Плутон

Плутон - один из самых маленьких и удаленных от Солнца миров, его диаметр составляет 2376 километров, а среднее расстояние от Солнца составляет 3,7 миллиарда миль (5,9 миллиарда километров). Плутон был впервые открыт в 1930 году астрономом Клайдом Томбо, и до 2006 года он считался девятой планетой в Солнечной системе.

Учитывая его небольшие размеры и удаленность от нас, Плутон - исключительно трудный для наблюдения мир. Наземные телескопы и даже "Хаббл" не в состоянии наблюдать поверхность Плутона. Практически все, связанное с Плутоном и его спутниками, было загадкой с момента его открытия до первого роботизированного облета системы Плутона в 2015 году. В 2015 году космический аппарат НАСА New Horizons стал первым космическим аппаратом, достигшим системы Плутона и наблюдавшим этот маленький мир вблизи, предложив ученым первые в истории снимки поверхности с высоким разрешением. Новые горизонты открыли мир, который превзошел все ожидания. Астрономы предполагали, что Плутон будет сильно изрытым кратерами, бесплодным миром, практически без признаков какой-либо геологической активности. Учитывая расположение Плутона в поясе Койпера, он подвергался бомбардировке астероидами и метеоритами на протяжении всей своей истории, и на поверхности должны быть явные свидетельства этих воздействий. Однако New Horizons обнаружил мир, в котором отсутствовало много ударных кратеров.

Кроме того, некоторые области на поверхности были удивительно гладкими, что говорит о том, что в недавнем прошлом Плутон испытывал геологическую активность. Новые горизонты обнаружили свидетельства вулканической активности в виде азотных ледяных вулканов, массивных ледников, обширных ледяных равнин и, возможно, даже скоплений жидкого азота на поверхности. Возможно, Плутон больше не считается планетой, но он определенно такой же увлекательный, как и планеты.

История наблюдений Плутона

Открытие Плутона было в некотором роде совпадением, прямым результатом открытий планет Уран и Нептун. Когда в 1780-х годах был открыт Уран, более поздние наблюдения выявили неровности на его орбите. Астрономы точно предсказали, что гравитационное притяжение другой планеты влияет на орбиту Урана, и в 1800-х годах был обнаружен Нептун, вращающийся за пределами Урана. Наблюдения за Нептуном показали, что его орбита также имеет некоторые неровности, и снова астрономы предсказали, что за орбитой Нептуна должна существовать другая планета. В течение десятилетий астрономы искали неуловимую планету, но все поиски оказались пустыми. Затем в 1930 году астроном Клайд Томбо обнаружил объект за орбитой Нептуна, и считалось, что этот объект является девятой планетой Солнечной системы. Вскоре объект был назван Плутоном в честь римского бога подземного мира.

Интересно, что местоположение Плутона было именно там, где астрономы предсказали, что девятая планета должна быть. Таким образом, предполагалось, что планета, ответственная за неровности орбиты Нептуна, была обнаружена. К сожалению, технологические ограничения затрудняли определение размера и массы Плутона. Ранее астрономы предсказали, что девятая планета будет иметь массу около семи масс Земли. Хотя масса Плутона не могла быть точно определена, наблюдения показали, что Плутон был далеко не таким массивным, как некоторые полагали. В 1931 году астрономы предсказали, что его масса, по крайней мере, такая же, как у Земли, однако масса Плутона будет уменьшаться на протяжении всего 20-го века. В 1948 году астроном Джерард Койпер подсчитал, что масса Плутона составляет лишь десятую часть массы Земли. К концу 1970-х годов масса Плутона оценивалась всего в 0,0015 земных масс. Когда-то считалось, что Плутон настолько массивен, что может влиять на орбиту газовых гигантов, но оказалось, что это один из самых маленьких известных миров в Солнечной системе. Как позже выяснилось, астрономы просто не знали фактической массы планеты Нептун. Во время облета Нептуна "Вояджером-2" в 1989 году была определена истинная масса Нептуна, и неровности на его орбите исчезли. Открытие Плутона было напрямую связано с Нептуном, но оказалось, что они никогда не были связаны. Открытие Плутона было совершенно случайным.

Несмотря на свои небольшие размеры, Плутон по-прежнему считался планетой. Однако, начиная с 1990-х годов, его статус планеты был поставлен под сомнение. Астрономы начали обнаруживать другие объекты, сходные по размеру и массе с Плутоном, которые вращались в поясе Койпера, в том же регионе, что и Плутон. Ни один из этих других миров не был классифицирован как планеты, и многие задавались вопросом, почему Плутон следует определять как планету, в то время как ни один из других планет таковым не является. Последний гвоздь в крышку гроба Плутона был вбит в 2005 году, когда астрономы объявили об открытии объекта в системе Койпера Пояс, который имел заметно большую массу, чем Плутон. Называемая Эрис, она не была классифицирована как планета. Для многих астрономов не имело смысла считать, что более массивный объект, чем Плутон, не относится к той же категории, что и Плутон. Астрономы начали спорить о том, следует ли переклассифицировать Плутон в категорию малых планет. В 2006 году Международный астрономический союз (МАС) решил, что пришло время официально определить, что такое планета. Они использовали три критерия для описания планеты. Во-первых, он должен вращаться вокруг Солнца. Во-вторых, он должен обладать достаточно большим гравитационным притяжением, чтобы стать сферическим. В-третьих, он должен обладать достаточной массой, чтобы очистить свой орбитальный путь от мусора. Плутон соответствует первым двум критериям, но он недостаточно массивен, чтобы соответствовать третьему. Затем Плутон был понижен до карликовой планеты, а Солнечная система сократилась до восьми планет. В тот же год, когда Плутон был переклассифицирован в карликовую планету, НАСА запустило космический корабль New Horizons с миссией к Плутону. New Horizons прибыл на Плутон 15 июля 2015 года, что сделало его первым и единственным космическим аппаратом, посетившим систему Плутона.

Орбита Плутона

Учитывая расстояние Плутона от Солнца, Плутону требуется огромное количество времени, чтобы завершить одну орбиту. Плутону требуется 248 земных лет, чтобы один раз облететь вокруг Солнца. С тех пор как Плутон был открыт в 1930 году, ему еще предстоит совершить полный оборот вокруг Солнца за то время, когда было известно о его существовании. Плутон был открыт 92 года назад, и поэтому ему осталось пройти еще 152 земных года, прежде чем он завершит одну орбиту с момента своего открытия. Плутон имеет довольно интересную орбиту относительно планет. Все планеты вращаются вокруг Солнца по плоскому диску, называемому эклиптикой. Все планеты имеют почти круговые орбиты относительно эклиптики. Однако орбита Плутона наклонена на 17 градусов относительно эклиптики, поэтому кажется, что он движется по диагонали по сравнению с другими планетами. Орбитальный путь Плутона также очень эксцентричен и проходит на огромное расстояние через солнечную систему. Во время своего ближайшего сближения Плутон будет находиться на расстоянии 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда километров) от Солнца. Плутон будет находиться на расстоянии 4,6 миллиарда миль (7,3 миллиарда километров) от Солнца во время своего самого дальнего курса. Это огромная разница в расстоянии. Иногда Плутон находится даже ближе к Солнцу, чем Нептун. Однако, учитывая наклон Плутона относительно эклиптики, его орбита никогда не пересекается с орбитой Нептуна, так что риск их столкновения невелик.

Геология Плутона

Одним из самых убедительных открытий, сделанных New Horizons во время облета Плутона, стало подтверждение геологической активности на поверхности Плутона. Плутон - маленький, далекий мир, и поэтому он должен был потерять большую часть своего внутреннего тепла много миллиардов лет назад, подобно земной Луне. Однако New Horizons обнаружила, что некоторым областям поверхности Плутона всего десять миллионов лет, что составляет мгновение ока по астрономическому времени. Точная причина геологической активности Плутона остается загадкой, особенно учитывая, что в Солнечной системе нет других объектов, которые демонстрировали бы такую геологию, как у Плутона. Плутон может обладать обилием радиоактивных материалов в своем ядре, при этом радиоактивный распад генерирует тепло внутри Плутона. Однако нет никаких окончательных доказательств того, что это так. До сих пор вопрос о том, как Плутон является активным миром, остается одной из самых больших загадок в Солнечной системе.

Поверхность Плутона - одна из самых разнообразных во всей солнечной системе. Некоторые области гладкие и яркие, в то время как другие жесткие и темные. На самом деле разница в окраске поверхности Плутона является самой большой в Солнечной системе. Самая интригующая область Плутона - это область Томбо, большая область в форме сердца. Томбо Регио не содержит кратеров, и его возраст оценивается примерно в десять миллионов лет. Этот регион является домом для обширных равнин азотного льда, массивных водных ледников и относительно ровной местности. Новые горизонты обнаружили свидетельства ледниковых потоков, тектонической активности и даже вулканизма.

Ледники на Плутоне завораживают, поскольку они, вероятно, следуют сезонным закономерностям. Поскольку Плутон вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 3,7 миллиарда миль (5,9 миллиарда километров), вы, вероятно, не ожидаете, что температура поверхности Плутона изменится. Однако, несмотря на свое расстояние, Плутон все еще переживает более теплые и холодные сезоны года. В более холодное время года температура опускается до минус 418 градусов по Фаренгейту (минус 250 градусов по Цельсию). В теплое время года они могут подниматься примерно до минус 364 градусов по Фаренгейту (минус 220 градусов по Цельсию). Хотя в теплое время года все еще невыносимо холодно, эта небольшая разница вызывает некоторые интересные вещи. При таких низких температурах газообразный азот превращается в азотный лед. Здесь, на Земле, ледники также реагируют на изменения температуры. В летние месяцы ледники на Земле могут частично таять и сокращаться. Зимой может образоваться больше снега, и ледники увеличатся. Однако на Плутоне более высокие температуры вызывают рост азотных и метановых ледников. Это несколько нелогичное открытие связано с тем, как азот и метан ведут себя при таких экстремальных температурах. По большей части Плутон достаточно холодный, чтобы азот и метан оставались в твердой форме в течение всего года. Однако по мере нагревания отдельные молекулы азота и метана могут менять ориентацию и начинать свободно перемещаться внутри своих собственных твердых тел. Отдельные молекулы давят на лед и заставляют его расширяться. Таким образом, ледники растут летом и сокращаются зимой, в противоположность тому, что происходит здесь, на Земле.

Атмосфера Плутона

Несмотря на свою небольшую массу, Плутон способен поддерживать заметную атмосферу. Атмосфера Плутона состоит из азота, метана и монооксида углерода. Во время своего облета New Horizons подсчитал, что плотность атмосферы Плутона в миллион - 100 000 раз меньше Земной. Однако плотность атмосферы Плутона меняется в зависимости от того, насколько далеко Плутон находится от Солнца. Высокоэллиптическая орбита Плутона переносит его на огромное расстояние. Расстояние между Плутоном и Солнцем изменяется на значительную величину. Во время его наибольшего сближения с солнцем температура повышается, и некоторые химические вещества на поверхности превращаются в газообразные, увеличивая плотность атмосферы. Предсказано, что даже незначительное изменение температуры Плутона может резко увеличить плотность его атмосферы, вплоть до того, что атмосфера Плутона будет более плотной, чем у Марса. При таком высоком атмосферном давлении азот теоретически может существовать на поверхности в жидкой форме, и New Horizons обнаружил некоторые свидетельства того, что жидкости текут по поверхности.

Спутники Плутона

Система Плутона действительно является одной из самых интересных в Солнечной системе. Вокруг Плутона вращаются пять спутников, самый большой из которых, Харон, удивительно близок по размерам к Плутону. Имея 753 мили (1212 километров) в диаметре, Харон и Плутон имеют самое большое соотношение размеров среди всех других объектов и их спутников в нашей солнечной системе. Масса Харона составляет примерно 12% массы Плутона, и он почти такой же плотный, как Плутон. Эти факторы привели к странной орбитальной динамике между двумя телами. Барицентр (область, вокруг которой вращаются объекты) находится за пределами Плутона, таким образом, астрономы определили Плутон и Харон как двойную карликовую планетную систему. Технически Харон не вращается вокруг Плутона, скорее, они вращаются друг вокруг друга. Несмотря на его небольшой размер и удаленность от Солнца, вы, вероятно, не ожидали бы найти доказательства геологической активности на Хароне. Тем не менее, в 2015 году космический аппарат New Horizons обнаружил явные свидетельства широко распространенного всплытия и вулканической активности. Однако, в отличие от Земли, эти вулканы не извергают горячую магму. Скорее всего, они выделяют воду и лед. В отличие от большинства лун во внешнем солнечном система Харон содержит относительно мало ударных кратеров, причем большинство из них сосредоточено в северном полушарии Луны. Южное полушарие Харона также намного более гладкое и менее пересеченное, чем северное, что говорит о том, что в какой-то момент в прошлом Харон пережил широкомасштабное событие всплытия, которое могло быть вызвано быстрым замерзанием подповерхностного океана. Северный полюс Харона - одна из самых интересных его особенностей, и не только потому, что его прозвали "Мордором" из-за его более темного цвета. Этот регион богат органическими молекулами, важнейшими строительными блоками для жизни. Удивительно, но астрономы полагают, что эти органические молекулы, скорее всего, пришли с Плутона. Когда летом Плутона температура повышается, такие соединения, как метан, переходят из твердого состояния в газообразное и покидают тонкую атмосферу Плутона. Со временем они в конце концов находят свой путь к Харону и попадают в его северную область.

Все спутники Плутона были открыты относительно недавно. Харон был обнаружен в 1978 году, и за последние 20 лет была обнаружена каждая вторая луна. Харон - ближайший к Плутону спутник, за ним следуют Стикс, Никс, Керберос и Гидра. Харон - единственный сферический спутник Плутона, так как остальные четыре слишком малы, чтобы стать сферическими объектами. Четыре маленьких спутника Плутона больше похожи на астероиды, чем на спутники. Спутники Плутона, вероятно, образовались таким же образом, как и луна Земли: в результате столкновения планет. Вскоре после образования Плутона он, вероятно, столкнулся с другим объектом аналогичного размера и массы. Столкновение выбросило бы огромное количество обломков на орбиту, где они в конечном итоге слились бы, образовав пять спутников Плутона.

Это интересно:

Наиболее распространенные элементы в земной коре

Жизненный цикл звезды

Самый большой вулкан в Солнечной системе