Год на плутоне

Исследования

Большое расстояние до Плутона затрудняет наблюдение в телескопы.
19 января 2006 года с Земли была запущена автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты», предназначенная для изучения Плутона и его спутников.
Поставленные цели: поиск колец и новых спутников Плутона, исследование атмосферы, строение и поверхность Плутона и Харона.
В 2015 году аппарат выполнил поставленную задачу.
На Землю были отправлены снимки с поверхности, данные исследований Плутона и его спутников.
Помимо ответов на свои вопросы, ученые получили не меньше загадок. Так что карликовая планета раскрыла не все свои тайны.
В 2019 году запланировано изучение объектов пояса Койпера.

Более подробно, какие данные были переданы мы расскажем в новой статье.

Урбен Жан Жозеф Леверье и новая планета за орбитой Нептуна

Вопрос о существовании еще одной планеты Солнечной системы возник в конце XIX — начале XX веков. Дело в том, что астроном Урбен Жан Жосеф Леверье после открытия Нептуна приступил к уточнению теории движения Урана с учетом Нептуна, а также к построению теории движения Нептуна. Закончив исследования в 1874 году (Уран) и 1875 году (Нептун), Леверье сумел добиться большой точности в вычислениях. Но все же полного схождения теории и реальных наблюдений как для Урана, так и для Нептуна не было.

И хотя расхождения между вычисленными и наблюдаемыми координатами планет оставались очень небольшими, почти не превышающими обычные погрешности точности наблюдений, но все же эти расхождения имели систематический характер. Этот факт заставлял подозревать, что они появляются не в результате каких-либо ошибок в теории движения или случайных ошибок наблюдений, а реального несоответствия теории и фактического движения Урана и Нептуна.

За 1690-1830 годы, несмотря на большое количество попыток уточнить орбиты Нептуна и Урана с помощью вычислений, картина расхождений в целом была почти та же, что у Леверье. Особенно показательны расхождения за 1873-1903 годы – точность вычислений существенно повысилась и это сделало закономерность их появлений совершенно очевидной.

Но, пока ещё были сомнения – кто его поймет, может все же есть ошибка в расчетах орбит? Только в начале 20-го века стало понятно – дело не в расчетах, скорее всего где-то в Солнечной системе еще одна большая планета, движущаяся за орбитой Нептуна (транснептуновая планета).

Урбен Жан Жозеф Леверье, первооткрыватель Нептуна. С него-то и началась история с Плутоном!

История открытия

Еще в конце XIX века ученые предполагали присутствие неизвестной планеты, проявляющей влияние на Уран. Активным поиском объекта занялся в 1906 году американский профессор астрономии, создатель крупной частной обсерватории, исследователь Персиваль Лоуэлл.

Он дал космическому телу название «Планета X», но так и не сумел найти его до конца своих дней. В 1919 году калифорнийские ученые из Маунт-Вилсон рассматривали фотографии района нахождения Плутона, но из-за брака в снимках он не был замечен. В течение десяти лет поиски были приостановлены, а в 1929 году их продолжил Клайд Томбо. Делая снимки примерного места расположения загадочной планеты по координатам, рассчитанным Лоуэллом, он работал по 14 часов в день. Были обнаружены сотни астероидов и комета, а в 1930 – открыт Плутон. Привилегия выбрать название планеты досталась соратникам профессора Лоуэлла, варианты присылались отовсюду. Имя бога темного царства мертвых предложила юная англичанка Венеция Берни. Этот вариант понравился большинству сотрудников, и планета стала Плутоном.

Поверхность и состав

Поверхность Плутона

Изучение планеты затруднено огромным расстоянием, сведений о ней немного. В своем строении она имеет каменное ядро и мантию из замерзшего азота с примесью метана и оксида углерода. Поверхность Плутона имеет разный характер, ее цвет изменяется со сменой сезонов. Просматриваются более темные области, состоящие из метанового льда. Плотность планеты – 2,03 г/см3 – говорит о наличии 50% силикатов в составе внутренней структуры. Изучение Плутона ведется исходя из материалов, полученных от телескопа «Хаббл», им замечены следы сложных углеводородов.

Характеристики

Атмосфера Плутона

Исходные предположения астрономов говорили, что вес Плутона соизмерим с земным. Но изучая гравитационное действие Харона, выяснили, что масса планеты достигает 1,305х10 в 22 кг – это всего четверть веса Земли. Он уступает по габаритам Луне и еще шести спутникам в нашей системе. Размер Плутона пересчитывался неоднократно, его значение изменялось при получении новых данных. Сейчас его диаметр принято считать равным 2390 км.

Атмосфера Плутона

Планета окружена тонким слоем атмосферы, состояние которой связано с расстоянием до Солнца. При приближении к звезде лед плавится и испаряется, образуя разреженную газовую оболочку, состоящую в большей степени из азота и частично из метана, а при удалении эти вещества замерзают и падают на поверхность. Температура объекта составляет -223 градуса Цельсия. Планета отличается медленным вращением вокруг оси, для смены суток ей необходимо 6 дней и 9 часов.

Орбита

Орбита Плутона

Форма орбиты Плутона вытянутая, она не похожа на другие, а ее отклонение от окружности равняется 170. Из-за этого расстояние планеты до светила изменяется циклично. Она, опережая Нептун, подходит на 4,4 млрд. км, а в другой части отдаляется на 7,4 млрд. км. Время приближения к светилу длится 20 лет – тогда наступает самый удобный момент для изучения планеты. Орбиты Плутона и Нептуна не имеют точек соприкосновения, они достаточно далеки друг от друга (17 а. е.). Планеты имеют резонанс 3:2, т. е. пока Плутон совершает два оборота, его сосед успевает выполнить три. Это устойчивое соотношение длится миллионы лет. Путь вокруг Солнца планета проходит за 248 лет. Свое движение планета осуществляет навстречу Земле, как Уран и Венера.

Спутники

Спутники Плутона

Плутон окружают пять маленьких лун: Гидра, Харон, Никта, Кербер и Стикс. Они сосредоточены очень компактно. Первым был замечен Харон, имеющий диаметр 1205 км. Его масса в 8 раз меньше, чем у Плутона. Взаимные затмения планеты и спутника пригодились при вычислении ее диаметра. Размеры всех спутников вычислены неточно, они имеют разбежность от 10 км, в случае с Никтой (88-98 км), до 86 км у Гидры (44-130 км). Плутон и Харон признаются частью современных ученых исключительной формой связи космических тел – двойной планетой.

Планета практически изучена только космическим аппаратом Новые Горизонты. Первая земная исследовательская миссия совершила пролет вблизи Плутона летом 2015 года. Это зонд, имеющий символическое название «Новые Горизонты».

Интересные факты о планете Плутон

Мы собрали несколько самых любопытных фактов об этой планете:

1. Плутон открыт в 1930 году 23-летним американским астрономом Клайдом Томбо, после целого года фотографирования участков неба и изучения фотографий.
2. Плутон могли открыть еще в 1915 году – он был сфотографирован, но его не смогли опознать. Затем его 4 раза сфотографировали в 1919 году, но также не опознали.
3. Плутон назван в честь древнеримского бога, повелителя подземного царства. Название предложила Венеция Берни, 11-летняя школьница из Оксфорда.
4. С 1930 по 2006 годы Плутон считался полноценной девятой планетой Солнечной системой. Когда было открыто еще несколько похожих тел в поясе Койпера, встал вопрос об изменении классификации. Плутон был переведён в класс карликовых планет решением Международного астрономического союза в 2006 году. Теперь он числится в каталоге малых тел под номером 134340.
5. До сих пор есть учёные, не согласные с лишением Плутоном статуса планеты. Одна из причин этого – что он не расчистил свою орбиту от других тел. Как довод приводится факт, что и Земля, и Марс, и другие планеты, также часто пересекаются с орбитами астероидов и комет. То есть тоже не очистили свои орбиты полностью.
6. Плутон меньше по размеру некоторых спутников других планет. Он меньше Луны, Титана, Ганимеда, Тритона, Ио, Каллисто, и Европы.
7. Плутон имеет атмосферу, хотя и разреженную, из азота, окиси углерода и метана. Она может полностью замерзать и исчезать, когда Плутон удаляется от Солнца очень далеко. Затем она появляется с приближением к Солнцу, когда газ на поверхности снова оттаивает и испаряется.
8. Атмосферу Плутона можно видеть на снимках, сделанных зондом «Новые Горизонты». Она выглядит как дымка.
9. Плутон – единственная карликовая планета среди всех известных, у которой есть своя атмосфера.
10. День на Плутоне длится чуть больше 6 земных суток, почти земную неделю.
11. Год на Плутоне длится почти 248 земных лет – за столько он совершает один оборот вокруг Солнца.
12. С момента открытия Плутона там сменился всего один сезон. Сейчас там весна в северном полушарии.
13. Орбита Плутона сильно вытянута, в ближней точке он оказывается к нам даже ближе, чем Нептун.
14. Орбита Плутона не лежит в плоскости орбит остальных планет, а наклонена на 17 градусов. Поэтому он никогда не подходит к Нептуну близко и не может быть им захвачен.
15. У Плутона известно аж 5 естественных спутников.
16. Самый большой спутник Плутона – Харон. Он всего лишь вдвое меньше самого Плутона.
17. Центр масс системы Плутон-Харон лежит между ними, поэтому они оба вращаются вокруг этой точки. Эту систему некоторые астрономы считают двойной планетой.
18. Плутон и Харон всегда повёрнуты друг к другу одной стороной. Поэтому на одной стороне Плутона Харон никогда не заходит, а на другой его никогда не видно.
19. На Плутоне очень много водяного льда – треть всей планеты. Там есть горы высотой до 5 км, полностью из льда. Вся его поверхность и даже мантия тоже состоят в основном из водяного льда.

1. Под поверхностью Плутона возможно наличие подлёдного океана из жидкой воды.
2. Солнечный свет достигает Плутона за 5 часов. На путь до Земли ему нужно всего 8 минут.
3. Даже днём на поверхности Плутона темно, как на Земле ночью.
4. Человек, который на Земле весит 90 кг, на Плутоне весил бы всего 5.5 кг.
5. На Плутоне очень холодно – средняя температура на его поверхности достигает – 223.15 градусов по Цельсию. До абсолютного нуля не хватает всего 50 градусов.
6. У Плутона был только один космический аппарат с Земли. Зонд «Новые Горизонты» прошел мимо него на минимальном расстоянии в 12.5 тысяч километров 14 июля 2015 года. Он сделал первые детальные снимки Плутона и Харона и передал много ценных научных данных.
7. На борту зонда «Новые Горизонты» находится часть пепла первооткрывателя Плутона – Клайда Томбо, который умер в 1997 году и был кремирован.
8. Плутон плохо различим даже в космический телескоп «Хаббл». На фотографиях видны только пятна на его диске.
9. У Плутона есть полярные шапки из замёрзших газов. Они по очереди освещаются Солнцем и тают, насыщая атмосферу азотом, метаном и окисью углерода.
10. На Плутоне есть огромная равнина Спутника, заполненная замёрзшим азотом. В этом море азота плавают льдины и айсберги из обычного водяного льда, так как у них меньше плотность. За год они перемещаются на несколько сантиметров.
11. Химический элемент плутоний был назван в честь планеты Плутон. Было принято называть новые открытые элементы в честь последней открытой планеты.

Вот такой интересный мир Плутона. Он очень маленький и тёмный, но таит очень много загадок, которые еще ждут своих исследователей. Возможно, когда-нибудь, в далёком будущем, Плутон станет одним из важных форпостов человечества на окраине Солнечной системы.

Вращение и орбита

Исследование Плутона крайне затруднено огромным расстоянием до него. До пролета аппарата «Новые горизонты» в 2015 году очень много оставалось тайной. Но кое-что позволили узнать и наблюдения с Земли:

• Плутон составляет компанию Венере и Урану, вращаясь вокруг Солнца в направлении, противоположном движению остальных планет;
• у планеты большой эксцентриситет, поэтому она то приближается к Солнцу даже ближе, чем Уран, то удаляясь более чем на семь миллиардов километров;
• ось вращения Плутона имеет наклон в 120°, отчего времена года выражены намного сильнее, чем на Земле;
• год на Плутоне длится 247,9 земных лет, по своей орбите он движется медленнее всех планет (около 4,7км/сек);
• вокруг своей оси Плутон крутится неспешно, день здесь равен 132 земным часам;
• ускорение свободного падения здесь всего 0,617 м/сек2;
• Плутон непредсказуем в своем движении, его можно «просчитать» не более чем на несколько миллионов лет вперед-назад. Причем только с помощью нелинейных уравнений, настолько оно хаотично.

Открытие Плутона — объяснение для детей

Из-за размера и удаленности его не получалось отыскать до 1930 года. Но стоит заметить, что объект попадал в поле зрения телескопов, просто его никто не мог правильно распознать.

С открытие Нептуна многие думали, что на орбитальный путь Уран влияет некая «Планета Х». Клайда Томбо наняли, чтобы отыскать ее при помощи регулярного фотографирования ночного неба. 18 февраля 1930 года Томбо вычисли незнакомца.

Имя для Плутона выбрала 11-летняя девочка (Венеция Берни) из Оксфорда, Англия. Это бог подземного царства в римских традициях. Ее предложение отправили вместе с тысячами заявок в Обсерваторию Лоуэлла. Сотрудники остановились на этом варианте 24 марта 1930 года.

Теперь вы знаете не только расстояние до Плутона, но и сколько по времени лететь к карликовой планете. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться во внешнем виде карликовой планеты и особенностях ее поверхности.

Состав и атмосфера Плутона

Плутон плохо исследован, так как находится очень далеко и имеет небольшой размер. Даже космический телескоп «Хаббл» способен различить на его диске только разнородные пятна. Поэтому основные данные получены благодаря зонду «Новые Горизонты», который побывал у этой карликовой планеты в 2015 году.

Плутон имеет очень контрастную поверхность – по этому показателю он впереди других тел Солнечной системы, кроме Япета, спутника Сатурна. Альбедо, или отражательная способность, на разных его участках меняется от 10 до 70%. Поэтому при вращении Плутона его яркость может меняться в пределах 0.3m.

Учёные полагают, что в центре Плутона имеется каменное ядро из силикатных пород. Оно окружено мантией из водяного льда разного типа, толщиной около 300 км. Если радиоактивный распад в ядре давал достаточно энергии, то эта мантия может быть и в жидком виде – тогда там возможно, в прошлом имелся подлёдный океан. Когда он замерзал и сжимался, поверхность приобрела характерный вид с грабенами и уступами, который наблюдается сейчас.

Атмосфера Плутона очень разреженная. Состоит она из газов, которые при удалении от Солнца замерзают и конденсируются на поверхности, а при приближении испаряются. В основном это азот, метан и угарный газ – монооксид углерода. Из них под влиянием солнечного излучения образуются и другие соединения – этан, ацетилен и прочие. Предполагается, что из-за этих соединений над Плутоном возникает дымка, поднимающаяся на высоту до 200 км от поверхности.

На фотографиях, сделанных зондом «Новые Горизонты», хорошо видна атмосфера Плутона.

Несмотря на низкую плотность атмосферы, метан в её составе даёт парниковый эффект. Если на поверхности температура в среднем около -223 градусов по Цельсию, то с высотой она растёт на 3-15 градусов на километр высоты. В среднем атмосфера теплее поверхности на 40 градусов. Поэтому даже такая тонкая атмосфера хорошо сглаживает суточные колебания температуры, и она не меняется скачкообразно при наступлении дня или ночи.

Еще одна фотография, где видно атмосферу Плутона.

Некоторые факты о расстоянии

В первой половине 2015 года планета-карлик была удалена от Солнца на 32,48 а. е. Так что на сегодняшний день в определенные моменты минимальное расстояние будет 4,7 млрд км, а максимальное, в момент противостояния на концах воображаемой линии, проведенной через Солнце, – 5,02 миллиарда километров.

Размеры планет

В современной науке уже давно составлена карта звёздного неба, с помощью которой легко рассчитать, на сколько километров передвинулись планеты во взаимном вращении, где они расположены по отношению к центру системы, и в сторону увеличения или уменьшения будут двигаться дальше в гелиоцентрической модели. Вот еще некоторые данные о дистанции:

1. Если мыслить категориями научно-фантастической литературы, возможно, в недалеком будущем изобретут космические корабли, способные двигаться со скоростью света. Она давно измерена и составляет 300 тыс. километров в секунду. Образно, 1 световая секунда нужна, чтобы почти добраться до земного спутника (Луна тоже находится на разных удалениях, в зависимости от своего положения на орбите). Световой секунды достаточно для того, чтобы 7,5 раз облететь третью планету, которая не относится к числу самых маленьких.
2. До Плутона, со скоростью 300000 километров в секунду, придется лететь5–5.9 часов, при условиях, что она будет оставаться неизменной и полет будет продолжаться без остановок. Если взять за единицу измерения световой год, цифра покажется маленькой – 0,00062 светового года. И в космических масштабах это сущая ерунда, потому что до ближайшей к Солнечной системе Альфа Центавра понадобится лететь целых 4 года, да еще и с цифрами после запятой.
3. В 2006 году был запущен космический аппарат «Новые горизонты», который летел к Плутону целых девять лет. Долетев до планеты-карлика, миссия провела над поверхностью несколько дней и сканировала много полезной информации. Однако, поскольку корабль удалялся в открытый космос, было затруднительно и долго получать с него информацию, и для этого потребовался целый земной год. В атмосфере были найдены лед из азота и воды, простейшие углеводороды (толины). Но атмосфера Плутона крайне разрежена и даже у самой поверхности составляет не более 0,000001 % от такого же показателя земной.

Солнечная система

И чтобы не томиться в ожидании, ученые получили наиболее интересные данные в сжатом виде, для чего понадобилось почти полтора месяца.

Нельзя сказать, что исследователи ближнего космоса не уделяют внимания другим объектам. Некоторые факты о Луне, Марсе и Венере стали известны еще в прошлом столетии. Затем стали запускаться зонды для исследования дальних объектов – планет-гигантов. Но если интерес к Венере и Марсу у человечества понятен, то дальний Плутон кажется не очень подходящим объектом для исследования, хотя на самом деле это не так.

Смотрите видео на эту тему.

Об истории вопроса

Некоторое время назад расстояние от Плутона до Солнца считалось примерно равным удалению до края системы, полностью подчиненной ее центру. Пока представители поколения, изучавшего в школе астрономию по старым учебникам, продолжали считать Плутон относительно недавно открытой планетой, Международный астрономический союз на основании определения термина «планета», выдвинул ряд требований, и оказалось, что Плутон им не соответствует.

Характеристика планеты

Отметим некоторые интересные факты:

1. Не прошло и 20 лет с того момента, как Плутон был открыт на основании сложных расчетов, когда советские ученые выдвинули крайне интересную гипотезу, подтверждение которой нашлось только в нынешнем столетии.
2. Ныне карлик, а тогда проходивший в реестре космических тел как планета, Плутон двигался по причудливой орбите, из-за диапазона которой было сложно определить даже среднее расстояние до Земли и Солнца. Под определенным углом казалось, что он пересекает орбиту Нептуна.
3. Расчеты, благодаря которым был обнаружен Плутон, показали, что на этом отрезке есть неизвестное земной науке небесное тело, вносящее свою лепту в волнения орбит газовых гигантов.
4. Восемь планет Солнечной системы, известных астрономам, легко укладывались в привычную схему: четверка земной группы располагалась недалеко от Солнца, но у первых двух не было спутников. Зато Земля удерживалась одним из самых крупных, а у Марса было целых два, пусть и более скромных.
5. Во вторую группу входят два газовых и два ледяных гиганта. Плутон, у которого есть атмосфера, в 6 раз меньше Луны – даже не планеты, а спутника Земли. Хотя, с другой стороны, он ненамного меньше Меркурия, но тот вращается рядом с Солнцем, а этот даже в перигелии находится на расстоянии около 4500 тысяч км.

В космическом пространстве

Нюансы расстояний до Плутона

По сравнению с грандиозностью гигантов, вращающихся на своих орбитах в системе, Плутон с его площадью поверхности и вправду карлик. Он всего на 0,6 миллиона квадратных километров больше площади Российской Федерации (территория РФ занимает 17,1 млн километров, а у удаленной экс-планеты – 17,7 млн км).

Информация о карликовой планете

Общие параметры слабо объясняли гелиоцентричность Плутона, пусть и с весьма прихотливой орбитой, по которой он вращался. Отсюда и гипотеза 70-летней давности, подтверждение которой нашлось уже в 21 веке – что это всего лишь одна из нескольких планет-карликов, вращающихся вокруг огромной планеты, пока еще не обнаруженной человечеством.

Планета со своим спутником

Время подтвердило гипотезу о существовании маленьких планет. По принятому астрономами определению, они частично соответствуют отличительным особенностям известных больших, но в чем-то и отличаются, отчего и возникла необходимость создания нового международного термина учеными МАС.

Вид из космоса

Спутники Плутона — объяснение для детей

Родители могут объяснить детям, что Плутон может похвастаться пятью спутниками: Харон, Стикс, Никта, Кербер и Гидра, причем Харон ближе всех к Плутону и Гидре.

1978 год стал знаменательным, так как обнаружилась гигантская луна, которая занимала практически половину размера самой планеты. Ее назвали Хароном (самый большой спутник Плутона) по имени демона из мифов, направляющего души в подземный мир.

Так как планета и луна похожи по размерам, их орбита отличается от привычного положения большинства планет и их спутников. Они делают оборот вокруг точки в пространстве, расположенной между ними. Это напоминает орбиту двойных звездных систем. Поэтому ученые относятся к ним как к двойной карликовой планете, двойной планете или двойной системе.

Сравнение цвета Плутона и его крупнейшего спутника Харона

Их отделяет расстояние в 19 640 км. Это меньше, чем дистанция между Сиднеем и Лондоном. Харон обходит карлик за 6,4 земных дня (как и один оборот Плутона вокруг своей оси). Дело в том, что Харон нависает над стабильной точкой на поверхности карликовой планеты. Получается, что одно «лицо» Харона всегда сталкивается с Плутоном. Этот феномен называют приливной блокировкой.

Буквально на соседском дворе (в астрономических масштабах) проживает планета земного типа, вращающаяся вокруг ближайшей к Солнцу звезде Проксима Центавра. С момента открытия экзопланеты Проксима Центавра b люди пытались понять, может ли она поддерживать жизнь.

На планете заметен красноватый оттенок, но Харон выглядит более серым. Возможно, в процессе формирования луна обладала подводным океаном. Но сейчас его может уже и не быть. Интересно, что система Плутона-Харона наклоняется на свою сторону по отношению к Солнцу.

Новые Горизонты обнаружил на Хароне наличие каньонов. Самые глубокие опускаются вниз на расстояние до 9,7 км. Длинные образцы скал и впадин тянутся на 970 км. Часть поверхности около одного из полюсов покрыта гораздо более темным материалом, чем остальные участки планеты. Большая часть поверхности Харона также лишена кратеров. Это указывает на то, что поверхность также молодая и активная.