Можете себе представить вулкан, который извергает ледяную породу? Или поверхность планеты, на которой расплавленная порода бурлит вместе со льдом? Я говорю про Плутон, самую далекую планету от Солнца. Что на ней вообще происходит? Тут есть чему удивиться! А в конце расскажу, про невероятную атмосферу этой планеты, ведь температура тут вполне себе нормальная.
Открытие Плутона
Вы сильно удивитесь, когда узнаете, что столь далекую планету смогли обнаружить достаточно давно! В 1840-х, астрономы заметили, что движение Урана не совпадает с теоретическими расчетами. Это заставило их предположить наличие еще одной неизвестной планеты. Благодаря усилиям французского математика, был обнаружен Нептун, но даже с его учетом в расчетах оставались расхождения, указывающие на возможность существования девятой планеты. В 1906 году, по инициативе Персиваля Лоуэлла, основавшего одноименную обсерваторию, начались систематические поиски этой таинственной "планеты X". Лоуэлл не дожил до открытия, скончавшись в 1916 году, и первоначальные поиски не принесли результатов. Интересно, что потенциальный кандидат был зафиксирован на фотопластинках еще в 1915 году, но не был идентифицирован как планета. Даже в 1919 году Плутон несколько раз попадал в объективы в обсерватории Маунт-Вильсон, но также остался нераспознанным. Почему? Расскажу чуть дальше.
После смерти Лоуэлла его обсерватория ввязалась в долгие судебные споры с его вдовой, что отвлекло их от астрономических исследований. Однако в 1929 году работа возобновилась, и задачей занялся молодой американец Клайд Томбо, недавно присоединившийся к команде обсерватории. Томбо с большим энтузиазмом приступил к задаче, тщательно фотографируя небо и регулярно проверяя снимки на предмет изменений с помощью специального устройства, блинк-компаратора. Этот метод, похожий на создание анимации из последовательных кадров, помог ему сделать важное открытие. 18 февраля 1930 года он заметил неизвестный объект, который позже был объявлен новой планетой, и официальное сообщение об этом было сделано 13 марта в Гарвардской обсерватории.
Почему Плутон называют карликом?
Но почему планету не считают полноценной? После обнаружения в 1930 году и вплоть до 2006 года Плутон считался полноценной 9-й планетой Солнечной системы. Но всё изменилось в 1992 году, когда начали обнаруживать объекты в поясе Койпера, схожие с нашим Плутоном по своему размеру. Это вызвало вопросы у ученых. После открытия Эриды в 2005 году, объекта, практически сопоставимого с Плутоном по размеру, вопрос стал ребром. Ведь выходит так, что и Эрида тогда должна считаться 10-й планетой. Необходимо была не просто пересмотреть статус самого Плутона, но и в целом выработать четкие критерии понятия планета. В 2006 году Международный астрономический союз установил более жесткие нормативы, согласно которым планета должна обладать достаточной массой для придания себе сферической формы, вращаться вокруг Солнца и иметь "очищенную" орбиту, то есть быть достаточно массивной, чтобы притянуть или оттолкнуть другие объекты в своей орбитальной зоне. Плутон не соответствует последнему условию из-за своего расположения в поясе Койпера, где много объектов сопоставимых размеров. Я дальше расскажу ещё про спутники.
В результате Плутон был переквалифицирован в категорию карликовых планет и получил номер 134340 в каталоге малых планет. Это решение вызвало множество дебатов и неодобрения как в научном сообществе, так и среди общественности, особенно в США, где Плутон был открыт. Некоторые американцы были особенно разочарованы, учитывая, что Плутон был единственной планетой, открытой американским астрономом. Ситуация с изменением статуса Плутона привела к появлению термина "оплутонить", символизирующего понижение в статусе или значимости, что отражает общественное восприятие этого решения.
Как там на Плутоне?
Но давайте перейду от истории и научных дебатов к интересным фактам. Как там на Плутоне? Поверхность планеты покрыта не только водяным льдом, но и льдами из замерзших газов, таких как азот, метан и монооксид углерода, которые при вращение по орбите и приближении к Солнцу могут таять и формировать атмосферу планеты. Средняя температура на Плутоне составляет примерно минус 223 градуса Цельсия. Одним из самых заметных признаков на поверхности Плутона является долина Спутника, огромная впадина длиной более 1000 км, которая составляет около 5% от общей площади планеты. Ученые полагают, что долина могла образоваться в результате древнего астероидного удара, который со временем трансформировался. Эта долина заполнена азотным льдом, а ее окружают горы из водяного льда. Благодаря более низкой плотности, куски водяного льда могут дрейфовать по долине, подобно айсбергам. В азотном льду также происходят конвективные движения, формируя канавки, где видны множество маленьких темных холмов – это и есть айсберги из обычного водяного льда, перемещающиеся очень медленно, на несколько сантиметров в год.
Интересен и тот факт, что на Плутоне есть своеобразное "море" из азотного льда с плавающими в нем водяными айсбергами. Водяной лед на Плутоне при таких экстремально низких температурах становится очень прочным, образуя горы высотой до 5 км. Кроме того, на Плутоне имеется величественная территория, известная как "Сердце Плутона", простирающаяся на 1800x1500 км. Это возвышенность украшена ледяными горами, достигающими в высоту 3.5 км, что добавляет уникальности и загадочности этой далекой карликовой планете.
Как изучают Плутон?
Как вы понимаете, изучение Плутона - дело очень непростое. Причина одна, но очень весомая - невероятная удаленность от нашей планеты. Добавьте сюда ещё и небольшие размеры Плутона, его плохо видно даже на идеальном небе. Для его обнаружения необходимы очень мощные телескопы. Но даже с ними не возможно получить подробное и качественное изображение его поверхности. А что же знаменитый телескоп Хаббл? Даже с его помощью можно определить только какие-то очертания и пятна на поверхности, но не более того. Но прогресс не стоит на месте! Возможность более детального изучения Плутона появилась лишь с запуском космического аппарата "Новые Горизонты" в 2006 году, который стал первой миссией, направленной к этой карликовой планете. Интересным фактом является то, что на борту "Новых Горизонтов" находился пепел Клайда Томбо, астронома-американца, открывшего Плутон в 1930 году. Его дочь решила, что отец должен отправиться туда, где всю жизнь находилось его сердце. Правда трогательно?
"Новые Горизонты" успешно пролетел мимо Плутона 14 июля 2015 года на расстоянии всего в 12.5 тысяч километров, начав изучение планеты и ее спутников за несколько месяцев до ближайшего сближения. Эта историческая миссия предоставила научному сообществу первые высококачественные изображения поверхности Плутона и его крупнейшего спутника Харона, про который я расскажу чуть дальше.
По какой орбите двигается Плутон
Отдельно хотелось бы остановиться и на орбите Плутона, ведь двигается он очень нестандартно в сравнении с остальными планетами. Его орбита значительно более эллиптична, что означает, что Солнце расположено не в центре движения Плутона, а смещено в сторону. Это приводит к большим колебаниям расстояния между Плутоном и Солнцем. Сколько длится “типичный” год, если переводить на наши земные мерки? Оборот вокруг солнца у Плутона занимает практически 248 наших лет.
Интересно, что в перигелии, самой близкой к Солнцу точке своей орбиты, Плутон оказывается ближе к Солнцу, чем даже Нептун, но их орбиты не пересекаются. Проходя мимо его Плутон находится несколько выше на приличном расстоянии. Особенностью орбиты этой планеты является также то, что он находится в орбитальном резонансе с Нептуном, где на каждые 3 оборота Нептуна приходятся 2 оборота Плутона. Это обеспечивает стабильность их орбит, так что минимальное расстояние между планетами всегда превышает 17 астрономических единиц и они не сбивают орбиту друг друга. Тут конечно удивительно, градусом ниже или выше и весь этот баланс мог бы нарушиться и планеты бы столкнулись через какое-то время. А сколько длятся сутки на Плутоне? Он вращается вокруг своей оси за 6.3 дня в направлении, противоположном большинству планет, наподобие Венеры. Его ось наклона в 120 градусов приводит к экстремальным сезонным изменениям. В настоящее время на Плутоне весна в северном полушарии, начавшаяся в 1987 году. Смена времен года, если сравнивать с земным исчислением, происходит каждые 62 года. Поэтому четверть поверхности планеты непрерывно освещена Солнцем, в то время как остальная часть погружена в бесконечную ночь.
Размер и масса Плутона
А что по размерам и массе? Практически сразу после открытия Плутона ученые пытались определить его массу, исходя из влияния на орбиты Урана и Нептуна. Сначала предполагали, что Плутон весит даже в 6 раз больше Земли. Однако со временем эта оценка значительно снизилась: сначала до земного уровня, а затем до размеров Марса. Идея о сходстве с Марсом продержалось до середины 20-го века, основываясь на предположении, что Марс на расстоянии Плутона имел бы аналогичную яркость. Но со временем размеры Плутона стали корректироваться. Согласно данным, полученным от космического аппарата "Новые Горизонты", про который я уже вам говорил, диаметр Плутона составляет всего 2376 км, что делает его площадь поверхности меньше, чем у бывшего СССР, но все же больше, чем у современной России или США. Если сравнить с Луной, то Плутон будет практически в 2 раза меньше. Теперь понимаете, почему его отнесли в карлики?
Но и с массой тоже получилось интересно. Плутон выходит легче большинства крупных спутников планет Солнечной системы: он в 6 раз легче Луны и в 480 раз легче Земли. Тем не менее среди карликовых планет Плутон выделяется: он превосходит Цереру в 14 раз по массе и в 2.5 раза по размеру, а также немного превышает Эриду по размерам, хотя и на 25% легче ее.
Криовулкан
Но давайте расскажу про необычные вулканы, точнее криовулканы, на его поверхности. Анализ данных, полученных космическим аппаратом Новые Горизонты, выявил на Плутоне целый регион наполненный криовулканами, где происходили относительно недавние извержения. Кстати, если вы вдруг не понимаете о чем речь, то уточню. Криовулканы - это тоже извержения из недр земли, но только ледяными породами, потоками воды, аммиака или метана. Часто сопровождается газами. Выявленные куполы вулканов на Плутоне достигают в высоту 7 км, что свидетельствует о значительной вулканической активности этой планеты. Эти результаты были опубликованы в журнале Nature Communications и дают новое представление о сложности и динамике ландшафта Плутона.
Исследователи обнаружили криовулканический регион протяженностью около 1000 км, с малым количеством кратеров, что указывает на его относительную молодость. Этот регион характеризуется большими возвышенностями с бугристыми склонами. Предполагается, что основной материал на поверхности - водяной лед, выброшенный в результате криовулканических извержений. Создание такого ландшафта требовало множества извержений и огромных объемов ледяного материала. Отсутствие ударных кратеров подчеркивает молодость и активность этого региона. Это открытие также может указывать на то, что внутренняя структура Плутона либо эффективно сохраняет тепло, либо его недра теплее, чем предполагалось ранее, что способствует криовулканической активности.
Спутники Плутона
У Плутона известно пять спутников, среди которых Харон является самым крупным и интересным. Он практически вдвое меньше Плутона по размерам, но его масса составляет примерно одну восьмую от массы Плутона. Это создает уникальную ситуацию, когда центр масс системы Плутон-Харон находится вне поверхности обоих тел, что приводит к их совместному вращению вокруг этой точки, а не к традиционному вращению спутника вокруг планеты. Особенность системы Плутон-Харон в том, что они образуют так называемую двойную планету, где оба тела вращаются вокруг общего центра масс, расположенного между ними. Это довольно редкий астрономический феномен, и хотя Харон не классифицирован как отдельная планета, его размеры и взаимодействие с Плутоном делают эту систему уникальной.
Максимальное расстояние между Хароном и центром Плутона составляет около 19,596 километров. Интересно, что вращение Плутона и Харона синхронизировано таким образом, что они всегда обращены друг к другу одной и той же стороной, подобно тому как Луна всегда повернута к Земле одной стороной. Это означает, что с одной стороны Плутона Харон всегда виден на небе, а с другой стороны он никогда не появляется. Поверхность Харона, как предполагается, богата водяным льдом, и существует вероятность наличия криогейзеров – извержений водяного пара и других веществ из-под поверхности, как и на его собрате по орбите.
Состав и атмосфера Плутона
Как я и говорил, изучение Плутона затруднено из-за его удаленности и малых размеров, поэтому новые вводные появились относительно недавно. До этого ученые просто гадали и предполагали, как существует эта планета. Проект Новые горизонты смог действительно приоткрыть завесу тайны над Плутоном. Из интересного, например, Плутон отличается высоким контрастом поверхности, превосходя по этому показателю большинство тел Солнечной системы. Его альбедо, или способность отражать свет, варьируется от 10 до 70%, что вызывает изменение яркости в процессе вращения планеты. Внутреннее строение Плутона представляет собой каменное ядро, окруженное мантией из водяного льда. Если в ядре происходил радиоактивный распад, то это могло обеспечить достаточно энергии для существования жидкой мантии, что предполагает возможность наличия подледного океана в прошлом. Замерзание этого океана могло привести к формированию характерной рельефной поверхности Плутона с грабенами и уступами.
Атмосфера Плутона крайне разрежена и состоит из азота, метана и монооксида углерода, которые могут конденсироваться на поверхности вдали от Солнца и испаряться при его приближении. Взаимодействие этих газов с солнечным излучением приводит к формированию дополнительных соединений и созданию дымки, поднимающейся на высоту до 200 км над поверхностью. Метан в атмосфере Плутона играет роль в создании парникового эффекта, благодаря которому температура с высотой может увеличиваться на 3-15 градусов Цельсия на каждый километр. Это делает атмосферу на 40 градусов теплее поверхности, обеспечивая более стабильные температурные условия без резких суточных колебаний.
Заключение
Плутон - это очень малоизученная планета, которая таит в себе ещё огромное количество тайн. Но я постараюсь держать вас в курсе новых открытий, подписывайтесь на канал и до скорых встреч друзья! Спасибо за просмотр!