Главная | Астрономия | Карты и Атласы | Астрософт | Галерея | Ссылки | Связь с нами | Наши телескопы | Астрономические таблицы | Каталог Мессье | Наши наблюдения  
 

ПЛУТОН

 

дополнительно  в Википедии  Плутон, спутники Плутона , карликовая планета
     24 августа 2006 года, в последний день 26-й Генеральной Ассамблеи МАС, 2500 астрономов голосовали за новое определение понятия планета и таким образом исключили Плутон из состава больших планет Солнечной системы (осталось 8 планет), а Плутон (теперь называется 134340 Pluto (134340 Плутон))отнесен к карликовым планетам (к ним на 24.08.2006г также отнесены бывший астероид Церера, Харон - спутник Плутона и объекты пояса Койпера: Зена (Xena, объект 2003UB313 - офицальное название МАС - 136199 Eris (Эрис - Эрида) и Седна (объект 90377, 2004г), находящиеся за орбитой Плутона). 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.
     Вторая по размерам после Эриды, обнаруженной в 2005 году (обладает спутником — Дисномией, открытой в сентябре 2005 года) - карликовая планета Солнечной системы и десятое по величине напрямую наблюдаемое небесное тело, обращающееся вокруг Солнца.  В марте 2009 года сенат штата Иллинойс принял решение, что Плутон будет считаться в штате планетой, а день 13 марта будет в штате днём Плутона.

История открытия Плутона

 Размеры крупнейших объектов из пояса Койпера
     Открытие планеты Нептун и уточнение параметров ее орбиты позволило в десятки раз уменьшить расхождения между расчетными значениями и результатами наблюдений (так называемые невязки) в движении Урана. Однако полностью устранить, точнее, свести эти невязки до уровня, который бы определялся только ограниченной точностью элементов орбиты и ошибками наблюдений, все еще не удавалось.
   Первым обратил на это внимание в 1848г американский астроном Б. Пирс, а в 1874г другой астроном, С. Ньюком, приступил к построению новой теории движения Урана, которая учитывала бы возмущающие воздействия на эту планету со стороны Юпитера, Сатурна и Нептуна. Обсуждался и вопрос о возможном влиянии транснептуновой планеты.
   К этому же вопросу обратился в 1879г в книге «Популярная астрономия» и французский астроном К.Фламмарион, опиравшийся на анализ движения трех комет. Он предсказывал существование большой планеты, движущейся по орбите в 43 раза большего радиуса, чем у Земли, и совершающей полный оборот вокруг Солнца за 330 лет.
   Однако в большей степени, чем этим исследованиям, открытие девятой планеты обязано П. Ловеллу. В 1915г он опубликовал «Трактат о транснептуновой планете», в котором отражены (почти без упоминания об авторстве) итоги огромной проделанной им работы. Проведенные Ловеллом задолго до этого вычисления послужили побудительной причиной начатых еще в 1905г поисков «планеты Х», как он ее называл и к 1909г с Уильям Генри Пикеринг выдвинули предположение о нескольких возможных небесных координатах для этой планеты. 19 марта 1915 года без ведома Лоуэлла в его обсерватории получили было два слабых изображения Плутона, однако он на них не был опознан. После того, как в 1916г Ловелла не стало, работа была продолжена. Тщательная обработка фотографических пластинок с изображением тех участков звездного неба, где предполагалось найти новую планету, однако, успеха тогда не принесла. (Впоследствии, когда Плутон уже был открыт, пластинки 1919г повторно были обработаны, и на них -таки обнаружились четыре очень слабых и потому не замеченных ранее изображения этой планеты).
   В начале 1929г в Ловелловскую обсерваторию поступил 32,5-сантиметровый объектив с фокусным расстоянием 169 см, что значительно улучшило возможности обнаружения искомого объекта. Наблюдения начались 1 апреля, а первые исследования пластинок — в сентябре 1929г. Съемка области Водолея продолжалась месяц за месяцем с продвижением в восточном направлении через созвездия Рыб, Овна и Тельца. Обычно интервал между съемками равнялся двум суткам, однако иногда проходило больше дней. На первых снимках окрестности δ Близнецов 21 января 1930г, 23 и 29 января 1930г, когда снимки были обработаны, 18 февраля 1930г, проводивший их исследование на блинк компараторе астроном-любитель Клайд Уильям Томбо смог убедиться, что открыта новая планета. По ее перемещению в течение четырех дней было установлено, что объект расположен за орбитой Нептуна. Опасения, что объект быстро переместится, то есть является каким-то необычным астероидом или кометой, рассеялись, когда подтвердилось, что он неизменно обнаруживается на предвычисленном месте.
   12 марта 1930г директором Ловелловской обсерватории В. М. Слайфером была послана телеграмма: «Систематические многолетние поиски, дополняющие исследования Ловелла по транснептуновой планете, привели к обнаружению объекта, который в течение семи недель имел скорость движения и траекторию, согласующиеся с данными транснептунового тела на предписанном ему расстоянии. Пятнадцатая величина. Положение 12 марта в 3 часа Гринвичского среднего времени было семь секунд к западу от δ Близнецов в согласии с долготой, предвычисленной Ловеллом».
   Любопытно, что объявление об открытии новой планеты совпало с днем рождения П. Ловелла (13 марта) и с 149 годовщиной открытия Урана У. Гершелем.
Имя «Плутон» первой предложила Венеция Бёрни, 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 Мэйданом, работавшем в библиотеке Bodleian  в Оксфордском университете — Мэйдан прочитал об открытии планеты в The Times и за завтраком рассказал об этом внучке. Её предложение он передал профессору Герберту Тёрнеру, 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 пунктов: «Минерва» (хотя так уже был назван один из астероидов), «Кронос» (это имя оказалось непопулярным, будучи предложенным Томасом Джеферсоном Джексоном Си и «Плутон». «Плутон» получил все голоса. Имя было опубликовано 1 мая 1930 года. После этого Фолконер Мэйдан вручил Венеции 5 фунтов стерлингов в качестве награды.
    За свое открытие 24-летний Клайд Томбо в 1931 году был награжден лондонским Королевским астрономическим обществом медалью и премией в 25 фунтов стерлингов (по покупательной способности сейчас это примерно 1 500 долларов). Он также получил от штата Канзас стипендию для обучения в местном университете. Незадолго до открытия новой планеты Томбо окончил сельскую школу в Канзасе, а затем уехал в Аризону работать в обсерватории. Видно, не зря название Канзас на местном наречии означает «Большое небо».
   Новая планета имела желтоватый цвет, заметно отличающийся от голубоватого цвета Нептуна. В качестве символа планеты весьма удачно был избран знак, составленный из латинских букв P и L, которые совпадают с монограммой инициалов П. Ловелла. Впоследствии выяснилось, что еще в 1919 году французский астроном Рейно предлагал назвать еще не открытую в то время девятую планету Плутоном, но к 1930 году о его предложении забыли.
    Открытие Плутона было встречено с энтузиазмом астрономами, хотя появились и скептические высказывания. По мнению ряда исследователей открытие Плутона явилось даже в определенной степени случайным, так как его масса недостаточна, чтобы оказать заметное влияние на движение Урана и Нептуна. Еще в 1936г английский астроном Реймонд Литлтон высказал гипотезу, согласно которой Плутон в прошлом был спутником Нептуна. Но убедительно обосновать ее пока не удалось. Многие проблемы, касающиеся Плутона, получили разрешение только на качественно новом этапе исследований, связанном с появлением космических аппаратов.

Характеристика планеты Плутон

Средняя удаленность планеты от Солнца (а.е.) 39,48168677  (5 906 376 272 км)
Максимальное удаление планеты от Солнца (а.е.) 49,30503287 (7 375 927 931 км)
Минимальное удаление планеты от Солнца (а.е.) 29,65834067  (4 436 824 613 км)
Эксцентриситет орбиты 0,24880766
Наклон орбиты к плоскости эклиптики (градусы) 17,14175°
Орбитальная скорость (км/с) 4,666
Сидерический период обращения планеты (лет) 248,09 (90 613,3055 дней)
Синодический период (дней) 366,73
Максимальная видимая звездная величина 13,65
Угловой размер 0,065 — 0,115"
Масса (Земля=1) 0,0021
Масса (килограмм) (1,305 ± 0,007)×1022
Экваториальный радиусf (Земля=1) 0,187
Экваториальный радиус (км)f 1195
Сжатиеc 0.0
Средняя плотность (г/см3) 2,03 ± 0,06
Ускорение силы тяжести на экваторе (м/с2) 0,58
Вторая космическая скорость на экваторе (км/с) 1,2
Сидерический период вращения 6.38723 дня (6 дней 9 ч 17 мин 36 с)
Наклонение оси вращения (градусы) (119,591 ± 0,014)e
Температура поверхности, К мин.•сред.•макс.
33 • 43 • 55
Альберо 0,49
Число известных спутников

3

Примечание:
c Сжатие равно (Re-Rp)/Re, где Re и Rp - экваториальный и полярный радиусы планет (соответственно).
e По решению МАС, северный полюс любой планеты направлен к северу от эклиптической плоскости, поэтому Венера, Уран и Плутон имеют обратное направление вращения.
f Для внешних планет не имеющих твердой поверхности радиус соответствует уровню атмосферного давления в 1 бар.

Спутники Плутона

Харон

   Одно из лучших изображений Плутона и Харона на основе наблюдений с Земли в сравнении с изображением, полученным Космическим телескопом "Хаббла" (до коррекции его оптики).
   В 1978г появилось сенсационное сообщение: на фотографии, полученной Джеймс Кристи 22 июля с помощью 155-сантиметрового телескопа в Военно-морской обсерватории США, 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 (ок. 1/30 массы планеты), находится на расстоянии 19 405 км от центра Плутона и обращается вокруг него с периодом 6,39 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. Спектр Харона обнаруживает присутствие водяного льда.
   И новые, недавно открытые. Телескоп Хаббла в период с 15 по 18 мая 2005 года обнаружил у Плутона еще два новых спутника. На снимках (слева), полученных обзорной камерой космического телескопа, виден сам Плутон, его большой спутник Харон, а также два новых тела, предположительно обращающихся вокруг центра масс системы на значительно большем, чем Харон удалении и в тысячи раз менее яркие, чем Харон. Новые спутники получили предварительные обозначения S/2005 Р1 (Никта) и S/2005 Р2 (Гидра). Таким образом у Плутона уже три спутника.
   Эти два маленьких спутника обращаются по орбитам, которые в 2—3 раза дальше орбиты Харона: Гидра расположена на расстоянии около 65 000 км от Плутона, Никта — примерно 50 000 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 (Гидра) и 6:1 (Никта) 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 ОПК, 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 образовать множество обломков, формирующих кольца. Данные оптических исследований усовершенствованной обзорной камеры на телескопе Хаббла свидетельствуют об отсутствии колец. Если кольцевая система и существует, она либо незначительна, как кольца Юпитера, либо составляет всего около 1000 км в ширину.
Наименование Диаметр (км) Масса (×1021 кг) Большая
полуось (км)
Период обращения (дней) Эксцентриситет Угол наклона
(к экватору Плутона)
Открыт
Плутон 2306 ± 20 13.05 ± 0.07 2390 6.387230 0 1930
Плутон I Харон 1212 ± 3 1.52 ± 0.06 19 571 ± 4 6.387230 0 (0.000 % ± 0,007 %) 0.00° ± 0,014° 1978
Плутон II Никс 45 ? < 0.002 48 675 ± 120 24.856 ± 0.001 ~0 (0.2 % ± 0,2 %) 0.04° ± 0,22° 2005
Плутон III Гидра 45-60 ? < 0.002 64 780 ± 90 38.206 ± 0.001 0.5 % ± 0,1 % 0.22° ± 0,12° 2005

Описание и некоторые исследования

   Орбита Плутона имеет самое большое наклонение к эклиптике и самый большой эксцентриситет среди всех планет. Через перигелий Плутон прошел 9 сентября 1989г и в течение с 7 февраля 1979г по 11 февраля 1999г находился ближе к Солнцу, чем Нептун. Детальные вычисления показывают, что до этого Плутон занимал такое положение с 11 июля 1735 по 15 сентября 1749, причём всего 14 лет, тогда как с 30 апреля 1483 по 23 июля 1503 он находился в таком положении 20 лет.
   Общая плотность Плутона приблизительно вдвое превышает плотность воды, поэтому считается вероятным, что он состоит из толстого слоя водяного льда, покрывающего ядро из частично гидратированных горных пород. Харон и Плутон находятся в "сцепленном" вращении с периодом 6,39 суток, поэтому как и «Земля-Луна» считается двойной планетой. Ось его вращения наклонена к плоскости эклиптики на 119°, так что планета движется "лежа на боку".  Вероятно, внутреннюю структуру Плутона составляют 50—70 % горных пород и 50—30 % льда. 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. Также возможно, что нагревание продолжается и сегодня, создавая под поверхностью океан жидкой воды.
    Между 1985 и 1990гг для Плутона имела место редкая серия покрытий и прохождений. При наблюдениях с Земли такие события за 248-летний период обращения планеты случаются только дважды. Благодаря им появилась возможность различить спектральные картины Плутона и Харона и построить первые приближенные карты альбедо поверхности Плутона. Они подтвердили существовавшие предположения о крайней неоднородности и изменчивости поверхности планеты, которые основывались на изменении яркости в течение периода обращения и в более длительные сроки. В противоположность Харону, который выглядит серым, поверхность Плутона имеет красноватый цвет. В 1976г методами инфракрасной спектроскопии Дэйл Круикшенк и его коллеги из университета штата Гавайи (США) обнаружили на Плутоне метановый лед. Покрытие звезды Плутоном в 1988г показало присутствие протяженной разреженной атмосферы. В 1992г на поверхности планеты были обнаружены замерзшие азот и окись углерода. 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 44К (от 33 до 55К), 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 (-200ºС летом).

Это первая карта поверхности Плутона. Она была составлена путем компьютерной обработки четырех отдельных фотографий. На карте, охватывающей 85% поверхности планеты, видно, что Плутон имеет темный экваториальный пояс и яркие полярные шапки.

Спектроскопический анализ Плутона показывает, что его поверхность более чем на 98 % состоит из азотного льда со следами метана и моноокиси углерода.
    Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звёзд. Атмосфера Плутона — тонкая оболочка из азота, метана и моноокиси углерода, испаряющихся с поверхностного льда.  В дальнейшем факт наличия атмосферы был подтверждён интенсивными наблюдениями за другими покрытиями в 1988г. Термодинамические соображения диктуют следующий состав этой атмосферы: 99 % азота, чуть меньше 1 % моноокиси углерода, 0,1 % метана. Как было установлено по коэффициенту поглощения света, атмосферное давление на Плутоне во время этих наблюдений составляло всего 0,15 Па, что составляет лишь 1/700 000 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 Пезечёффом 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 разрежённую атмосферу. Одно из объяснений несоответствия состоит в том, что в 1987 году южный 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 Дэйл Круикшенк из исследовательского центра NASA (новый научный сотрудник миссии «New Horizons») 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 1996г при наблюдениях с Космического телескопа "Хаббл" впервые удалось разрешить широкие светлые и темные детали на поверхности Плутона. 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.
     Наблюдения в 2001г, проведенные Марком юи из Lowell Observatory и Джеймсом Эллиотом из Массачусетского технологического института, показали, что тонкая атмосфера планеты существенно охладилась со времени последнего покрытия планетой одной из звезд нашей Галактики в 1988 году - ее температура опустилась почти на 20 градусов по Кельвину. И это не удивительно, потому что Плутон удаляется от Солнца.
    Но на планете происходят и другие изменения. Например, исчезли признаки слоя тумана или внезапного падения температуры в нижнем слое атмосферы, наблюдавшегося в 1988 году. Бюи и Эллиот обнаружили, что поверхность Плутона стала несколько темнее, чем 15 лет назад, что означает, что она отражает меньше солнечных лучей и, следовательно, нагревается. Согласно всем моделям Плутона, планета должна становиться ярче, поскольку по мере ее движения по орбите, с Земли все больше виден ее оледенелый северный полюс. Бюи полагает, что потемнение Плутона объясняется испарением и перераспределением льда на поверхности, которая находится в хрупком равновесии с тонкой атмосферой. Астрономы полагают, что атмосфера Плутона остывает по мере удаления от Солнца и в конце концов исчезнет, когда газ полностью замерзнет.
     Дальнейшее, более детальное изучение Плутона и пояса Койпера возлагается на программу полета межпланетного зонда "Pluto-Kouiper Express" (получившего название «New Horizons»), который был запущен 19 января 2006 году, а до планеты доберётся не ранее 19 января 2015 года. По расчетам, именно к тому времени атмосфера Плутона должна будет сжаться окончательно. Научные наблюдения за Плутоном начнутся за 5 месяцев до максимального приближения и продлятся, по крайней мере, в течении месяца с момента прибытия. «New Horizons» сделал первое фото Плутона ещё в конце сентября 2006 года, в целях проверки камеры LORRI (Long Range Reconnaissance Imager).

История открытий

Год Ученый Что
1848г Б. Пирс Первым обратил внимание на возможность существование планеты.
1905г П. Ловелл Провел вычисления положения, что послужили  причиной начатых поисков «планеты Х».
1915г П. Ловелл Опубликовал «Трактат о транснептуновой планете», в котором отражены  итоги огромной проделанной им работы.
1930г К. Томбо 18 февраля (объявлено 13 марта) открывает планету Плутон. 24 марта 1930 новой планете присвоено название Плутон.
1931г Николсон и Мейэл Оценивают массу Плутона равной массе Земли
1948г Койпер Оценивает массу Плутона равной десятой части массы Земли
1955г М. Уокер, Р. Харди Определили период вращения планеты вокруг оси в 6сут 9час 16,9мин.
1976г Дэйл Круикшенк, Карл Пилчер и Девид Моррисон Методами инфракрасной спектроскопии на Плутоне обнаружили метановый лед и оценивают его массу в сотую часть массы Земли.
1976г Дэйл Круикшенк, Карл Пилчер и Девид Моррисон Впервые вычислили альбедо Плутона, найдя, что оно соответствует альбедо метанового льда.
1978г Джеймс Кристи 22 июля (по фотографиям апреля-мая) открывает спутник Харон.
1978г Кристи и Харингтон Оценивают массу Плутона равной 2/1000 Земной (получили значение 0,24 % от массы Земли
1979г   7 февраля Плутон на орбите оказался от Солнца ближе, чем Нептун.  С 11 февраля 1999 года Плутон стал дальше Нептуна.
1985г   Открыто наличие у планеты протяженной разряженной атмосферы при наблюдении покрытия им звёзд.
1991г КТ "Хаббл" Получено первое четкое разделение планеты и спутника.
1992г   На планете обнаружены замерзшие азот и углерод.
1995г КТ "Хаббл" На Плутоне обнаружены полярные шапки.
1996г КТ "Хаббл" Впервые удалось разрешить широкие светлые и темные детали на поверхности Плутона.
2001г М. Бюи,  Дж. Эллиот Показали, что тонкая атмосфера планеты существенно охладилась за последние 13 лет.
2005г КТ "Хаббл" Открыты еще два спутника у планеты: Никта и Гидра.
2006г   24 августа Плутон перестал считаться обычной планетой Солнечной системы и перешёл в разряд карликовых планет.
2006г Дэйл Круикшенк В октябре с коллегами объявили об открытии при спектрографии Плутона этана на его поверхности
2113г   Плутон в августе впервые достигнет афелия с момента открытия.
2178г   Плутон завершит полный оборот вокруг Солнца с момента своего открытия.

Солнечная система

Hosted by uCoz