Из князей в карлики: история планеты Плутон. Почему плутон не является планетой солнечной системы

Да-да, это правда. Плутон больше не планета. Неужели вы не знали? Эта "свежая" информация появилась чуть больше 10 лет назад. Однако, по оценкам "на глаз", примерно половину взрослых посетителей планетариев этот факт удивляет. Зато дети в этом вопросе оказываются на высоте, они точно знают, что планет - восемь (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Но на вопрос "Почему же Плутон больше не планета?" ответить могут далеко не всегда. За что с ним поступили так и кто эти "негодяи", объясняет астроном, лектор Санкт-Петербургского планетария Мария Боруха.

Так что же произошло с Плутоном в далёком 2006 году?

Некоторые люди полагают, что Плутон покинул Солнечную систему. Спешим успокоить: Плутон – на месте и нас не покинул. Он по-прежнему обращается вокруг Солнца с периодом в 248 земных лет и, скорее всего, будет это делать ещё очень и очень долго.

Всё дело здесь в названиях, которые употребляют астрономы для классификации объектов. Они-то и решили больше не называть Плутон словом "планета".

Представьте, что один ребёнок подарил другому игрушку. Раньше был Петин паровозик, а стал Колин паровозик. Хотя сама игрушка совершенно не поменялась, но называть мы её стали иначе. Нечто похожее произошло с водами Индийского, Тихого и Атлантического океанов, окружающих Антарктиду, - в 2000 году их признали отдельным Южным океаном.

Аналогично с Плутоном: до 2006 года Плутон назывался "планетой" Солнечной системы, а теперь называется "карликовой планетой" . Важно, что карликовые планеты (они отмечены стрелочками на рисунке ниже) не являются подклассом "планет" (их тоже без труда можно различить на изображении) - это новый тип объектов в Солнечной системе, который ввели в том самом 2006 году. Сейчас к нему относится пять объектов: Церера, Плутон, Хаумея, Макемаке и Эрида.

Чем различаются планеты и карликовые планеты?

Из рисунка выше видно, что, во-первых, все карликовые планеты меньше, чем планеты. Так, может быть, Плутон просто слишком мал или лёгок, чтобы называться настоящей планетой? И это узнали только в 2006 году?

Нет, размер Плутона и до 2006 года был известен достаточно точно, чтобы заключить, что он ненамного, но меньше Меркурия (именно к нему перешёл статус самой маленькой планеты).

Более того, многие тела Солнечной системы, даже большего размера, чем Меркурий, не входят в список планет (например, Ганимед - крупнейший спутник Юпитера). А наша Луна - издревле известное космическое тело, конечно, меньше, чем Меркурий, но при этом больше, чем Плутон!

Да, если бы Луна жила отдельно от Земли и обращалась вокруг Солнца, она бы могла получить статус планеты. Сейчас же она называется спутником и вряд ли поменяет свой статус в ближайшее время.

Мы понимаем это слово интуитивно и говорим, что Луна - спутник Земли, а Земля - спутник Солнца, подразумевая движение одного тела вокруг другого. Но формализовать определение этого термина оказалось настолько трудно, что Международный астрономический союз пока не ввёл точное определение слова "спутник".

Теперь можно прийти к выводу: чтобы называться планетой, важно быть не только достаточно большим телом, но необходимо также являться спутником именно Солнца, а не другого тела.

Но Плутон-то под такое определение подходит! Может быть, он, являясь большим телом, летает по какой-то особенной орбите вокруг Солнца?

Отчасти – да.

С помощью этого рисунка можно почти точно представить масштабы Солнечной системы и положение орбит планет. Бросается в глаза, что орбита Плутона сильно наклонена - на целых 17 градусов по отношению к плоскости, в которой лежит орбита Земли. Следом идёт Меркурий, наклонение которого составляет всего 7 градусов.

Кроме своего аномально большого наклонения, орбита Плутона вытянута сильнее, чем орбиты планет, хотя отличие от Меркурия по этому параметру невелико.

Может быть, это и есть ответ: орбита Плутона слишком сильно вытянута и слишком сильно наклонена?

Давайте теперь посмотрим на орбиты тел, лежащих от Солнца дальше, чем Плутон (они выделены на рисунке ниже красным цветом). Более наглядно это можно сделать с помощью этого ресурса .

" src="https://static..jpg" alt="" data-extra-description="

Карликовые планеты Солнечной системы. Фото:

Так какое же свойство является общим для столь различных объектов, которое при этом отличает их от планет?

Оказывается, необходимо рассмотреть не только сами тела, их размер и орбиту, но также обратить внимание на то, что находится в их окрестности: малые тела Солнечной системы - в основном астероиды.

Именно в этой области Солнечной системы - главном поясе астероидов - живёт одна из карликовых планет - Церера. Кстати, классификация этого объекта тоже была изменена: раньше Цереру считали астероидом (она была первым открытым небесным телом подобного рода), а теперь она - одна из карликовых планет.

Отличие астероидов и карликовых планет - в их форме. Карликовые планеты достаточно массивны, чтобы принять округлую форму, а астероиды - более лёгкие тела и имеют неправильные очертания.

Другие четыре карликовые планеты живут гораздо дальше от Солнца, за орбитой Нептуна. И в этой же области Солнечной системы находится пояс Койпера - ещё один пояс астероидов.

Теперь мы можем заключить, что карликовые планеты Солнечной системы отличаются от планет главным образом наличием астероидов в окрестностях их орбит.

При этом карликовые планеты и планеты имеют округлую форму и обращаются вокруг Солнца.

И что же послужило поводом понизить статус Плутона?

Идеи о том, что Плутон больше не должен носить статус планеты, стали появляться в начале XXI века. После 70 лет пребывания Плутона в должности девятой планеты один за другим посыпались открытия тел, находящихся дальше, чем Плутон, но сравнимых с ним по размеру и массе. Финальным аккордом в последовательности открытий стало открытие Эриды в 2005 году группой учёных под руководством Майкла Брауна. Впоследствии он даже написал книгу "Как я убил Плутон".

Дело в том, что Эрида оказалась существенно массивнее Плутона и фактически стала претендовать на роль 10-й планеты. У учёных был выбор: продолжить расширять список планет либо придумать определение слову планета, которое обеспечило бы спокойствие и стабильность в их семействе. Они выбрали второй путь и дали следующее определение слову планета:

Тело, обращающееся вокруг Солнца.
Достаточно массивное, чтобы под действием сил гравитации принять околоокруглую форму, и находящееся в состоянии гидростатического равновесия.
Очистившее пространство своей орбиты от прочих тел.

Значит ли это, что список планет больше никогда не пополнится? Ни в коем случае! До сих пор в Солнечной системе регулярно открываются новые объекты, обычно небольшие. Но даже при существующем разнообразии мощных телескопов планету размером с Землю, но находящуюся в 500 раз дальше от Солнца, чем сама Земля, астрономы не смогли бы заметить. Более того, в январе 2016 года тот самый "убийца Плутона" Майкл Браун предсказал существование большой планеты (в 10 раз массивнее Земли!) на видимой окраине Солнечной системы. В течение 2016 года этот гипотетический объект (предсказанный теоретически, но не обязательно существующий в действительности) найден не был. Но вполне возможно, что в ближайшие годы астрономы найдут настоящую девятую планету, которая будет более достойна этого статуса, чем Плутон.

Плутон - самая далекая планета. От центрального светила он находится в среднем в 39,5 раза дальше, чем наша Земля. Образно говоря, планета движется на периферии владений Солнца - в объятиях вечного холода и мрака. Потому-то она и была названа в честь бога подземного царства Плутона.

Впрочем, так ли уж темно на Плутоне на самом деле?

Известно, что свет ослабевает пропорционально квадрату расстояния от источника излучения. Следовательно, на небосводе Плутона Солнце должно светить примерно в полторы тысячи раз слабее, чем на Земле. И все же оно там почти в 300 раз ярче, чем у нас полная Луна. С Плутона Солнце видно очень яркой звездой.

Пользуясь третьим законом Кеплера, можно вычислить, что обращение по околосолнечной орбите Плутон совершает почти за 250 земных лет. Его орбита отличается от орбит других больших планет значительной вытянутостью: эксцентриситет достигает 0,25. Благодаря этому расстояние Плутона от Солнца изменяется в широких пределах и периодически планета "заходит" внутрь орбиты Нептуна.

Подобное явление происходило с 21 января 1979 года по 15 марта 1999-го: девятая планета стала ближе к Солнцу (и к Земле), чем восьмая - Нептун. А в 1989 году Плутон достиг перигелия и находился на минимальном расстоянии от Земли, равном 4,3 млрд км.

Далее было замечено, что Плутон испытывает хотя и незначительные, но строго ритмические вариации блеска. Период этих вариаций исследователи отождествляют с периодом вращения планеты вокруг оси. В земных единицах времени он составляет 6 суток 9 часов и 17 минут. Нетрудно подсчитать, что в Плутоновом году таких суток насчитывается 14 220.

Плутон заметно отличается от всех далеких от Солнца планет. И по размерам, и по многим другим параметрам он скорее похож на захваченный в Солнечную систему астероид (или систему из двух астероидов).

Плутон находится примерно в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, поэтому, естественно, поток солнечной лучистой энергии на этой планете более чем в полторы тысячи раз слабее, чем на Земле. Однако это не значит, что Плутон окутан вечной мглой: Солнце на его небосклоне выглядит более ярким, чем Луна для обитателей Земли. Но, конечно, температура на планете, до которой свет от Солнца идет более пяти часов, низка - ее среднее значение порядка 43 К, так что в атмосфере Плутона, не испытывая сжижения, может оставаться только неон (более легкие газы из-за малой силы тяготения из атмосферы улетучиваются). Диоксид углерода, метан и аммиак затвердевают даже при максимальной для этой планеты температуре. В атмосфере Плутона могут быть и незначительные примеси аргона, и еще в более малых количествах азота. Давление у поверхности Плутона по имеющимся теоретическим оценкам составляет менее 0,1 атмосферы.

Данные о магнитном поле Плутона пока отсутствуют, но по теории бароэлектрического эффекта его магнитный момент на порядок ниже, чем у Земли. Приливные взаимодействия Плутона и Харона должны приводить и к возникновению электрического поля.

За последние годы благодаря совершенствованию методов наблюдений наши знания о Плутоне существенно пополнились новыми интересными фактами. В марте 1977 года американские астрономы обнаружили в инфракрасном излучении Плутона спектральные линии метанового льда. Но покрытая инеем или льдом поверхность должна отражать солнечный свет значительно лучше, чем та, которая устлана горными породами. После этого пришлось заново пересматривать (и уже в который раз!) размеры планеты.

Плутон не может быть больше Луны - таков был новый вывод специалистов. Но чем объяснить тогда неправильности движения Урана и Нептуна? Очевидно, их движение возмущает какое-то другое, еще неизвестное нам небесное тело, а может быть, даже несколько таких тел...

Дата 22 июня 1978 года навсегда войдет в историю изучения Плутона. Можно даже сказать, что в этот день планета была открыта заново. А началось с того, что американскому астроному Джеймсу Кристи посчастливилось обнаружить у Плутона естественный спутник, получивший название Харон.

Из уточненных наземных наблюдений радиус орбиты спутника относительно центра масс системы Плутон-Харон равен 19 460 км (по данным орбитальной астрономической станции "Хаббл" - 19 405 км), или 17 радиусам самого Плутона. Теперь стало возможным вычислить абсолютные размеры обоих небесных тел: диаметр Плутона составил 2244 км, а диаметр Харона - 1200 км. Плутон действительно оказался меньше нашей Луны. Планета и спутник вращаются вокруг собственных осей синхронно с орбитальным движением Харона, в результате чего они обращены друг к другу одними и теми же полушариями. Налицо результат длительного приливного торможения.

В 1978 появилось сенсационное сообщение: на фотографии, полученной Д. Кристи с помощью 155-сантиметрового телескопа, изображение Плутона выглядело удлиненным, то есть имело небольшой выступ. Это дало основание утверждать, что у Плутона есть довольно близко расположенный от него спутник. Этот вывод позже получил подтверждение на снимках с космических аппаратов. Спутник, названный Хароном (согласно греческой мифологии, таким было имя перевозчика душ в царство Плутона Аид через реку Стикс), имеет значительную массу (около 1/30 массы планеты), находится на расстоянии всего около 20 000 км от центра Плутона и обращается вокруг него с периодом 6,4 земных суток, равным периоду обращения самой планеты. Таким образом, Плутон и Харон вращаются как целое, и поэтому они часто рассматриваются как единая двойная система, что позволяет уточнить значения масс и плотностей.

Итак, в Солнечной системе Плутон оказался второй двойной планетой, причем более компактной, чем двойная планета Земля-Луна.

Измерив время, которое затрачивает Харон на полный оборот вокруг Плутона (6,387217 суток), астрономы получили возможность "взвесить" систему Плутона, то есть определить суммарную массу планеты и ее спутника. Она оказалась равной 0,0023 массы Земли. Между Плутоном и Хароном эта масса распределяется следующим образом: 0,002 и 0,0003 массы Земли. Случай, когда масса спутника достигает 15 % от массы самой планеты, является уникальным в Солнечной системе. До открытия Харона наибольшее отношение масс (спутника к планете) было в системе Земля-Луна.

При таких размерах и массах средняя плотность компонентов системы Плутона должна быть почти вдвое больше плотности воды. Словом, Плутон и его спутник, как и многие другие тела, движущиеся на окраинах Солнечной системы (например, спутники планет-гигантов и ядра комет), должны состоять в основном из водяного льда с примесью горных пород.

9 июня 1988 года группа американских астрономов наблюдала покрытие Плутоном одной из звезд и открыла при этом атмосферу Плутона. Она состоит из двух слоев: слоя дымки толщиной около 45 км и слоя "чистой" атмосферы толщиной примерно 270 км. Исследователи Плутона считают, что при господствующей на поверхности планеты температуре -230 °С только инертный неон способен еще сохраняться в газообразном состоянии. Поэтому разреженная газовая оболочка Плутона может состоять из чистого неона. Когда же планета находится от Солнца на самом дальнем расстоянии, температура понижается до -260°С и все газы должны "вымерзать" из атмосферы полностью. Плутон и его спутник - самые холодные тела в Солнечной системе.

Как видим, хотя Плутон и расположен в области господства планет-гигантов, но с ними его ничто не роднит. А вот с их "ледяными" спутниками у него много общего. Значит, Плутон был когда-то спутником? Но какой планеты?

На этот вопрос подсказкой может служить такой факт. На каждые три полных оборота Нептуна вокруг Солнца приходится два таких же оборота Плутона. И не исключено, что в отдаленном прошлом у Нептуна помимо Тритона был еще один крупный спутник, которому удалось обрести свободу.

Но какая сила смогла выбросить Плутон из системы Нептуна? "Порядок" в системе Нептуна могло нарушить пролетавшее мимо массивное небесное тело. Однако события могли развиваться и по другому "сценарию" - без привлечения возмущающего тела. Небесномеханические расчеты показали, что сближение Плутона (тогда еще спутника Нептуна) с Тритоном могло настолько изменить его орбиту, что он удалился из сферы тяготения Нептуна и превратился в самостоятельного спутника Солнца, то есть в самостоятельную планету...

В августе 2006 года на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза было принято решение об исключении Плутона из числа больших планет Солнечной системы.

Плутон был обнаружен в 1930 году астрономом Клайдом Томбо в Лоуэлловской обсерватории штата Аризона. Его поиски велись 15 лет, так как существование транснептуновой планеты было предсказано еще Персивалем Лоуэллом по возмущениям в движении Урана и Нептуна. Эти расчеты оказались ошибочными, но по чистой случайности Плутон был обнаружен недалеко от предсказанного места.

Плутон — единственная из планет, которую ни разу не посещали космические аппараты. Поэтому данные о нем характеристики этой планеты известны лишь приблизительно: диаметр — около 2200 км, температура на поверхности — 35-55 K (около -210°С). Плутон состоит из смеси камней и льда, а атмосфера — из азота и метана.

Крупнейший из спутников Плутона Харон, получивший свое название по имени мифологического перевозчика умерших через реку мертвых — Стикс до врат Аида, был обнаружен в 1978 году Джимом Чрисли. Харон имеет диаметр около 1200 км и обращается с периодом 6,4 суток по орбите вокруг общего с Плутоном центра тяжести, который лежит между ними. Плутон и Харон всегда обращены друг к другу одной и той же стороной. В 2005 году космический телескоп Хаббл обнаружил у Плутона еще два очень маленьких спутника (61 и 46 км), которые год спустя получили названия Гидра и Никта. С тех же букв начинаются слова в названии первого межпланетного зонда New Horizons — «Новые горизонты», которые в том же году отправился в 10-летнее путешествие к Плутону.

С конца XX века за орбитой Нептуна все чаще находят небесные тела диаметром от нескольких сотен до нескольких тысяч километров, которые стали называть транснептуновыми объектами. Все вместе их иногда называют поясом Койпера. По мере его исследования становилось все яснее, что Плутон — рядовой транснептуновый объект. В 2003 году на окраине Солнечной системы был найден объект UB 313, превышающий по размерам Плутон.

В итоге, в августе 2006 года Международный астрономический союз принял решение лишить Плутон статуса планеты и ввести новую категорию карликовых планет, к которой первоначально отнесли Плутон, UB 313 и "повышенный в ранге" астероид Цереру из основного пояса астероидов между Марсом и Юпитером. Таким образом, Плутон пребывал в статусе планеты 76 лет и стал первым небесным телом, которое этого статуса лишилось.

Девятая и самая дальняя планета Солнечной системы — Плутон. В 2006 году Международный астрономический союз исключил этот космический объект из списка планет. Не смотря на этот факт, Плутон все равно он считается малой (карликовой) планетой пояса Койпера, причем является самой известной планетой карликового типа, а также самым большим небесным телом, которое находится далее Нептуна и десятым по размеру и массе объектом среди тех, которые вращаются вокруг Солнца (не считая планетарных спутников). Решение забрать девятую планету довольно спорно, в научных кругах есть мнение об необходимости отмены решения Союза астрономов. Планета имеет один большой спутник и четыре поменьше. Символ космического тела — переплетенные латинские буквы P и L.

Открытие

Интересные факты о Плутоне, связанные с открытием и исследованиями. Сначала девятую планету называли Планетой Х. Но оксфордская школьница придумала современное название — Плутон, за это получила приз — 5 фунтов стерлингов. Название было позитивно воспринято научными кругами, так как традиционно связано с античной мифологией (древнегреческий бог подземного царства), как и название многих других планет и космических объектов.

Орбиту планеты можно было бы высчитать с помощью математических вычислений, ее существование было предсказано в начале ХХ века американским астрономом Персивалем Лоуэллом, поэтому объект сначала хотели назвать Персивалем. Но саму планету нашли не благодаря сложным расчетам, а благодаря К.Томбо, который сумел найти на небосводе такой маленький объект среди миллионов звезд в 1930 году.

Далекую глыбу из камней и льда, из которых состоит планета, можно рассмотреть только в телескоп с 200-миллиметровыми линзами, причем с первого раза вряд ли удастся ее обнаружить, так как планета очень медленно движется и нужно тщательно сопоставлять ее с другими небесными телами на звездной карте. Венеру, например, легко обнаружить не только благодаря яркости, но и благодаря быстрому движению относительно звезд.

Из-за удаленности непосредственно к Плутону длительное время не подлетал ни один космический аппарат. Но 14 июля 2015 года американский космический аппарат «Новые горизонты» прошел на расстоянии 12,5 тысяч километров от поверхности планеты, сделав качественные снимки поверхности.

С момента открытия на протяжении 80 лет Плутон считали полноценной планетой, но астрономы, посовещавшись, в 2006 году объявили, что это не обычная планета, а карликовая с официальным названием «астероид номер 134340», подобных планет карликового типа насчитывают два десятка. Это решение может быть опрометчивым, так как этот небесный объект остается десятым по размерам в Солнечной Системе.

Не смотря на то, что планета движется несколько хаотично, на ней есть два полюса — северный и южный. Этот факт вкупе с тем, что есть спутники и атмосфера, для многих ученых является доказательством, что это настоящая планета. Некоторые исследователи считают, что объект именовали карликовым из-за большой удаленности от Солнца и размещения в поясе Койпера, а вовсе не из-за размеров.

Свойства

Планета Плутон — интересные факты о свойствах планеты. Это последняя планета Солнечной системы — расстояние от нашей звезды колеблется от 4,7 до 7,3 миллионов километров, такое расстояние свет преодолевает более пяти часов. Планета находится в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Год длится на Плутоне 248 земных лет — именно за это время планета совершает один оборот по солнечной орбите. Орбита очень вытянутая, также она находится в другой плоскости относительно орбит других планет Солнечной системы.

Сутки длятся почти земную неделю, обороты вокруг своей оси совершаются в другую сторону, нежели у Земли, поэтому Солнце восходит на западе, закат наблюдается на востоке. Солнечного света мало даже в день, поэтому, стоя на планете, можно круглосуточно наблюдать звездное небо.

В составе атмосферы, которая была обнаружена в 1985 году, — окись углерода, азот и метан. Конечно, такой газовой смесью человек дышать не сможет. Наличие атмосферы (которая, возможно, является общей для самой планеты и его спутника Харона) — отличительна черта Плутона, которого лишили статуса настоящей планеты и разжаловали до карликовой планеты. Ни на одной карликовой планете атмосферы нет.

Среди планет Плутон самая маленькая, ее вес составляет около 0,24 процента земной массы.

Плутон и Земля вращаются в противоположных друг от друга направлениях.

Спутником является Харон, который по размеру почти такой же, как и Плутон (в два раза меньше, но все равно разница незначительная, как для спутника). Поэтому самую дальнюю планету Солнечной системы часто называют двойной.

Эта планета самая холодная со средней температурой минус 229 градусов по Цельсию.

Не смотря на небольшой размер (в шесть раз меньше Луны по весу), это небесное тело имеет несколько спутников — Харон, Никс, Гидра, Р1.

Планета состоит из горных пород и ледяных глыб.

На честь Плутона назван химический элемент плутоний.

Планета имеет очень большой период вращения вокруг Солнца — с того времени, как ее открыли и до 2178 года она впервые сделает круг вокруг центра Солнечной Системы.

Карликовая планета достигнет максимального расстояния от Солнца в 2113 году.

Сила притяжения намного меньше земной — 45 килограмм на Земле превращаются на 2,75 килограмм на Плутоне.

Планету невозможно увидеть без оптических приборов, и даже при приближении к Земле на минимальное расстояние, ее все равно увидеть невооруженным глазом не получится.

Расстояние от Солнца настолько большое, что небесное светило, которое изжаривает Венеру и дает достаточно тепла Земле, с поверхности Плутона выглядит как маленькая точка, фактически — как большая звезда.

Так как в космосе концентрация объектов невелика, крупные тела влияют друг на друга своей гравитацией. Такое взаимодействие астрономы предусмотрели для Плутона, Урана и Нептуна. Но масса Плутона оказалась настолько маленькой относительно большой орбиты, что эта планета практически не влияет на ближайшие планеты Солнечной системы.