Плутон

Плутон
Цветное изображение Плутона, полученное автоматической межпланетной станцией «Новые горизонты» 14 июля 2015 года с расстояния 450 000 км
Открытие
Первооткрыватель	Клайд Томбо
Место открытия	Флагстафф, США
Дата открытия	18 февраля 1930
Способ обнаружения	наблюдение
Орбитальные характеристики
Эпоха: J2000.0
Перигелий	29,667 а. е.
Афелий	49,31 а. е.
Большая полуось (a)	39,482117 а. е.
Эксцентриситет орбиты (e)	0,2488273
Сидерический период обращения	90 553,02 земного дня (247,92065 земного года)
Синодический период обращения	366,73 земного дня
Орбитальная скорость (v)	4,6691 км/с
Наклонение (i)	17°,14
Долгота восходящего узла (Ω)	110°,30347
Аргумент перицентра (ω)	113°,76329
Чей спутник	Солнце
Спутники	5
Физические характеристики
Размеры	2370 км
Экваториальный радиус	1185 км
Полярный радиус	1185 км
Средний радиус	1185 км
Площадь поверхности (S)	16647940 км²
Объём (V)	7,15·109 км³
Масса (m)	(1,305 ± 0,007)·1022 кг
Средняя плотность (ρ)	2,03 ± 0,06 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе (g)	0,58 м/с² (0,059 g)
Первая космическая скорость (v1)	1,2 км/c
Экваториальная скорость вращения	47,6 км/ч
Период вращения (T)	−6,387 земного дня
Наклон оси	119,591 ± 0,014°
Прямое восхождение северного полюса (α)	132°,993
Склонение северного полюса (δ)	−6°,163
Альбедо	0,4—0,6
Видимая звёздная величина	до 13,65
Угловой диаметр	0,065—0,11″
Температура
	мин. сред. макс.
Поверхности	40 К 45 К 50 К
Атмосфера
Атмосферное давление	1,5 Па
Состав: азот, метан

Плуто́н (134340 Pluto) — крупнейшая по размеру известная карликовая планета Солнечной системы, транснептуновый объект (ТНО) и десятое по массе (без учёта спутников) небесное тело, обращающееся вокруг Солнца — после восьми планет Солнечной системы и Эриды. Первоначально Плутон классифицировался как классическая планета, однако сейчас он считается карликовой планетой и самым крупным объектом в поясе Койпера.

Как и большинство объектов в поясе Койпера, Плутон состоит в основном из горных пород и льда и он относительно мал: его масса меньше массы Луны в пять раз, а объём — в три раза. Площадь поверхности Плутона примерно равна площади России. У орбиты Плутона большой эксцентриситет (эксцентричность орбиты) и большой наклон относительно плоскости эклиптики.

Из-за эксцентричности орбиты Плутон то приближается к Солнцу на расстояние 29,7 а. е. (4,4 млрд км), оказываясь к нему ближе Нептуна, то удаляется на 49,3 а. е. (7,4 млрд км). Плутон и его крупнейший спутник Харон, открытый в 1978 году, часто рассматриваются в качестве двойной планеты, поскольку барицентр их системы находится вне обоих объектов. Международный астрономический союз (МАС) заявил о намерении дать формальное определение для двойных карликовых планет, а до этого момента Харон классифицируется как спутник Плутона. У Плутона имеются также четыре меньших спутника — Никта и Гидра, которые были открыты в 2005 году, Кербер, первое сообщение о котором опубликовано 20 июля 2011 года, и Стикс, об открытии которого было объявлено 11 июля 2012 года.

Со дня своего открытия в 1930 и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Однако в конце XX и начале XXI века во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов. Среди них примечательны Квавар, Седна и особенно Эрида, которая на 27 % массивнее Плутона. 24 августа 2006 года МАС впервые дал определение термину «планета». Плутон не попадал под это определение, и МАС причислил его к новой категории карликовых планет вместе с Эридой и Церерой. После переклассификации Плутон был добавлен к списку малых планет и получил номер 134340 по каталогу Центра малых планет (ЦМП). Некоторые учёные продолжают считать, что Плутон должен быть переклассифицирован обратно в планету.

Система Плутона ранее изучалась земными астрономическими и околоземными космическими средствами, а в 2015 году была исследована с близкого расстояния американским космическим аппаратом «Новые горизонты» (New Horizons).

В честь Плутона был назван химический элемент плутоний.

История открытия

В 1840-е годы Урбен Леверье с помощью ньютоновой механики предсказал положение тогда ещё не открытой планеты Нептун на основе анализа возмущений орбиты Урана. Последующие наблюдения за Нептуном в конце XIX века заставили астрономов предположить, что, помимо Нептуна, влияние на орбиту Урана оказывает и другая планета. В 1906 году Персиваль Лоуэлл, состоятельный житель Бостона, основавший в 1894 году обсерваторию Лоуэлла, инициировал обширный проект по поиску девятой планеты Солнечной системы, которой он дал имя «Планета X». К 1909 году Лоуэлл и Уильям Генри Пикеринг выдвинули предположение о нескольких возможных небесных координатах для этой планеты. Лоуэлл и его обсерватория продолжали поиск планеты вплоть до его смерти в 1916 году, однако безуспешно. На самом деле 19 марта 1915 года в обсерватории Лоуэлла были получены два слабых изображения Плутона, однако он на них не был опознан.

Обсерватория Маунт-Вильсон также могла претендовать на открытие Плутона в 1919 году. В тот год Милтон Хьюмасон по поручению Уильяма Пикеринга проводил поиски девятой планеты, и изображение Плутона попало на фотопластинку. Однако изображение Плутона на одном из двух снимков совпало с небольшим браком эмульсии (оно даже казалось его частью), а на другой пластинке изображение планеты частично наложилось на звезду. Даже в 1930 году изображение Плутона на этих архивных снимках удалось выявить с немалым трудом.

Из-за десятилетней судебной тяжбы с Констанцией Лоуэлл — вдовой Персиваля Лоуэлла, которая пыталась получить от обсерватории Лоуэлла миллион долларов как часть его наследия, — поиски планеты X не возобновлялись. И только в 1929 году директор обсерватории Весто Мелвин Слайфер без долгих раздумий поручил продолжение поисков Клайду Томбо, 23-летнему канзасцу, который только что был принят в обсерваторию после того, как на Слайфера произвели впечатление его астрономические рисунки.

Задачей Томбо стало систематическое получение изображений ночного неба в виде парных фотографий с интервалом между ними в две недели с последующим сравнением пар для нахождения объектов, изменивших своё положение. Для сравнения использовался блинк-компаратор, позволяющий быстро переключать показ двух пластинок, что создаёт иллюзию движения для любого объекта, который изменил позицию или видимость между фотографиями. 18 февраля 1930 года, после почти года работы, Томбо обнаружил возможно движущийся объект на снимках от 23 и 29 января. Менее качественная фотография от 21 января подтвердила движение. 13 марта 1930 года, после того, как обсерватория получила другие подтверждающие фотографии, новость об открытии была телеграфирована в обсерваторию Гарвардского колледжа. За открытие Плутона Клайд Томбо был удостоен медали имени Xанны Джексон-Гвилт Лондонского королевского астрономического общества (1931) с изображением Уильяма Гершеля, и других наград.

Название

Венеция Берни — девочка, давшая планете название «Плутон»

См. также: Плутон (мифология)

Право дать название новому небесному телу принадлежало обсерватории Лоуэлла. Томбо посоветовал Слайферу сделать это как можно скорее, пока их не опередили. Варианты названия начали поступать со всего мира. Констанция Лоуэлл, вдова Лоуэлла, предложила сначала «Зевс», потом имя своего мужа — «Персиваль», а затем и вовсе собственное имя. Все подобные предложения были проигнорированы.

Имя «Плутон» первой предложила Венеция Берни, одиннадцатилетняя школьница из Оксфорда. Венеция интересовалась не только астрономией, но и классической мифологией, и решила, что это имя — древнеримский вариант имени греческого бога подземного царства — подходит для такого, вероятно, тёмного и холодного мира. Она предложила это название в разговоре со своим дедом Фолконером Мейданом (англ.), работавшим в Бодлианской библиотеке в Оксфордском университете — Мейдан прочитал об открытии планеты в «Таймс» и за завтраком рассказал об этом внучке. Её предложение он передал профессору Герберту Тернеру (англ.), который телеграфировал его коллегам в США.

Официально объект получил имя 24 марта 1930 года. Каждый член обсерватории Лоуэлла мог проголосовать по короткому списку из трёх вариантов: «Минерва» (хотя так уже был назван один из астероидов), «Кронос» (это имя оказалось непопулярным, будучи предложенным Томасом Джефферсоном Джексоном Си — астрономом с плохой репутацией) и «Плутон». Последний из предложенных получил все голоса. Имя было опубликовано 1 мая 1930 года. После этого Фолконер Мейдан вручил Венеции 5 фунтов стерлингов в качестве награды.

Астрономическим символом Плутона является монограмма из букв P и L (), которые также являются инициалами имени П. Лоуэлла. Астрологический символ Плутона напоминает символ Нептуна (), с той разницей, что на месте среднего зубца в трезубце круг ().

Название Плутона в китайском, японском (冥王星) и корейском (명왕성) языках при дословном переводе даёт словосочетание «звезда подземного царя» — этот вариант предложил в 1930 году японский астроном Хоэй Нодзири. Чувствуется влияние этого варианта и во вьетнамском названии Плутона (Sao Diêm Vương), означающем «звезда Ямы». Во многих других языках используется транслитерация «Pluto» (в русском языке — «Плутон»); однако в некоторых индийских языках может использоваться имя бога Яма (например, Ямдев в гуджарати) — стража ада в буддизме и в индуистской мифологии.

Поиски «Планеты Икс»

Персиваль Лоуэлл

Оценка размеров Плутона:

год	масса	примечания
1931	1 Земная	Николсон и Мейел
1948	0,1 (1/10 земной)	Койпер
1976	0,01 (1/100 земной)	Крукшенк, Пулчер, Мориссон
1978	0,002 (2/1000 земной)	Кристи и Харингтон

Сразу после открытия Плутона его тусклость и отсутствие у него различимого планетного диска вызвали сомнения в том, что он является лоуэлловской «Планетой X». Всю середину XX века оценка массы Плутона постоянно пересматривалась в сторону уменьшения. Открытие в 1978 году Харона — спутника Плутона — впервые позволило измерить его массу. Эта масса, равная примерно 0,2 % массы Земли, оказалась слишком мала, чтобы быть причиной несоответствий в орбите Урана.

Последующие поиски альтернативной Планеты X, в особенности проводимые Робертом Гаррингтоном (англ.), не увенчались успехом. Во время прохождения «Вояджера-2» около Нептуна в 1989 году были получены данные, по которым общая масса Нептуна была пересмотрена в сторону уменьшения на 0,5 %. В 1993 году Майлс Стэндиш (англ. Myles Standish) использовал эти данные для перевычисления гравитационного воздействия Нептуна на Уран. В результате исчезли несоответствия в орбите Урана, а с ними и надобность в Планете X.

На сегодняшний день подавляющее большинство астрономов согласно с тем, что лоуэлловская Планета X не существует. В 1915 году Лоуэлл предсказал положение Планеты X, которое было весьма близко к фактическому положению Плутона на тот момент; однако английский математик и астроном Эрнест Браун пришёл к заключению, что это было случайным совпадением, и данная точка зрения ныне общепринята.

Хронология

• 1906—1916 годы. Американский астроном Персиваль Лоуэлл предсказал существование 9-й планеты, называя её Планета-Х.
• 18 февраля 1930 года. Клайд Томбо открыл девятую планету Солнечной системы.
• 13 марта 1930 года. Клайд Томбо объявил об открытии им девятой планеты Солнечной системы.
• 24 марта 1930 года. Новой планете присвоено название Плутон.
• 24 августа 2006 года. Плутон перестал считаться обычной планетой Солнечной системы и переведен в разряд карликовых планет.
• 14 июля 2015 года. Впервые систему Плутона посетила автоматическая межпланетная станция.
• Август 2113 года. Плутон впервые с момента его открытия достигнет афелия.
• 2178 год. Плутон впервые с момента его открытия завершит полный оборот вокруг Солнца.

Орбита и вращение

Плутон относительно других планет

Орбита Плутона и эклиптика

Орбита Плутона значительно отличается от орбит планет Солнечной системы. Она сильно наклонена относительно эклиптики (более чем на 17°) и сильно эксцентрична (эллиптически). Орбиты всех планет (кроме Меркурия) Солнечной системы близки к круговым и составляют небольшой угол с плоскостью эклиптики. Большая полуось орбиты Плутона составляет 5,906 млрд км, или 39,482 а. е., но из-за большого эксцентриситета орбиты (0,249) расстояние Плутона от Солнца меняется от 4,437 млрд км в перигелии до 7,376 млрд км в афелии (29,7—49,3 а. е.) Свет проходит расстояние от Солнца до Плутона, соответственно, за 247 минут в перигелии и 410 минут в афелии. На 8 минут меньше требуется радиоволнам, чтобы пройти расстояние от Земли до космического аппарата, находящегося рядом с Плутоном, при противостоянии. Большой эксцентриситет орбиты приводит к тому, что часть её проходит ближе к Солнцу, чем Нептун. Последний раз такое положение Плутон занимал с 7 февраля 1979 по 11 февраля 1999 года. Детальные вычисления показывают, что до этого Плутон занимал такое положение с 11 июля 1735 по 15 сентября 1749 года, причём всего 14 лет, тогда как с 30 апреля 1483 по 23 июля 1503 года он находился в таком положении 20 лет. Из-за большого наклона орбиты Плутона к плоскости эклиптики орбиты Плутона и Нептуна не пересекаются. Проходя перигелий, Плутон находится в 10 а. е. над плоскостью эклиптики. К тому же период обращения Плутона равен 247,92 земного года, и Плутон делает два оборота, пока Нептун делает три. В результате Плутон и Нептун никогда не сближаются менее чем на 17 а. е. Орбиту Плутона можно предсказать на несколько миллионов лет как назад, так и вперёд, но не больше. Механическое движение Плутона хаотично и описывается нелинейными уравнениями. Но чтобы заметить этот хаос, необходимо наблюдать за ним достаточно долго. Есть характерное время его развития, так называемое время Ляпунова, которое для Плутона составляет 10—20 млн лет. Если производить наблюдения в течение малых промежутков времени, то это движение будет казаться регулярным (периодическим по эллиптической орбите). На самом же деле орбита с каждым периодом чуть сдвигается, и за время Ляпунова сдвигается настолько сильно, что следов от первоначальной орбиты уже не остаётся. Поэтому и моделировать движение очень сложно.

Орбиты Нептуна и Плутона

Вид на орбиты Плутона (обозначена красным) и Нептуна (обозначена голубым) «сверху». Плутон периодически бывает к Солнцу ближе Нептуна. Затемнённый участок орбиты показывает, где орбита Плутона ниже плоскости эклиптики. Положение дано на апрель 2006

Плутон находится с Нептуном в орбитальном резонансе 3:2 — на каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца приходится два оборота Плутона, весь цикл занимает 500 лет.

Проекция орбиты Плутона на плоскость эклиптики пересекается с проекцией орбиты Нептуна, поэтому кажется, что Плутон должен периодически сильно приближаться к Нептуну. Парадокс заключается в том, что Плутон иногда оказывается ближе к Урану. Причина этого — всё тот же резонанс. В каждом цикле, когда Плутон первый раз проходит перигелий, Нептун оказывается впереди Плутона (например, во время перигелия 5 сентября 1989 года — в 57°); когда Плутон второй раз будет проходить перигелий, Нептун сделает полтора оборота вокруг Солнца и окажется позади Плутона (во время перигелия 16 сентября 2237 года — в 120°); в то время, когда Нептун и Плутон оказываются на одной линии с Солнцем и по одну от него сторону, Плутон уходит в афелий.

Таким образом, Плутон не бывает ближе 17 а. е. к Нептуну, а с Ураном возможны сближения до 11 а. е.

Орбитальный резонанс между Плутоном и Нептуном очень стабилен и сохраняется миллионы лет. Даже если бы орбита Плутона лежала в плоскости эклиптики, столкновение было бы невозможно.

Стабильная взаимозависимость орбит свидетельствует против гипотезы, что Плутон был спутником Нептуна и покинул его систему. Однако возникает вопрос: если Плутон никогда не проходил близко от Нептуна, то откуда мог возникнуть резонанс у карликовой планеты, гораздо менее массивной, чем, например, Луна? Одна из теорий предполагает, что если Плутон изначально не был в резонансе с Нептуном, то он, вероятно, время от времени сближался с ним гораздо сильнее, и эти сближения за миллиарды лет воздействовали на Плутон, изменив его орбиту и превратив её в наблюдаемую ныне.

Дополнительные факторы, влияющие на орбиту Плутона

Кеплеровы элементы орбиты по отношению к основной плоскости

Расчёты позволили установить, что в течение миллионов лет общая природа взаимодействий между Нептуном и Плутоном не меняется. Однако существует ещё несколько резонансов и воздействий, которые влияют на особенности их перемещения относительно друг друга и дополнительно стабилизируют орбиту Плутона. Помимо орбитального резонанса 3:2, преимущественное значение имеют следующие два фактора.

Во-первых, аргумент перигелия Плутона близок к 90°, что обеспечивает достаточно большую дистанцию до плоскости эклиптики и основных планет при прохождении перигелия, тем самым избегается сближение с Нептуном. Это прямое следствие эффекта Козаи, который соотносит эксцентриситет и наклонение орбиты (в данном случае орбиты Плутона), учитывая воздействие более массивного тела (здесь — Нептуна). При этом амплитуда либрации Плутона относительно Нептуна составляет 38°, и угловое разделение перигелия Плутона с орбитой Нептуна всегда будет более 52° (то есть 90°−38°). Момент, когда угловое разделение бывает наименьшим, повторяется каждые 10 тыс. лет.

Во-вторых, долготы восходящих узлов орбит этих двух тел (точек, где они пересекают эклиптику) практически находятся в резонансе с вышеуказанными колебаниями. Когда эти две долготы совпадают, то есть когда можно протянуть прямую линию через эти 2 узла и Солнце, перигелий Плутона составит с ней угол в 90°, и при этом карликовая планета будет находиться выше всего над орбитой Нептуна. Другими словами, когда Плутон максимально приблизится к Солнцу, он будет дальше всего от плоскости орбиты Нептуна. Это явление называют суперрезонансом 1:1.

Для того чтобы понять природу либрации, представьте, что вы смотрите на эклиптику сверху из удалённой точки, откуда планеты видны движущимися против часовой стрелки. После прохождения восходящего узла Плутон находится внутри орбиты Нептуна и движется быстрее, нагоняя Нептун сзади. Сильное притяжение между ними вызывает переход углового момента от Нептуна к Плутону. Это переводит Плутон на немного более высокую орбиту, где он движется чуть медленнее в соответствии с 3-м законом Кеплера. Так как орбита Плутона меняется, то процесс постепенно влечёт за собой изменение перицентра и долгот Плутона (и, в меньшей степени, Нептуна). После многих таких циклов Плутон настолько тормозится, а Нептун настолько ускоряется, что Нептун начинает ловить Плутон на противоположной стороне своей орбиты (возле узла, противоположного тому, с которого мы начали). Процесс затем обращается, и Плутон отдаёт угловой момент Нептуну до тех пор, пока Плутон не разгоняется настолько, что начинает догонять Нептун возле первоначального узла. Полный цикл завершается примерно за 20 тыс. лет.

Вращение

Направление вращения у Плутона, как и у Венеры с Ураном, обратное, то есть противоположное направлению обращения планет вокруг Солнца. Сутки на Плутоне длятся 6,387 земных суток. До 2009 года северным полюсом Плутона, как и для других планет, считался тот из двух полюсов, который направлен в ту же сторону от неизменной плоскости Солнечной системы (она почти совпадает с плоскостью эклиптики), что и северный полюс Земли, его координаты были — прямое восхождение: 312°,993, склонение: 6°,163. В 2009 году МАС ввёл иные соглашения по системе координат, и с тех пор северным (или положительным) полюсом Плутона считается тот, который направлен в другую сторону от неизменной плоскости, его координаты — прямое восхождение: 132°,993, склонение: −6°,163. Если у Земли ось вращения направлена приблизительно на Полярную звезду, то ось вращения Плутона направлена в созвездие Гидры, недалеко от звезды Альфард. Наклон оси вращения Плутона — около 120°, это значительно ближе к 90°, чем у оси вращения Земли, поэтому времена года на Плутоне выражены намного сильнее, в этом он подобен Урану. По состоянию на 2015 год, в северном полушарии Плутона — весна, к Солнцу и Земле повёрнут северный полюс.

Физические характеристики

Поверхность Плутона (с Хароном в небе) в представлении художника.

Вероятная структура Плутона.
1. Замёрзший азот
2. Водный лёд
3. Силикаты и водный лёд

Большое расстояние Плутона от Земли сильно усложняет его всестороннее исследование. Обширные новые сведения об этой карликовой планете получены в 2015 году, когда состоялось прибытие аппарата «Новые горизонты» (New Horizons) в область Плутона.

Визуальные характеристики и строение

См. также: Список деталей рельефа Плутона

Звёздная величина Плутона составляет в среднем 15,1, в перигелии достигает 13,65. Для наблюдений Плутона необходим телескоп, желательно с апертурой не менее 30 см. Плутон выглядит звездообразным и расплывчатым даже в очень большие телескопы, поскольку его угловой диаметр не превышает 0,11″. При очень большом увеличении Плутон выглядит светло-коричневым. Спектроскопический анализ Плутона показывает, что его поверхность более чем на 98 % состоит из азотного льда со следами метана и моноокиси углерода. Расстояние и возможности современных телескопов не позволяют получить качественные снимки поверхности Плутона. Фотографии, полученные космическим телескопом «Хаббл», позволяют различить лишь самые общие детали, и то нечётко. Самые ранние карты Плутона представляли собой так называемые «карты яркости», созданные благодаря наблюдениям за затмениями Плутона его спутником Хароном, происходившими в 1985—1990 гг. Используя компьютерную обработку, удавалось уловить изменение поверхностного альбедо при затмевании планеты её спутником. Например, затмение более яркой детали поверхности производит бо́льшие колебания в видимой яркости, чем затмение тёмной. Используя этот метод, можно узнать полную среднюю яркость системы Плутон — Харон и отследить изменения яркости в течение долгого времени. Тёмная полоса ниже экватора Плутона, как можно заметить, имеет довольно сложную окраску, что указывает на некие неизвестные пока механизмы формирования поверхности Плутона.

Карта крупных зон и деталей поверхности с предварительными именами (эти имена не утверждены рабочей группой по номенклатуре планетной системы МАС, поэтому могут измениться)

Горная гряда лежит на юго-западной кромке Области Томбо. Фото с расстояния 77000 км

Молодые 3,5-километровые горы у экваториальной зоны

Карты, составленные по данным телескопа «Хаббл», свидетельствуют о том, что поверхность Плутона крайне неоднородна. Об этом также свидетельствует и кривая блеска Плутона (то есть зависимость его видимой яркости от времени) и периодические изменения в его инфракрасном спектре. Поверхность Плутона, обращённая к Харону, содержит немало метанового льда, в то время как противоположная сторона содержит больше льда из азота и моноокиси углерода и там почти нет метанового льда. Наличие метанового льда на Плутоне было подтверждено космическим зондом «Новые горизонты» при помощи инструмента Ralph. Благодаря этому, Плутон занимает второе место по контрастности поверхности среди объектов Солнечной системы (после Япета). Данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», позволяют предположить, что плотность Плутона составляет 1,8—2,1 г/см³. Вероятно, внутреннюю структуру Плутона составляют 50—70 % горных пород и 50—30 % льда. В условиях системы Плутона может существовать водяной лёд (разновидности лёд I, лёд II, лёд III, лёд IV и лёд V, а также замёрзшие азот, монооксид углерода и метан. Поскольку распад радиоактивных минералов в итоге нагрел бы льды достаточно для того, чтобы они отделились от горных пород, учёные предполагают, что внутренняя структура Плутона дифференцирована — горные породы в плотном ядре, окружённые мантией изо льда, толщина которой в таком случае должна будет составлять примерно 300 км. Также возможно, что нагревание продолжается и сегодня, создавая под поверхностью океан жидкой воды.

В конце 2011 года телескопом «Хаббл» на Плутоне были обнаружены сложные углеводороды — сильные линии поглощения, свидетельствующие о присутствии на поверхности карликовой планеты целого ряда ранее не выявленных соединений. Также выдвинута гипотеза о том, что на планете может существовать простая жизнь.

В 2015 году по изображениям с АМС «Новые горизонты» на Плутоне зафиксированы занимающая значительную долю поверхности обширная светлая зона в форме символа сердца; в экваториальной зоне — резко возвышающиеся над в целом сглаженной ледяной поверхностью 3,5-километровые молодые горы, состоящие, предположительно, из водяного льда, а также некоторые другие детали поверхности, которым были даны предварительные имена (эти имена не утверждены рабочей группой по номенклатуре планетной системы МАС, поэтому могут измениться).

Масса и размеры

Земля и Луна в сравнении с Плутоном и Хароном

Астрономы, первоначально полагая, что Плутон и есть та самая «Планета X» Лоуэлла, вычислили его массу на основе его предполагаемого воздействия на орбиту Нептуна и Урана. В 1931 году считалось, что масса Плутона приблизительно равна массе Земли, а дальнейшие вычисления позволили понизить эту оценку к 1948 году приблизительно до массы Марса. В 1976 году Дейл Крукшенк, Карл Пилчер и Дэвид Моррисон из Гавайского университета впервые вычислили альбедо Плутона, найдя, что оно соответствует альбедо метанового льда. Исходя из этого было решено, что Плутон должен быть исключительно ярким для своего размера и потому не мог иметь массу больше, чем 1 % от массы Земли.

Открытие в 1978 году спутника Плутона — Харона — позволило измерить массу системы Плутона, используя третий закон Кеплера. Как только гравитационное влияние Харона на Плутон было вычислено, оценки массы системы Плутон — Харон упали до 1,31·10²² кг, что на четверть меньше массы Эриды и составляет 0,22 % от массы Земли. Точное определение массы Плутона в настоящий момент невозможно, так как неизвестно соотношение масс Плутона и Харона. В настоящее время считается, что массы Плутона и Харона соотносятся в пропорции 89:11, с возможной ошибкой 1 %. В целом возможная ошибка определения основных параметров Плутона и Харона составляет от 1 до 10 %.

До 1950 года считалось, что по диаметру Плутон близок к Марсу (то есть около 6700 км), ввиду того, что если бы Марс был на таком же расстоянии от Солнца, то он тоже имел бы 15 звёздную величину. В 1950 Дж. Койпер измерил при помощи телескопа с 5-метровым объективом угловой диаметр Плутона, получив значение 0,23″, которому соответствует диаметр в 5900 км. В 1963 году Холидей (Ian Halliday) предложил метод оценки диаметра Плутона на основании наблюдения из нескольких обсерваторий покрытия им звезды. Расчёты показали, что в ночь с 28 на 29 апреля 1965 года Плутон должен был покрыть звезду 15-й величины с экваториальными координатами: прямое восхождение — 11 ч 23 мин 12,1 с, склонение — 19°47’32" (1950), если бы его диаметр был равен определённому Койпером. Двенадцать обсерваторий следили за блеском этой звёздочки, но он не ослабел. Так было установлено, что диаметр Плутона не превосходит 5500 км. В 1978 году, после открытия Харона, диаметр Плутона был оценён как 2600 км. Позднее, наблюдения за Плутоном во время затмений Плутона Хароном и Харона Плутоном в 1985—1990 годах позволили установить, что его диаметр равен примерно 2390 км. В 2007 году радиус Плутона был определён в 1161 км, в 2014 году — в 1184 км. 13 июля 2015 года, на основе данных АМС «Новые Горизонты» диаметр Плутона был оценён в 2370±20 км. Площадь поверхности Плутона составляет 16647940 км² (вероятно, вычислена исходя из среднего радиуса 1151 км), по другой оценке — 17900000 км², в обоих случаях она сопоставима с площадью территории России.

Плутон (справа внизу) в сравнении с крупнейшими спутниками Солнечной системы (слева направо и сверху вниз): Ганимед, Титан, Каллисто, Ио, Луна, Европа и Тритон

С изобретением адаптивной оптики удалось точно определить и форму планеты.

Среди объектов Солнечной системы Плутон меньше по размерам и массе не только в сравнении с остальными планетами, он уступает даже некоторым их спутникам. Например, масса Плутона составляет лишь 0,2 от массы естественного спутника Земли Луны. Плутон также меньше шести естественных спутников других планет: Ганимеда, Титана, Каллисто, Ио, Европы и Тритона. Плутон более чем в два раза больше в диаметре и в четырнадцать раз массивнее Цереры, крупнейшего объекта расположенного между орбитами Марса и Юпитера в поясе астероидов. При приблизительно равных диаметрах с Эридой, Плутон примерно на четверть уступает в массе этой карликовой планете из рассеянного диска.

Атмосфера

Атмосфера Плутона, подсвеченная лучами Солнца (само Солнце закрыто Плутоном). Фото New Horizons.

Атмосфера Плутона — тонкая оболочка из азота, метана и монооксида углерода, испаряющихся с поверхностного льда. С 2000 по 2010 год атмосфера значительно расширилась за счёт сублимации поверхностных льдов. На рубеже XXI века она простиралась на 100—135 км над поверхностью, а по результатам измерений 2009—2010 годов — тянется более чем на 3000 км, что составляет около одной шестой расстояния до Харона. Термодинамические соображения диктуют следующий состав этой атмосферы: 99 % азота, чуть меньше 1 % моноокиси углерода, 0,1 % метана. Когда Плутон отдаляется от Солнца, его атмосфера замораживается и оседает на поверхности. При приближении Плутона к Солнцу солнечное тепло разогревает его поверхность, льды сублимируются, превращаясь в газы. Это создаёт антипарниковый эффект: подобно поту, охлаждающему тело при испарении с поверхности кожи, сублимация производит охлаждающее действие на поверхность Плутона. Учёные, благодаря Субмиллиметровому массиву (англ.), в начале 2006 года вычислили, что температура на поверхности Плутона 43 К (−230,1 °C), что на 10 К меньше, чем ожидалось. Верхняя атмосфера Плутона значительно теплее, чем поверхность, её температура составляет 100 К (−173°С).

Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звёзд. Когда объект не имеет атмосферы, покрытие звезды происходит достаточно резко, в случае же с Плутоном звезда затемняется постепенно. В дальнейшем факт наличия атмосферы был подтверждён интенсивными наблюдениями за другими покрытиями в 1988 году. Как было установлено по коэффициенту поглощения света, атмосферное давление на Плутоне во время этих наблюдений составляло всего 0,15 Па, что составляет лишь 1/675 500 от земного. В 2002 году очередное покрытие звезды Плутоном наблюдалось и анализировалось командами под началом Брюно Сикарди из Парижской обсерватории, Джеймсом Л. Элиотом из МТИ и Джеем Пасачоффом из Уильямстаунского колледжа (Массачусетс). Атмосферное давление оценивалось на момент измерений в 0,3 Па, несмотря на то, что Плутон был дальше от Солнца, чем в 1988 году, и, таким образом, должен был быть более холодным и иметь более разреженную атмосферу. Одно из объяснений несоответствия состоит в том, что в 1987 году северный (или положительный) полюс Плутона впервые за 120 лет вышел из тени, что способствовало испарению дополнительного азота из полярных шапок. Теперь потребуются десятилетия, чтобы этот газ конденсировался из атмосферы.

В октябре 2006 Дейл Крукшенк из исследовательского центра НАСА (новый научный сотрудник миссии «Новые горизонты») и его коллеги объявили об открытии при спектрографии Плутона этана на его поверхности. Этан — производное от фотолиза или радиолиза (то есть химического преобразования при воздействии солнечного света и заряженных частиц) замороженного метана на поверхности Плутона; он выделяется, судя по всему, в атмосферу. В марте 2014 года были опубликованы данные, полученные Очень большим телескопом (VLT), об атмосфере Плутона и содержании метана в ней за период с 2008 года по 2012 год. Атмосфера состоит в основном из молекулярного азота, метана — 0,44 %. Давление атмосферы составляет 15 микробар (1,5 Па).

В июле 2015 года, после анализа данных, полученных инструментом REX станции New Horizons при проведении им радиолокационного исследования атмосферы и поверхности Плутона было выявлено, что предыдущая оценка атмосферного давления в 1,5 Па была завышена приблизительно в 2 раза. Причины этому уточняются. Вероятное объяснение — атмосферное давление на Плутоне сильно зависимо от его различной удалённости от Cолнца в разных точках его орбиты.

Спутники

Фотографии Плутона и Харона в псевдоцветах (сверху) и в реальных цветах (снизу), сделанные АМС «Новые горизонты» в июле 2015 года

Плутон и три его известных спутника из пяти. Плутон и Харон — два ярких объекта в центре, правее — два слабых пятнышка — Никта и Гидра

Известны пять естественных спутников Плутона. Харон был открыт в 1978 астрономом Джеймсом Кристи. Два маленьких спутника, Никта и Гидра, были открыты в 2005 году. Четвёртый спутник — Кербер — был открыт с помощью телескопа «Хаббл»; сообщение об открытии было опубликовано 20 июля 2011 на сайте телескопа. Его размеры составляют от 13 до 34 км. 11 июля 2012 года было объявлено об открытии пятого спутника Плутона, получившего впоследствии имя Стикс.

Спутники Плутона расположены ближе к планете, чем спутники прочих планет Солнечной системы. Радиус устойчивых орбит для Плутона составляет 53 % радиуса сферы Хилла (для прямого движения; для ретроградного движения 69 %). Однако радиус орбит известных спутников Плутона не превышает нескольких процентов радиуса сферы Хилла. Для сравнения, радиус орбиты одного из самых дальних спутников Нептуна Псамафы составляет около 40 % радиуса сферы Хилла. Исследователи характеризуют спутниковую систему Плутона как «очень компактную и в значительной степени пустую».

Исследования системы Плутона телескопом «Хаббл» позволили определить предельные размеры возможных спутников. С уверенностью 90 % можно утверждать, что у Плутона нет спутников крупнее 12 км в диаметре (максимум — 37 км при альбедо в 0,041) за пределами 5″ от диска этой карликовой планеты. При этом предполагается подобное Харону альбедо в 0,38. С уверенностью 50 % можно утверждать, что предельные размеры для таких спутников — 8 км.

Обращение Харона вокруг Плутона, камера АМС «Новые горизонты», июль 2014 года

Харон

Сообщение об открытии Джеймсом Кристи первого спутника Плутона было опубликовано в циркуляре № 3241 МАС от 7 июля 1978 года, его временным обозначением было 1978 P 1. 3 января 1986 года спутник получил современное название, в честь Харона — перевозчика душ умерших через Стикс. Его диаметр, по современным оценкам, составляет 1205 км — чуть больше половины диаметра Плутона, а соотношение масс составляет 1:8. Для сравнения, соотношение масс Луны и Земли равняется 1:81.

Наблюдения покрытия звезды Хароном 7 апреля 1980 года позволили получить оценку радиуса Харона: 585—625 км. К середине 1980-х годов наземными методами, в первую очередь с применением спекл-интерферометрии удалось довольно точно оценить радиус орбиты Харона, последующие наблюдения орбитального телескопа «Хаббл» не очень сильно изменили ту оценку, установив, что он — в пределах 19 628—19 644 км.

В период с февраля 1985 года по октябрь 1990 года наблюдались чрезвычайно редкие явления: попеременные затмения Плутона Хароном и Харона Плутоном. Они происходят, когда восходящий или нисходящий узел орбиты Харона оказывается между Плутоном и Солнцем, а такое случается примерно каждые 124 года. Поскольку период обращения Харона — чуть меньше недели, затмения повторялись каждые трое суток, и за пять лет произошла большая серия этих событий. Эти затмения позволили составить «карты яркости» и получить хорошие оценки радиуса Плутона (1150—1200 км) и Харона.

В одном масштабе системы Земля — Луна и Плутон — Харон с обозначениями положения барицентров

Барицентр системы Плутон—Харон находится вне поверхности Плутона, поэтому некоторые астрономы считают Плутон и Харон двойной планетой (двойной планетной системой) — такой вид взаимодействий крайне редко встречается в Солнечной системе, уменьшенным вариантом такой системы можно считать астероид (617) Патрокл. Эта система также необычна среди других планет и их спутников, испытывающих приливное воздействие: и Харон, и Плутон всегда повёрнуты друг к другу одной и той же стороной. То есть, если смотреть из фиксированной точки на одной стороне Плутона, обращённой к Харону, Харон виден как неподвижный объект, а из точки на другой стороне Плутона Харона не видно вообще никогда. Точно так же виден Плутон с Харона. Это подобно тому, как геостационарный искусственный спутник Земли неподвижен в её небе, если смотреть из точки на её поверхности, из которой он вообще виден. Особенности спектра отражаемого света приводят к заключению, что Харон покрыт водным льдом, а не метаново-азотным, как Плутон. В 2007 году наблюдения обсерватории Джемини позволили установить наличие на Хароне участков с гидратами аммиака и водяными кристаллами, что, в свою очередь, позволяет предположить наличие на Хароне криогейзеров.

Согласно проекту Резолюции 5 XXVI Генеральной ассамблеи МАС (2006) Харону (наряду с Церерой и Эридой) предполагалось присвоить статус планеты. В примечаниях к проекту резолюции указывалось, что в таком случае Плутон—Харон будет считаться двойной планетой. Однако в окончательном варианте резолюции содержалось иное решение: было введено понятие карликовая планета. К этому новому классу объектов были отнесены Плутон, Церера и объект 2003 UB₃₁₃. Харон не был включён в число карликовых планет.

Плутон и Харон в сравнении с Луной (спутником Земли)

имя	диаметр (км)	масса (кг)	радиус орбиты вокруг барицентра (км)	период обращения (д)
Плутон	2370 (68 % лунного)	1,305 (7)·1022 (18 % лунного)	2040 (100) (0,6 % лунного)	6,3872 (25 % лунного)
Харон	1205 (35 % лунного)	1,52 (7)·1021 (2 % лунного)	17 530 (90) (5 % лунного)

Гидра и Никта

Поверхность Гидры в представлении художника. Плутон с Хароном (справа) и Никта (яркая точка слева)

Схематическое изображение системы Плутона. P1 — Гидра, P2 — Никта

Два спутника Плутона были запечатлены на фото астрономами, работающими с космическим телескопом «Хаббл» 15 мая 2005 года, об открытии объявлено 31 октября 2005 года, спутники получили временные обозначения S/2005 P 1 и S/2005 P 2. 21 июня 2006 года МАС официально назвал новые спутники Никта (или Плутон II, внутренний из этих двух спутников) и Гидра (Плутон III, внешний спутник). Эти два маленьких спутника обращаются по орбитам, которые в 2—3 раза дальше орбиты Харона: Гидра расположена на расстоянии около 65 тыс. км от Плутона, Никта — примерно 50 тыс. км. Они обращаются почти в той же плоскости, что и Харон, и имеют орбиты, близкие к круговым. Они находятся в резонансе с Хароном 4:1 (Никта) и 6:1 (Гидра) по их средней угловой скорости на орбите. Наблюдения за Никтой и Гидрой с целью определить их индивидуальные характеристики на данный момент продолжаются. Гидра иногда бывает ярче, чем Никта. Это может свидетельствовать о том, что она больше или что отдельные участки её поверхности лучше отражают солнечный свет. Размеры обоих спутников были оценены исходя из их альбедо. Спектральное подобие спутников Харону предполагает альбедо 35 %. Оценка этих результатов позволяет предполагать, что диаметр Никты — 46 км, а Гидры — 61 км. Верхние пределы для их диаметров могут быть оценены, принимая во внимание 4%-е альбедо самых тёмных объектов в поясе Койпера, как 137 ± 11 км и 167 ± 10 км соответственно. Масса каждого из спутников составляет примерно 0,3 % от массы Харона и 0,03 % от массы Плутона. Открытие двух маленьких спутников позволяет предполагать, что Плутон может обладать системой колец. Столкновения малых тел могут образовывать множество обломков, формирующих кольца. Данные оптических исследований усовершенствованной обзорной камеры на телескопе «Хаббл» свидетельствуют об отсутствии колец. Если кольцевая система и существует, она либо незначительна, как кольца Юпитера, либо составляет всего около 1000 км в ширину.

Кербер и Стикс

Телескопом «Хаббл» в июне 2011 года был обнаружен ещё один спутник Плутона — S/2011 (134340) 1 (S/2011 P 1), об открытии объявлено 20 июля 2011. Ему было присвоено временное обозначение Р4. По предварительным оценкам, его диаметр составляет от 13 до 34 км. 2 июля 2013 года ему дали имя Кербер.

11 июля 2012 года объявлено об открытии с помощью телескопа «Хаббл» пятого спутника Плутона. Ему присвоили временное обозначение Р5 или S/2012 (134340) 1. По предварительным оценкам, его диаметр составляет от 15 до 24 км. P5 обращается вокруг Плутона на среднем расстоянии примерно в 47000 километров, находясь на орбите, компланарной орбитам остальных спутников карликовой планеты. 2 июля 2013 года спутник получил имя Стикс.

Происхождение и место в Солнечной системе

Схема известных объектов в поясе Койпера и четырёх внешних планет Солнечной системы

Крупные плутино в сравнении по размеру, альбедо и цвету (Плутон показан в сравнении вместе с Хароном, Никтой и Гидрой против Орка и его спутника и Иксиона).

Происхождение Плутона и его особенности долго были загадкой. В 1936 году английский астроном Реймонд Литлтон высказал гипотезу, что он — «сбежавший» спутник Нептуна, выбитый с орбиты самым крупным спутником Нептуна, Тритоном. Такое предположение подверглось сильной критике: как говорилось выше, Плутон никогда не подходит близко к Нептуну. Начиная с 1992 года, астрономы стали открывать всё новые и новые небольшие ледяные объекты за орбитой Нептуна, которые были подобны Плутону не только по орбите, но и по размеру и составу. Эта часть внешней Солнечной системы была названа в честь Джерарда Койпера, одного из астрономов, который, размышляя над природой транснептуновых объектов, предположил, что эта область является источником короткопериодических комет. По состоянию на июль 2015 года Плутон является самым крупным объектом в поясе Койпера. Плутон имеет все особенности других объектов в поясе Койпера, например, таких, как кометы — солнечный ветер уносит с поверхности Плутона частицы ледяной пыли, как и у комет. Если бы Плутон был так же близок к Солнцу, как и Земля, у него бы развился кометный хвост. Хотя Плутон и считается наибольшим объектом в поясе, обнаруженным на данный момент, спутник Нептуна Тритон, который немного больше, чем Плутон, разделяет с ним многие геологические, атмосферные, составные и прочие свойства, и считается объектом, захваченным из пояса. Эрида, которая близка к Плутону по размеру, не считается объектом пояса, кроме того, как установлено в июле 2015 года, Плутон все-таки больше неё. Скорее всего, она принадлежит к объектам, составляющим собой так называемый рассеянный диск. Немалое количество объектов пояса, как и Плутон, обладают орбитальным резонансом 3:2 с Нептуном. Такие объекты называют «плутино».

Исследования Плутона космическими аппаратами

«Новые горизонты», запуск 19 января 2006

Удалённость Плутона и его маленькая масса делают трудными его исследования с помощью космических аппаратов. Некоторые значительные данные были получены с американского околоземного космического телескопа «Хаббл». Автоматическая межпланетная станция (АМС) «Вояджер-1» могла бы посетить Плутон, но предпочтение было отдано пролёту вблизи спутника Сатурна — Титана, в результате траектория полёта оказалась несовместимой с пролётом вблизи Плутона. А у АМС «Вояджера-2» вообще не было возможности приблизиться к Плутону. Никаких серьёзных попыток исследовать Плутон не предпринималось вплоть до последнего десятилетия XX века. В августе 1992 года учёный Лаборатории реактивного движения Роберт Стеле позвонил первооткрывателю Плутона Клайду Томбо с просьбой дать разрешение на посещение его планеты. «Я сказал ему: добро пожаловать, — позже вспоминал Томбо, — однако вам предстоит долгое и холодное путешествие». Несмотря на полученный импульс, НАСА отменило в 2000 миссию к Плутону и поясу Койпера «Pluto Kuiper Express», ссылаясь на увеличившиеся затраты и задержки с ракетой-носителем. После интенсивных политических дебатов пересмотренная миссия к Плутону, под названием «Новые горизонты», получила финансирование от американского правительства в 2003 году. АМС «Новые горизонты» была успешно запущена 19 января 2006 года. Для запуска была использована ракета-носитель «Атлас-5», на первой ступени которой был установлен двигатель РД-180 российского производства. Руководитель этой миссии Алан Стерн подтвердил слухи о том, что часть пепла, оставшаяся от кремации Клайда Томбо, умершего в 1997 году, была помещена на корабль. В начале 2007 года аппарат совершил гравитационный манёвр вблизи Юпитера, так что придало ему дополнительное ускорение, а датой максимального сближения аппарата с Плутоном стала 14 июля 2015 года. Научные наблюдения за Плутоном начались за 5 месяцев до этого и продлятся, по крайней мере, до истечения месяца после прибытия.

Первый снимок Плутона с аппарата «Новые горизонты»

«Новые горизонты» сделал первое фото Плутона ещё в конце сентября 2006 года, в целях проверки камеры LORRI (Long Range Reconnaissance Imager). Изображения, полученные с расстояния приблизительно в 4,2 млрд км, подтверждают способность аппарата отслеживать отдалённые цели, что важно для маневрирования по пути к Плутону и прочим объектам в поясе Койпера.

На борту аппарата имеется множество разнообразной научной аппаратуры, спектроскопов и приборов для получения изображений — как для дальней связи с Землёй, так и для «прощупывания» поверхностей Плутона и Харона с целью создания карт рельефа. С помощью этого научного арсенала аппарат проводит исследование Плутона и Харона, что позволит изучить их глобальную геологию и морфологию, нанести на карту детали их поверхностей и проанализировать атмосферу Плутона, будет проведено подробное фотографирование поверхности. Как для Плутона, так и для Харона планируется заснять как видимую при максимальном сближении сторону, так и обратную, невидимую — её снимки будут получены через половину периода вращения Плутона. Среди примечательных деталей рельефа АМС предоставила изображение занимающей крупную долю поверхности светлой зоны в символической форме сердца человека.

Открытие спутников Никта и Гидра после старта аппарата вызвало определенное беспокойство за судьбу миссии. Обломки от столкновений объектов в поясе Койпера со спутниками при относительно низкой скорости, необходимой для рассеяния оных, могут создать кольцо пыли вокруг Плутона. Если бы «Новые горизонты» попал в такое кольцо, он либо получил бы серьёзные повреждения и не смог бы передавать информацию на Землю, либо вовсе потерпел бы крушение. Однако существование такого кольца всего лишь гипотеза.

Обращение Никты и Гидры вокруг Плутона и Харона, январь — февраль 2015 года

На основе серий изображений аппарата «Новые горизонты» зимой и весной 2015 года было подтверждено вращение системы Плутон—Харон относительно общего центра и воссоздано движение спутников Никта и Гидра вокруг Плутона и Харона.

15 июля 2015 года АМС «Новые горизонты» приблизилась на максимально близкое расстояние 12,5 тыс. км, самые чёткие сделанные ею фотоснимки имеют разрешение 30 метров на пиксель.

Статус

Международный астрономический союз присвоил Плутону статус планеты в мае 1930 года (тогда предполагалось, что Плутон сравним с Землёй). Однако начиная с 1992 года, когда был открыт первый объект в поясе Койпера (15760) 1992 QB₁, этот статус подвергался сомнениям. Открытия других объектов в поясе Койпера лишь усилили дебаты. Так, 24 августа 2006 года Плутон перенесли в разряд карликовых планет.

Плутон как планета

На пластинках, отправившихся с зондами «Пионер-10» и «Пионер-11» в начале 1970-х, Плутон ещё упоминается в качестве планеты Солнечной системы. Эти пластинки из анодированного алюминия, отправленные с аппаратами в дальний космос с надеждой, что они будут обнаружены представителями внеземных цивилизаций, должны им дать представление о девяти планетах Солнечной системы. Отправившиеся с подобным посланием в тех же 1970-х «Вояджер-1» и «Вояджер-2» также несли с собой информацию о Плутоне как о девятой планете Солнечной системы. Впервые появившийся на экранах в 1930 персонаж диснеевских мультфильмов Плуто был назван в честь этой планеты.

В 1943 году Гленн Сиборг назвал недавно созданный элемент плутонием в честь Плутона, в соответствии с традицией обозначать недавно открытые элементы в честь недавно обнаруженных планет: нептуний в честь Нептуна, уран в честь Урана, церий в честь считавшейся малой планетой Цереры и палладий в честь малой планеты Паллада.

Дебаты 2000-х годов

Сравнительные размеры крупнейших ТНО и Земли.
Изображения объектов — ссылки на статьи

В 2002 году был обнаружен Квавар, с диаметром приблизительно 1280 км — примерно половина диаметра Плутона. В 2004 году была открыта Седна с верхними пределами для диаметра в 1800 км, тогда как диаметр Плутона 2320 км. Так же как Церера потеряла в своё время статус планеты после открытия других астероидов, так, в конечном счёте, и статус Плутона должен был быть пересмотрен в свете открытия других подобных ему объектов в поясе Койпера.

29 июля 2005 года было объявлено об открытии нового транснептунового объекта, который получил имя Эрида. Как считалось до недавнего времени, он несколько крупнее Плутона. Это был наибольший объект, открытый за орбитой Нептуна после спутника Нептуна Тритона в 1846 году. Первооткрыватели Эриды и пресса первоначально назвали её «десятая планета», хотя в то время никакого консенсуса по этому вопросу не было. Другие члены астрономического сообщества считали открытие Эриды сильнейшим аргументом в пользу перевода Плутона в разряд малых планет. Другим отличительным признаком Плутона оставался его крупный спутник Харон и его атмосфера. Эти особенности, скорее всего, не уникальны для Плутона: у нескольких других транснептуновых объектов есть спутники, а спектральный анализ Эриды предполагает схожий с Плутоном состав поверхности, что делает вероятным и наличие схожей атмосферы. Эрида также обладает и спутником — Дисномией, открытой в сентябре 2005 года. В планетарии Хейдена, открытом после реконструкции в 2000 году в Нью-Йорке, на Централ-Парк-Уэст, Солнечная система была представлена состоящей из 8 планет, по мнению одного из авторов этого изменения Плутон имел статус «короля комет пояса Койпера». Однако, в отличие от других транснептуновых объектов, у Плутона к 2006 году было открыто уже три спутника, а позднее открыли ещё два.

Решение МАС повторно классифицировать Плутон

В решающую стадию дебаты о статусе Плутона перешли в 2006 году с решением МАС сформировать официальное определение для термина «планета». Согласно принятому решению, есть четыре главных условия для объекта, который претендует на статус планеты Солнечной системы:

1. Он должен обращаться по орбите вокруг Солнца.
2. Он должен быть достаточно массивным, чтобы принять форму гидростатического равновесия (сферическую) под действием своих гравитационных сил.
3. Он должен расчистить окрестности своей орбиты (то есть он должен быть гравитационной доминантой и рядом не должно быть других тел сравнимого размера, кроме его собственных спутников или находящихся под его гравитационным воздействием).
4. Он не должен быть спутником планеты.

Плутон не удовлетворяет третьему условию, так как его масса составляет всего лишь 0,07 от массы всех объектов на его орбите. Для сравнения, масса Земли в 1,7 млн раз больше всех остальных тел на её орбите. МАС решил отнести Плутон одновременно к двум категориям объектов — к карликовым планетам и как прототип для транснептуновых объектов под общим названием «плутино», среди которых он был бы одновременно отдельным, хотя и классифицированным членом. 7 сентября 2006 года МАС включил Плутон в каталог малых планет, дав ему номер 134340. Если бы Плутон получил статус малой планеты сразу после открытия, то его номер был бы среди первых тысяч, а не после более чем 100 000. Первая после открытия Плутона малая планета была обнаружена месяц спустя, ею стала 1164 Кобольда; таким образом, Плутон мог бы иметь номер 1164. Среди астрономического сообщества наблюдалось некоторое сопротивление переклассификации Плутона. Алан Стерн — ответственный исследователь миссии НАСА «Новые горизонты» — публично высмеял решение МАС, заявив: «по техническим причинам определение никуда не годится». Стерн сказал, что, если уж применять это определение к Земле, Марсу, Юпитеру и Нептуну, разделяющих свои орбиты с астероидами, то и их пришлось бы переклассифицировать и лишать текущего статуса. Он также заявил, что так как проголосовало меньше 5 % астрономов, решение нельзя считать мнением всего астрономического сообщества. Марк Буи из Лоуэлловской обсерватории, являющийся одним из противников нового определения планеты, высказал своё мнение на собственной веб-странице. Решение МАС переклассифицировать поддержал Майкл Браун, астроном, обнаруживший Эриду. Он сказал: «Несмотря на эту больше похожую на цирк сумасшедшую процедуру, мы, так или иначе, наткнулись на ответ. Это потребовало немало времени. В конечном счёте, наука самокорректируется, даже если в обсуждении были сильные эмоции».

Протесты против переклассификации Плутона

Широкая публика по-разному восприняла утерю Плутоном статуса планеты. Большинство спокойно приняли это решение, некоторые же ходатайствовали МАС в онлайн-режиме и даже устраивали митинги и уличные акции с лозунгами «Спасите Плутон!» и т. п., стараясь убедить астрономов его пересмотреть. Некоторые члены законодательного собрания штата Калифорния осудили решение МАС, назвав его научной ересью. Палата представителей штата Нью-Мексико объявила, что в честь Клайда Томбо (он многие годы жил в этом штате и работал в университете) в Нью-Мексико Плутон всегда будет считаться планетой, и с 13 марта 2006 года каждый год в штате будет проходить так называемый «день планеты Плутон». Немало людей не приняли решение МАС по сентиментальным причинам, так как они всю жизнь знали Плутон как планету и продолжают так считать вне зависимости от решений МАС. Опросы среди американцев свидетельствуют о том, что многие из них настроены против решения также и потому, что Плутон вплоть до лишения статуса был единственной планетой, открытой американцем.

11 июня 2008 года МАС объявил о введении понятия плутоид. К плутоидам были отнесены карликовые планеты Плутон и Эрида, а позднее — Макемаке и Хаумеа. Карликовая планета Церера плутоидом не является.

«Оплутонить»

Американское диалектологическое общество признало глагол «to pluto» («оплутонить») «новым словом 2006 года». Новый глагол означает «понижение в звании или ценности кого-либо или чего-либо, как это произошло с теперь уже бывшей планетой Плутон».

Статус Плутона в законодательстве некоторых штатов США

В марте 2009 года сенат штата Иллинойс (откуда родом первооткрыватель Плутона) принял резолюцию, что Плутон будет считаться в этом штате планетой, а день 13 марта будет в штате днём Плутона, дата выбрана неслучайно: в этот день в 1930 году мир узнал об открытии Плутона. В резолюции сената утверждается, что Плутон был «понижен несправедливо до карликовой планеты».

Ранее, в американском штате Нью-Мексико палата представителей приняла резолюцию о том, что в честь Клайда Уильяма Томбо, первооткрывателя Плутона и являвшегося гражданином США, Плутон всегда будет считаться планетой в Нью-Мексиканском небе и, что 13 марта 2007 года, будет «Днем планеты Плутон».

Будущее системы Плутона

С течением времени Солнце постепенно расходует запасы своего термоядерного топлива, и это приведёт к тому, что через 1,1 млрд лет оно будет сиять на 11 % ярче, чем сейчас. Обитаемая зона Солнечной системы к тому времени сместится за пределы современной земной орбиты, достигнув Марса, Юпитера, а затем Сатурна. Через 7,6—7,8 миллиарда лет ядро Солнца разогреется настолько, что запустит процесс горения водорода в окружающей его оболочке. Это приведёт к резкому расширению внешних оболочек Солнца и оно станет красным гигантом. Вполне возможно, что в те времена на Плутоне и объектах пояса Койпера будут существовать условия, приемлемые для развития жизни. Плутон сможет поддерживать эти условия на протяжении десятков миллионов лет, до тех пор, пока Солнце не станет белым карликом и окончательно не погаснет.

Плутон в искусстве

Литература

Плутон, несмотря на свои малые размеры и условия, малопригодные для колонизации, не избежал внимания писателей фантастов. В 30-х годах XX века фантастов привлекал его статус вновь открытой планеты, в более поздних произведениях он время от времени фигурирует в качестве окраины Солнечной системы.

Филателия

Плутону и его открытию было посвящено несколько почтовых марок разных стран, а также почтовых блоков. Плутон и его астрономический символ изображены на марке Албании 1964 года  (Скотт #786) из серии марок с планетами Солнечной системы  (Скотт #777-786). К 50-летию открытия Плутона, в 1980 году, была выпущена марка Коморских островов  (Скотт #505), помимо памятной надписи, на ней изображены планета, Кеплер и Коперник. 10 марта 1982 года произошёл парад планет — все девять планет выстроились по одну сторону от Солнца. Этому событию было посвящено несколько почтовых выпусков: в 1981 году Румыния выпустила серию почтовых марок, посвящённых параду планет  (Михель #3795-3800), на каждой марке — надпись на румынском языке «ALINIEREA PLANETELOR 1982» («Парад планет 1982»), на одной из марок серии  (Михель #3800) представлены Нептун и Плутон; как девятая планета Солнечной системы Плутон, наряду с другими восемью планетами и Солнцем изображен на марке КНР 1982 года  (Скотт #1778), указана дата парада планет. В 1991 году в США была выпущена серия марок, посвященных исследованию планет Солнечной системы и Луны  (Скотт #2568-2577), одна из марок была посвящена Плутону  (Скотт #2577), на ней — изображение Плутона и подпись на английском языке: «PLUTO NOT YET EXPLORED» («Плутон. Ещё не исследован»). Накануне XXI века, в 1999 году, республикой Чад выпущен почтовый блок из серии «Миллениум», посвящённый открытию Плутона, марка в блоке  (Скотт #808b) — с надписью на французском языке «1930 — Découverte de la planète Pluton» («1930 — открытие планеты Плутон»), она была также выпущена в малом листе с восемью другими марками, посвящёнными периоду 1925—1949 гг. К 80-летию открытия Плутона, в 2010 году, Гвинея выпустила почтовый блок с изображением Клайда Томбо, Плутона и АМС «Новые горизонты».

Примечания

Комментарии

Использованная литература и источники

Литература

• Антони Уайт. Планета Плутон = The planet Pluto / А. Уайт; Пер. с англ. Л. А. Исакович; Под ред. В. А. Брумберг. — М.: Мир, 1983. — 125 с. — 30 000 экз.
• Гребеников Е. А., Рябов Ю. А. Открытие Плутона // Поиски и открытия планет. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1984. — С. 153—164. — 224 с. — (Главная редакция физико-математической литературы). — 100 000 экз.
• K. Croswell. Planet Quest: The Epic Discovery of Alien Solar Systems. — The Free Press, 1997. — ISBN 978-0684832524.
• Георгий Бурба. Предводитель холодных миров // «Вокруг света» : журнал. — 2006. — № 1 (2784). — С. 66—76.
• Георгий Бурба. Ледяные сателлиты Солнца // «Вокруг света» : журнал. — 2006. — № 2 (2785).

Ссылки

• База данных JPL НАСА по малым телам Солнечной системы (134340) (англ.)
• База данных MPC по малым телам Солнечной системы (134340) (англ.)
• Pluto: Overview (англ.). NASA Official.
• (134340) Pluto, Charon, Nix, Hydra, Kerberos, and Styx (англ.). Johnstonsarchive.net.

• Плутон оказался не самым тяжёлым среди карликовых планет. Полит.ру (18 июня 2007). Проверено 20 августа 2008.
• «Закрытие» Плутона. Взгляд.ру (21 августа 2006). Проверено 20 августа 2008. Архивировано из первоисточника 21 августа 2011.
• Southwest Research Institute (англ.). — сообщение о теории происхождения Харона в результате столкновения.. Проверено 11 ноября 2012. Архивировано из первоисточника 11 ноября 2012.
• Статьи о Плутоне на сайте www.freescience.ru.
• Статьи о Плутоне на сайте Astronet
• Обзор Плутона на сайте Astrolab