Сравнительно недавно Плутон считался одной из девяти больших планет Солнечной системы – самой маленькой и самой отдалённой. История его открытия довольно занимательна. Предположения о существовании девятой планеты стали делать во второй половине XIX века, вскоре после открытия восьмой, на тех же основаниях, что и более ранние предсказания существования открытого в 1846 г.Нептуна. Отклонения в движении Урана указывало на наличие на окраинах Солнечной системы ещё не открытых массивных небесных тел. В 1894 г. некто Персиваль Лоуэлл основал в американском штате Аризона частную обсерваторию. С 1906 её главной задачей стал поиск далёкой Планеты Х. Этому поиску Лоуэлл посвятил десять лет жизни. Сам он полагал, что поиск не увенчался успехом, но через много лет после смерти Лоуэлла, случившейся в 1916 году, выяснилось, что годом раньше Плутон был запечатлён на двух снимках, сделанных сотрудниками обсерватории. Увы, они неправильно представлял себе размеры и свойства искомого объекта. Поэтому на снимках его попросту не заметили.
После смерти Лоуэлла в работе его обсерватории наступил некоторый спад. Между тем, в 1919 г. история с незамеченными снимками повторилась в обсерватории Маунт-Вильсон, где вёл аналогичные исследования Уильям Генри Пикеринг. Плутон попал в кадр четырежды, но, во-первых, находился не в той области звёздного неба, где его ожидали найти, а во-вторых, почти наложился на изображения звёзд или изъяны фотоматериалов.
В 1929 г. в обсерватории Лоуэлла появился новый сотрудник – молодой энтузиаст Клайд Томбо. Работая по 14 часов в сутки, он тщательно сравнивал одни и те же участки ночного неба, отснятые с небольшими интервалами. 18 апреля 1930 г. Томбо обнаружил на снимках движущийся объект – искомую планету. В мае того же года ей присвоили имя Плутон. Это название – имя одного из могущественных богов античного пантеона, соответствовало традиции, а кроме того, первые буквы П и Л соответствовали инициалам Персиваля Лоуэлла.
Как мы теперь знаем, затянувшиеся поиски Плутона связаны с экстравагантным видом его орбиты. Она оказалась более вытянутой, чем у известных ранее планет и имеет больший наклон к плоскости эклиптики. Большая полуось орбиты Плутона составляет 5,906 млрд км, или 39,482 а. е., но расстояние до Солнца меняется от 4,437 млрд км в перигелии до 7,376 млрд км в афелии (29,7—49,3 а. е.). В определённые периоды он может находиться ближе к Солнцу, чем Нептун. Важной особенностью вращения этих двух небесных тел является их орбитальный резонанс. Плутон делает два полных оборота за тот же период времени, за который Нептун их делает три.
Период обращения Плутона вокруг Солнца равен 247,92 земного года, мы ещё не имели возможности наблюдать даже один-единственный полный плутонианский год. А есть основания полагать, что орбита ещё и сдвигается с каждым оборотом, так что Плутон – весьма трудно предсказуемое небесное тело. Направление вращения вокруг своей оси обратное тому, что мы наблюдаем у большинства планет, совпадает с вращением Венеры и Урана. Сутки длятся 6,387 земных суток.
Лоуэлл считал, что искомая Планета Х должна иметь массу, превышающую земную более чем в 6 раз. Такой вывод он делал на основании искажений орбиты Урана. Однако, очень скоро после открытия Плутона стало ясно, что его масса значительно меньше. Поначалу думали, что она примерно равна земной. В начале 70-х годов XX века учёные склонялись к мысли, что она близка массе Марса. Но даже эти скромные ожидания оказались завышенными. Плутон считали больше, чем он есть, из-за его большой яркости, однако исследования с помощью спектрометра показали, что это скорее всего вызвано наличием на поверхности метанового льда, интенсивно отражающего солнечный свет.
Согласно современным данным масса собственно Плутона - всего-навсего (1,303 ± 0,003)·1022 кг, что составляет 0,22 % массы Земли. Диаметр – 2370 км. Зато Плутон имеет спутники, один из которых, открытый в 1978 году и получивший название Харон, громаден настолько, что некоторые астрономы предпочитают говорить о двойной планете Плутон-Харон.
Пояс Койпера
Какое-то время после открытия Плутона, его орбиту было принято называть границей Солнечной системы. Совершенно безосновательно. Даже вместе с Хароном Плутон имеет обескураживающе маленькую массу, которая никак не может объяснить всех странностей, которые происходят с Ураном. Это было ясно сразу после его открытия, и учёные, в общем, не сомневались, что в ледяном мраке за орбитой девятой планеты скрывается что-то ещё. Его непросто разглядеть с Земли, но, тем не менее, оно попадает в поле тяготение Солнца. Просочившись в широкие массы, эти научные сведения породили многочисленные истории о таинственной планете Нибиру, с которой к нам однажды явятся, а, возможно, уже когда-то являлись, сверхразумные пришельцы. Есть мнение, что в древности они построили в долине Тигра и Ефрата космопорт, через который перебрасывали на родную планету добытые в Южной Африке драгоценные металлы, а для работы в шахтах создали человека разумного путём генной модификации обезьян. Описание всех этих удивительных событий, как утверждают, можно найти в шумеро-аккадском эпосе, если уметь его правильно читать. Почему инопланетная раса облюбовала именно Нибиру, откуда Солнце видится всего лишь яркой звездой, и где царят мрак и холод, источники умалчивают.
Люди скучные и серьёзные, однако, полагали, что в шумерских текстах под Нибиру подразумевался всего-навсего Юпитер, и склонялись к мысли, что помехи в движении известных планет создаёт не одно крупное небесное тело, а множество мелких. Уже в 30-е годы прошлого века американский астроном Фредекрик Леонард высказал гипотезу: «Нельзя ли предположить, что Плутон — лишь первый из серии тел за орбитой Нептуна, которые ещё ожидают своего открытия и в конечном счёте будут обнаружены?». В 1943 г. Кеннет Эджворт предположил, что «внешняя область Солнечной системы за орбитами планет занята огромным количеством сравнительно небольших тел».
В 1950 г. Ян Оорт высказал предположение, что на громадном расстоянии от Солнца (не менее 50 000 а. е, что более чем в тысячу раз превышает расстояние до Плутона) вращается множество комет. Их орбиты проходят под столь разнообразными углами, что образуют сферу. Солнце и все планеты как бы заключены в ней. Сейчас это сферической облако комет называют облаком Оорта. Его существование до сих пор не подтверждено инструментально, никто никогда его не наблюдал, потому что расстояние велико, а объекты мелкие, однако косвенных свидетельств подтверждающих эту гипотезу набралось так много, что к ней относятся почти как к доказанной истине. Пожалуй, именно облако Оорта может претендовать на звание границы Солнечной системы. Расстояние до его объектов от Солнца может быть всего в 3-4 раза меньше чем от альфы Центавра.
В 1964 году сотрудник Гарвардской обсерватории Фред Уиппл предположил, что именно кометная масса вызывает возмущение орбиты Урана, однако эта гипотеза не подтвердилась. В 1988 г. уругваец Хулио Фернандес опубликовал работу, где указывал, что все известные астрономам коропоткопериодические кометы не могут иметь своим источником облако Оорта. Они группируются вблизи плоскости эклиптики, тогда как кометы облака Оорта прилетают практически из любой области неба. Следовательно, за орбитами газовых гигантов существует ещё один пояс небесных тел, не сферический, а близкий к плоскости эклиптики, в чём-то подобный поясу астероидов между орбитами Марса и Юпитера.
Это гипотетическое образование получило имя в честь астронома Джеральда Койпера. Почему? Да, в общем-то, по недоразумению. При всем уважении к научным заслугам Койпера, который в числе прочего открыл атмосферу на Титане, ценность его вклада в развитие данной конкретной гипотезы весьма сомнительна. В 1951 г. на страницах журнала «Астрофизика» он высказался в том смысле, что когда-то такой пояс, наверное, существовал, но не мог сохраниться. Койпер полагал, что масса Плутона приблизительно равна массе Земли, мелкие небесные тела типа комет и астероидов не могли бы вращаться так близко от столь массивного тела и были им рассеяны. Но название «пояс Койпера» прочно вошло в научный обиход. Правда, иногда его называют поясом Эджворта-Койпера.
В 1992 г. сотрудники обсерватории Мауна-Кеа при Гавайском университете Дэвид Джуит и Джейн Лу обнаружили за орбитой Плутона объект, ныне известный под обозначением 1992 QB1. Его диаметр составляет около 160 км. В следующем году в транснептуновых далях было сделано ещё одно открытие, а в период с 1999 по 2003 год, там было обнаружено около 800 неизвестных ранее астероидов. На сегодняшний момент в поясе Койпера открыто более 1000 небесных тел. Предполагается, что там имеется около 70 000 небесных тел диаметром более 100 км и порядка десятка таких, диаметр которых более 1000 км.
Кроме того в 2003 г. была открыта карликовая планета Седна, диаметр которой оценивают приблизительно в 1500 км. Её не относят к поясу Койпера, потому что его внешние границы предположительно проходят в 50 астрономических единицах от Солнца, а Седна даже при наибольшем сближении находится от центрального светила в 1,5 раза дальше. Один оборот вокруг Солнца она совершает за 10 500 лет. Это самый далёкий на сегодняшний день объект Солнечной системы, наблюдаемый инструментально, а не только вычисленный теоретически.
Следует заметить, что возможности открыть в тех краях ещё одну крупную планету всё же никогда не исключали полностью. Более того, на эту мысль учёных наводила слишком резко очерченная внешняя граница пояса Койпера. В январе 2016 года о свидетельствах подтверждающих существование планеты в десять раз массивнее Земли с периодом обращение в 20 000 лет сообщили астрономы Майк Браун и Константин Барыгин. Некоторые источники даже успели заявить об открытии новой планеты, но это всё же несколько преждевременно. Никто её пока не наблюдал, её существование - лишь гипотеза, объясняющая некоторые гравитационные возмущения в поясе Койпера и на сегодняшний день есть несколько альтернативных гипотез.
В силу всех этих обстоятельств в 2006 году Плутону решением Международного астрономического союза (МАС) после долгих дебатов изменили статус. Из самой маленькой среди больших планет Солнечной системы он превратился в крупнейшую карликовую планету.
В том же 2006 году произошло ещё одно важнейшее событие, связанное с Плутоном. 16 января с мыса Канаверел стартовал космический аппарат NASA под названием New Horizons. В планы миссии входило достичь Плутона и других объектов пояса Койпера и дать учёным возможность получить представление, как они в действительности выглядят.
Окончание следует.