипотезе считается, что под поверхностью, состоящей в основном из замерзших воды и метана, находится заледене́лая мантия толщиной до 250 км, состоящая изо льда (слой в 130 км), молекулярного азота и других структур. Глубже находится ядро из каменистых силикатов и частично изо льда и гидратов. По одной из версий, между заледене́лой мантией и силикатным ядром возможно наличие слоя органических веществ толщиной до 100 км.

Лёд на поверхности и в мантии образовался из воды, поднятой из глубины планеты теплом, которое выделилось при радиоактивном распаде элементов, входящих в состав каменистых образований ядра. Другие предположения по этому вопросу заключаются в том, что вода выделилась из первичных окаменелостей планеты в результате столкновения с крупным астероидом.

Уважаемые посетители!

У вас отключена работа JavaScript . Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!

Атмосфера Плутона - самая загадочная воздушная оболочка Солнечной Системы. Во-первых, потому, что она будто бы оторвана от поверхности, отделена вакуумом. Некоторые ее частицы достигают Харона. Во-вторых, ее средняя плотность в несколько раз выше, чем плотность Однако газы, из которых она состоит, увы, непригодны для человечества. Ну а в-третьих, атмосфера планеты Плутон - явление переменное. С учетом ее плотности и массы она способна испаряться в так называемое «лето» на планете. Если эти и многие другие явления, которые происходят на Плутоне, вас интересуют, предлагаем окунуться в его мир.

Где искать девятую планету?

Плутон - девятый по счету объект от Солнца, который входит в категорию СС. Буквально в прошлом веке он занимал почетное место самой удаленной от нашей звезды планеты. Позже было обнаружено, что объект является частью пояса Койпера, и по своим параметрам даже немого меньше некоторых других карликовых планет, которые находятся в данном астероидном кольце. Орбита Плутона - самая большая в нашей системе, потому полный оборот вокруг Солнца тут длится 248 земных лет. В нашу эпоху у астрономов есть возможность наблюдать плутонианское лето. Этот факт также положительный потому, что планета максимально приближена к Солнцу, она более отчетливо просматривается в телескопы. В данный период также отлично наблюдается атмосфера Плутона. Изначально ее существование было доказано гипотетическим путем, но позже рассмотреть воздушную оболочку удалось благодаря оптике.

Открытие атмосферы

Сама планета Плутон была открыта совсем недавно - в 1930 году. Ее записали как девятый полноправный объект СС и будто бы забыли о ней на время. В 80-е годы наблюдения за планетой возобновились. Большинство снимков было получено благодаря телескопу Хаббл, который приоткрыл нам тайны космоса. В 1985 году впервые была обнаружена атмосфера Плутона. Состав воздушной оболочки удалось установить математическим путем, так как не было возможности запустить шаттл для взятия образцов воздуха. Параллельно с этим была изучена и поверхность планеты. Как оказалось, она состоит из кристаллического сухого льда, состоящего из водорода и самой воды. Несмотря на то что планета твердая, как Земля, именно ее поверхность, испаряясь, образует воздушную прослойку. Потому состав этих двух компонентов идентичен, что в значительной степени делает работу астрономов проще.

Составляющая химия

Перед тем как перейти к изучению свойств и взаимодействий различных газов в космосе, рассмотрим, из чего состоит атмосфера Плутона. Это довольно толстая оболочка, ширина которой равна 3 000 километров. Ее основу составляет азот - он занимает 99% всего воздушного пространства. 0,9 процента приходится на моноокись углерода, а остаток составляет метан. Все эти газы витают вокруг планеты потому, что они испаряются от льдов, покрывающих ее поверхность. С течением времени процесс испарения увеличивается в масштабах, за счет чего растет и атмосфера Плутона. Состав ее при этом остается прежним, а вот сублимация принимает более глобальные масштабы. Это влечет за собой повышение температуры а также усиление его гравитационного поля. Возможно, в будущем, которое нельзя сопоставить с человеческой жизнью, Плутон станет обитаемой планетой.

Воздушная оболочка Плутона летом

Мы уже говорили о том, что сейчас мы, глядя в телескоп на Плутон, можем увидеть, как там проходит лето. В этот период планета максимально приближается к Солнцу и здорово прогревается. Именно в этот момент образуется газообразная атмосфера Плутона, которую земные исследователи и смогли увидеть в телескопы. Летом из-за парникового эффекта, который возникает под воздействием солнечных лучей, происходит испарение. Только тут поверхностные льды преображаются не в воду, а сразу в газ, так как гравитация на Плутоне отсутствует. Этот газ, состоящий в большей мере из азота, поднимается гигантским моно-облаком над планетой, немного даже отрываясь от нее и образуя так называемую вакуумную прослойку. Некоторые молекулы азота и метана способны достичь поверхности Харона. Благодаря такому летнему парниковому эффекту, собственно, и было доказано наличие атмосферы Плутона. Ученые заметили, что планета имеет не четкие очертания, а находится словно в пучине большого облака. При более детальном рассмотрении установились все вышеописанные факты.

Зима в царстве холода

Если бы человечество достигло сегодняшних технологических высот 200 лет назад, доказать наличие атмосферы Плутона было бы нереально. В тот период, когда карликовая планета удаляется от Солнца, все газы, которые над ней парили летом, возвращаются на поверхность и становятся частью ледников, из которых они испарились в начале прошедшего сезона. В таком случае Плутон выглядит полностью «голым», и его очертания четко просматриваются в телескоп, так как не заслоняются воздушной оболочкой.

Температура воздуха в различных слоях атмосферы

Мы привыкли, что воздушная оболочка Земли остывает по мере удаления от поверхности, и многие полагают, что на всех планетах дела обстоят точно так же. Но это совсем не так, и наглядным примером тому служит атмосфера Плутона. Поверхность самой планеты невероятно холодна - 231 градус ниже нуля. Именно такой показатель характерен и для нижнего слоя атмосферы. По мере удаления от вечных ледников, которые покрывают Плутон, температура повышается. В верхних мы уже встречаем показатель -173 градуса, что, в принципе, нормально для космической среды. Более того, тут наблюдается поразительный парадокс. Летом, когда газы отделяются от планеты, за счет сублимации ее поверхность еще больше остывает. Это так называемый антипарниковый эффект. В зимнее время за счет того, что газы исчезают, и на Плутон попадают прямые солнечные лучи, вечные ледники немного нагреваются.

Небо Плутона

За счет того, что этой карликовой планеты слишком мало, оно не удерживает атмосферу вокруг себя. Те газы, которые испаряются, удаляются от поверхности, никоим образом не защищая эту планету от воздействия космической радиации и астероидов. Но даже если бы паровые смеси из азота и могли бы задерживаться над корой Плутона, жить в таких условиях человек однозначно не смог бы. За счет отсутствия водорода, а также из-за предельно малой плотности пространства, атмосфера Плутона максимально разряжена. Это означает, что тут также не может образоваться особый слой, который будет менять цвет неба в зависимости от времени суток. Потому, теоретически, находясь на Плутоне, вы не отличите день от ночи. Постоянно перед вами будет вращаться черная сфера, на которой яркими вспышками будут возникать далекие звезды и мимо пролетающие планеты.

Заключение

Ныне астрономам более всего интересно, какая атмосфера у Плутона на самом деле. Действительно ли их расчеты и наблюдения точны и насколько они сходятся с реальностью? В ближайшее время планируется запуск спутника, который сможет преодолеть орбиты газовых гигантов, после чего высадится на Плутоне. По идее, шаттл, который будет запущен в атмосферу этой карликовой планеты, дойдет до поверхности и сможет взять образцы воздуха и льда. Ведь никаких разрушительных для техники химических элементов, как на Юпитере, там нет.

Пока космический аппарат “Новые горизонты” движется к Плутону, астрономы и планетологи начинают потихоньку предвкушать это событие. А из-за того, что аппарат достигнет малой планеты через несколько месяцев, исследователям не остаётся ничего кроме как заниматься некоторыми побочными вопросами. Один из них звучит так: насколько большая атмосфера Плутона?

Этот вопрос не является обыденным в современной науке о планетах, как может показаться на первый взгляд. Так, например, с землёй всё достаточно ясно: у нашей планеты есть эквивалентная толщина атмосферы, та, которую можно получить если сжать её всю до однородного состояния по давлению и плотности. Значение эквивалентной толщины составляет 10 километров. А теперь сравните её с радиусом Земли, который равен 6370 километров, и вдумайтесь, что атмосфера Земли тонкая, как бритва, она составляет примерно 0.17 процентов от земного радиуса. Даже если принимать во внимание внешний предел нейтральной атмосферы Земли, которая называется экзобазой, то полученная эквивалентная толщина в 10 процентов от радиуса будет всё ещё очень тонкой. Таким образом, можно прийти к заключению, что объём атмосферы Земли очень крошечный по сравнению с объёмом Земли.

Но теперь рассмотрим Плутон. У его атмосферы есть поверхностная эквивалентная толщина приблизительно в 40 километров, которая составляет почти 4 процента его 1200-километрового радиуса. Однако, внешний предел атмосферы Плутона очень трудно определить, хотя мы знаем, что он очень далеко от поверхности. Если его определять таким же образом, как и экзобазу у Земли, то выходит, что внешний предел атмосферы Плутона будет по крайней мере в семь раз больше его радиуса. Это означает, что объём атмосферы Плутона в 350 раз больше объёма самого Плутона. Это является яркой иллюстрацией того, какой дивный и чудный новый мир собирается посетить аппарат “Новые Горизонты”.

Однако и эта оценка атмосферы Плутона очень консервативна. Как уже отмечалось ранее, внешняя её граница становится практически вырожденной, поскольку постепенно сливается с космическим вакуумом. В реальности, она может быть не в семь а в большее число раз возвышаться над Плутоном, и таким образом её объём будет ещё больше. Таким образом, определение размера атмосферы Плутона будет одним из главных вопросов на которые попытается ответить аппарат во время своего вхождения в систему Плутона в июле 2015 года. От результатов этих исследований будет зависеть множество факторов: тепловая структура атмосферы, солнечная ионизации, взаимодействие с солнечным ветром, темп уноса в космос и даже её взаимодействие с самым большим спутником Плутона, Хароном.

Изображение

Атмосфера Плутона не испарилась в космос за последние несколько миллионов лет благодаря существованию Харона, периодически закрывающего Плутон от солнечного ветра, уносящего молекулы его воздуха.

Плутон (справа) и Харон (слева) находятся на расстоянии около 20 тысяч километров друг от друга

Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Icarus, Харон является своеобразным щитом, который оберегает атмосферу Плутона от уничтожения и перенаправляет большую часть потока солнечного ветра в стороны от карликовой планеты.

Когда зонд New Horizons прибыл в систему Плутона, руководитель миссии Алан Стерн (Alan Stern) и его команда с удивлением обнаружили, что Плутон обладает сложно устроенной атмосферой, в которой присутствуют облака, иногда идет снег и дуют ветра. Тогда же выяснилось, что Плутон взаимодействует с солнечным ветром. Как отмечали ученые из НАСА, поток заряженных частиц и плазмы почти не уносит молекулы газов из атмосферы Плутона в открытый космос, так как карликовая планета, по загадочным причинам, почти не взаимодействует с ним.

Ответом на эту загадку, Кэрол Пати (Carol Paty) из Технологического университета Джорджии в Атланте (США) Пати и ее коллега Джон Хэйл (John Hale), является Харон и то, как его временная атмосфера взаимодействует с солнечным ветром. Изучая полученные New Horizons данные, исследователи обратили внимание на то, что на поверхности Харона присутствуют крупные кратеры, при формировании которых большое количество водяного и азотного льда, составляющего основу «пород» этой луны Плутона, должно было испариться и сформировать временную атмосферу.

Как показали расчеты ученых, появление даже очень тонкой временной атмосферы на Хароне очень сильно поменяет то, как он будет взаимодействовать с солнечным ветром - при ее наличии он будет играть роль своеобразного щита, который будет отклонять в стороны поток протонов, испускаемых Солнцем, и не давать им сталкиваться с молекулами воздуха в атмосфере Плутона, что сильно замедлит «утечку» атмосферы планеты в космос.

Это объясняет то, почему Плутон до сих пор обладает атмосферой, несмотря на отсутствие у него магнитного поля. Однако результаты расчетов ученых оказались примерно в 2,5 раза ниже, чем реальные замеры скорости солнечного ветра и плотности его частиц, сделанные на New Horizons. Исследователи надеются, что дальнейший анализ данных поможет узнать, как возникло это расхождение, и позволят вычислить плотность и массу атмосферы Плутона в первые дни его жизни, которые позволят понять, из чего состояла первичная материя Солнечной системы.

Отметим, в последние 11 лет с атмосферой Плутона происходит что-то странное: ее размер вырос со 100 до 3 тысяч километров. Доклад об этом представила на очередном заседании Королевского астрономического общества в Уэльсе группа ученых, наблюдавших за этой карликовой планетой при помощи 15-метрового телескопа James Clerk Maxwell, расположенного на Гавайях.

Харон, луна Плутона

Открытие Плутона произошло в 1930 году, и вплоть до 2006 года он считался девятой планетой Солнечной системы, хотя его масса в пять раз меньше массы Луны, а объем - в три раза меньше лунного. Однако в конце XX - начале XXI веков было открыто множество объектов, по размерам сопоставимых с Плутоном. Так, Эрида, также входящая в пояс Койпера, оказалась на 27 процентов массивнее Плутона. Некоторые из этих объектов, согласно классификации Международной Астрономической Ассоциации, были причислены к категории малых планет.

С «развенчанием» Плутона как полноценной планеты согласились не все. Часть общественности и ряд ученых готовы серьезно бороться за права этого спорного объекта Солнечной системы. Так, новые данные показали, что диаметр основной «конкурентки» Плутона - Эриды - несмотря на большую массу, составляет меньше 2340 километров. Ранее его оценивали в пределах от 2400 до 2600 километров, тогда как диаметр Плутона - 2400 километров. Если информация подтвердится, то Плутон, по крайней мере, сможет вернуть себе статус самого крупного объекта в поясе Койпера.

В то же время Плутон - единственный известный исследователям объект за орбитой Нептуна, обладающий атмосферой. Как и большинство объектов в поясе Койпера, он состоит в основном из горных пород и льда. Минимальное расстояние, на которое Плутон приближается к Солнцу, составляет около 29,6 астрономической единицы, а максимальное - около 49,3, тогда как, к примеру, Земля удалена от Солнца всего на одну астрономическую единицу.

Когда Плутон удаляется от Солнца, его атмосферные газы постепенно замораживаются и оседают на поверхность в виде льда. При приближении к Солнцу температура на планете вновь повышается, и лед опять становится жидким, а потом и газообразным. Благодаря такому эффекту, похожему на земной парниковый, поверхность Плутона охлаждается, а не нагревается. Происходит это потому, что сама планета тепло не генерирует (она геологически пассивна и жизни там нет), а плотный «колпак» из пара препятствует прохождению солнечных лучей.

Атмосфера Плутона была открыта в 1985 году. В 2002 году команда астрофизиков под руководством Брюно Сикарди из Парижской обсерватории, Джеймса Л. Элиота из МТИ и Джея Пезечеффа из Уильямстаунского колледжа (Массачусетс) выяснила, что атмосферное давление на Плутоне составляет 0,3 паскаля, а температура на его поверхности - 43 кельвина, или -230,1 градуса по Цельсию. По теоретическим подсчетам, карликовая планета должна была быть более холодной и обладать более разреженной атмосферой.

Одна из версий, объясняющих этот феномен, состоит в том, что в 1987 году южный полюс Плутона впервые за 120 лет вышел из тени, что привело к повышенному испарению азота из полярных шапок. А в октябре 2006 года Дэйл Круикшенк и его коллеги из исследовательского центра NASA объявили о наличии на поверхности Плутона этана - производного замороженного метана, образующегося путем фотолиза или радиолиза, который способен и выделяться в атмосферу.

В результате активных наблюдений, которые велись с августа 2009 года по май 2010 года, астрономы пришли к выводу, что в настоящее время высота атмосферы бывшей девятой планеты Солнечной системы примерно равна четверти пути от самого Плутона до его самого крупного спутника Харона.

Что же «вспучило» газы вокруг Плутона? В 1989 году эта планета, обращающаяся по вытянутой орбите, сблизилась с Солнцем на максимальное расстояние. В принципе, это должно было привести к частичному испарению атмосферы и ее сжатию. Но, как видим, этого не произошло.

Кроме того, в атмосфере Плутона был обнаружен монооксид углерода, температура которого составляет около минус 220 градусов по Цельсию. До недавних пор единственным газом, наличие которого здесь было подтверждено научными данными, являлся метан. При этом предполагалось, что значительную часть атмосферы вокруг карликовой планеты составляет азот, который трудно зафиксировать.

Не исключено, что аномальное расширение атмосферы планеты связано с циклом активности Солнца, величина которого как раз составляет 11 лет. Но это лишь предположение, пока ничем не обоснованное.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram , чтобы быть в курсе самых интересных событий.