Плутон
Пошук Плутона розпочато Ловелом, коли з'ясувалося, що
особливості руху Урану не можна пояснити тільки тяжінням Нептуна. Відкрито
Плутон через 12 років після смерті Ловела в 1930 р. Клайдом Томбо, співробітником
обсерваторії Ловела.
Плутон відстоїть від Сонця в середньому на 39,5 а.е.,
або в середньому на 5 905 000 000 км (за останніми даними - на 5 913 520 000 км),
тобто він майже у сорок разів далі від Сонця, ніж Земля. Світло від Сонця
доходить до нього в середньому за 5 з половиною годин.
Виходячи з практичного відсутність атмосфери і
віддаленості від Сонця, можна припустити, що температура поверхні Плутона
складає в середньому мінус 220 градусів Цельсія. Це царство повного холоду,
хоча далеко не повного мороку, так як Сонце виблискує на цій планети у вигляді
дуже яскравої зірки. Найяскравіше, ніж у нас вночі світить Місяць.
Рік на Плутоні триває 247,7 земного року (за новими
уточненими даними - 248,54). Плутон знаходиться в резонансі 2:3 до Нептуна.
Середня швидкість руху навколо Сонця - 4,74
км/с. У шість з гаком разів повільніше Землі.
Орбіта Плутона помітно еліптична
(ексцентриситет - 0,25). Це найбільша витягнута орбіта великої планети в Сонячній
системі. Протягом 20 земних років на кожному витку навколо Сонця Плутон рухається
усередині орбіти Нептуна, тобто не є самою далекою планетою Сонячної
системи (зокрема, з 1979 по 1999 роки). Це оптимальний час для вивчення
Плутона. Такі перетину орбіт для інших великих планет не характерні.
Кут нахилу орбіти різко відрізняється від кута нахилу
земної орбіти (відмінність на 17,1 градуса). По суті Плутон знаходиться поза площиною
решті Сонячної системи.
Маса Плутона, як вважали раніше, трохи менше
земної маси, але це подання тепер відкинуто.
Діаметр Плутона вважався приблизно рівним діаметру
Землі, але ці уявлення виявилися помилковими.
Освітленість Сонцем - 1/1600 земний.
Період обертання навколо осі вважався рівним 6
діб і 9 годин, причому таке подання зараз підтверджено. Період
визначався за регулярними змін яскравості планети, тому що будь-які деталі
на поверхні Плутона до цих пір не видно. Навіть у самий сильний телескоп
Плутон виглядає зіркою (диск не видно).
Яскравість Плутона з-за його обертання навколо осі
змінюється на 30%, що говорить про різко різному кольорі планети в різних місцях
[Тінь Харона, 1985].
Супутники не були відомі.
Нові відомості
Нові дані про Плутоні і його супутника Харона
розглядаються в статті Річарда Бинцель [1990]. Всі вони отримані із Землі або
з околиць Землі (інфрачервоний супутник "IRAS" і оптичний
телескоп "Хаббл ").
Діаметр Плутона, як недавно з'ясувалося, складає
всього 2300 км. Значить, він аж ніяк не дорівнює Землі, а поступається їй за діаметром в
п'ять з половиною разів, за обсягом - у 174 рази! По діаметру він навіть менше Місяця --
в півтора рази. І все-таки Плутон у два з половиною рази перевершує за цим
показником найбільший астероїд Цереру і по праву належить до числа великих
планет Сонячної системи. Останні пропозиції ряду астрономів оголосити Плутон
астероїдом і присвоїти йому номер не були схвалені більшістю вчених [Плутон
"розжалувати" не вдалося, 1999].
Маса Плутона становить 0,0022 земної, тобто він
"легше" Землі приблизно в 450 - 500 разів [Купер, Хенбест, 1998], за
іншими даними - в 350 разів [Бинцель, 1990]. Маса Плутона була уточнена після
того, як був відкритий його супутник Харон і рух Харона було детально вивчено.
Звідси середня щільність цієї планети становить
2,03 г/см3. Виходячи з маси та обсягу Плутона легко визначається сила тяжіння на
його поверхні - 0,04 земної.
Так як Плутон значно щільніше планет-гігантів,
можна припустити, що в нього є велика за обсягом кам'янисте ядро (але
все-таки не металеве). Зверху ядро покрите крижаний мантією, а в самому
верхньому шарі цієї мантії багато замерзлого метану. Через нього поверхню
Плутона виглядає злегка червонуватою, і відбивна здатність цієї
поверхні в 7 разів вище місячної [Бинцель, 1990]. Пізніше було показано наявність
на поверхні замерзлих метану, чадного газу та азоту [Плутон і Харон, 2001].
Зазвичай у Плутона практично немає атмосфери
(вимерзла), але, коли він підходить трохи ближче до Сонця (перетинає орбіту
Нептуна), метан частково випаровується, утворюючи розріджену газову оболонку.
Можна припустити також присутність в атмосфері азоту. Потім атмосфера знову
вимерзає, і поверхня планети покривається свіжим метановим льодом, через що
виглядає такою світлою. Атмосфера відкрита в 1988 р. під час покриття зірки,
яка гасла поступово, тобто методом Ломоносова [Плутон володіє атмосферою,
1989]. Атмосфера розріджена і відповідає 10-метровому шарі повітря
[Вивчається Плутон, 1988].
Яскравість планети трохи вище біля полюсів. Це означає,
що є полярні шапки із замерзлого метану. Шапки - свіже випадання з
атмосфери, і тому вони світліші [Полярні шапки на Плутоні, 1989]. Шапки
зменшуються при наближенні Плутона до Сонця.
На екваторі Плутона - 59, на полюсах - 54 градуси
за Кельвіном [Вивчається Плутон, 1988].
Ось Плутона нахилена до площини орбіти на 57,5
градусів, що означає наявність зміни пір року. Плутон лежить на орбіті майже
боком, як Уран.
Плутон обертається навколо своєї осі в бік,
протилежну обертанню більшості інших планет.
Нещодавно у Плутона відкритий величезний супутник Харон,
який обертається близько від планети і часто викликає на ній сонячні затемнення.
Плутон і Харон повернені один одному завжди однією і тією ж стороною. Коли
Плутон і Харон покривають один інший, їх сумарна яскравість падає на 2-4%
[Існування Харона підтверджено, 1985].
Які-небудь подробиці на поверхні планети до цих пір
не видно, але вивчаючи яскравість Плутона і Харона під час затемнень, вдалося
скласти схему яскравості різних ділянок планети. Так ми дізналися, що на
поверхні Плутона є великі темні плями (найімовірніше, заливається
лавою ділянки) і вже згадувані полярні шапки. Повинні бути також
метеоритні кратери.
Зазвичай Плутон вважають "втекли"
супутником Нептуна (перетинає її орбіту, дуже малий, поза площиною решті
Сонячної системи і т.п.), але нещодавно висловлювалася думка, що він самостійний
з самого початку, тому що в його складі більше кам'янистих речовин і взагалі він не
схожий на "корінні" супутники сусідніх планет, а більш схожий на
захоплений Нептуном Тритон [Бинцель, 1990]. Ймовірно, у цьому випадку Плутон
можна розглядати як тіло, яке проміжно між "істинними"
великими планетами і тілами поясу Койпера (див. нижче).
Харон --
супутник Плутона
Харон відкритий американським дослідником Джимом
Крісті в 1978 р. при вивченні знімків Плутона, зроблених за допомогою земних
телескопів. На цих знімках Плутон і Харон через тремтіння земної атмосфери
видно злитно (в загальному сяйві), але Плутон має як би грушовидну форму.
Регулярні повторення цієї "грушоподібними" послужили доказом
наявності супутника. Трохи пізніше космічний телескоп "Хаббл" зумів
розчленувати "грушу" на два чітко помітних небесних тіла.
У період максимального зближення Плутона з Сонцем
(а, значить, і з Землею) Харон, завдяки специфіці своєї орбіти, періодично
було видно на тлі диска Плутона і періодично "ховався" за Плутон.
Крім того, ці дві небесні тіла періодично "затьмарювали" один одного
своїми тінями. Це змінювало їх сумарну яскравість. Яскравість змінювалася також від того,
якою ділянкою - більш світлим або менш світлим - тіла поверталися до Землі.
Астрономам вдалося розшифрувати всі ці періодичні зміни яскравості і
дізнатися багато відомостей про цю подвійний планеті.
Харон, як з'ясувалося, має діаметр 1190 км, що
трохи перевищує половину діаметра Плутона. У Сонячній системі зараз не
відома інша пара планета-супутник, в якій два небесних тіла були б настільки
близькі один до одного за розміром і масою. На долю Плутона припадає 88%, а на
частку Харона - 12% загальної маси системи. Раніше самої подвійною планетою вважалася
система Земля-Місяць, а тепер першість перейшла до пари Плутон-Харон. Центр мас
системи Плутон-Харон знаходиться поза Плутона в 1200 км від його поверхні, і
тому можна сказати, що обидва члени подвійний планети обертаються навколо спільного
центру мас, а не Харон навколо Плутона. Про парі Земля-Місяць цього все-таки
сказати не можна, тому що центр мас розташований усередині Землі.
Харон і Плутон, як уже говорилося, завжди повернені
один до одного однією і тією ж стороною, тобто день і місяць на Плутон і Харон
тривають один і той же час - 6 земних діб і 9 годин. Харон висить у плутоновом
небі нерухомо і ніколи не видно з одного з півкуль.
Площина орбіти Харона відповідає екваторіальній
площині Плутона (Харон "парить" над однією з точок екватора
Плутона). Обидві названі площині утворюють кут 57,5 градуси до площини орбіти
Плутона.
Харон знаходиться в 19 640 км від Плутона, тобто
приблизно в 17 радіусах Плутона.
Передбачалося, що Харон вкритий льодом, не
містять метану або містить лише малі його кількості, так як метановий
лід під час зближення системи з Сонцем мав би випаруватися і через свою
легкості у вигляді газу покинути Харон. Поверхня виглядає сіруватою. Можливо,
метан з Харона перетягнуть Плутоном [Бинцель, 1990]. У 1999 р. на підставі
вивчення спектру доведено, що Харон вкритий водяним льодом з присутністю
аміачного льоду, тобто різко відрізняється від Плутона [Плутон і Харон ..., 2001].
На фотографіях, отриманих за допомогою космічного
телескопа "Хаббл", поблизу Плутона і Харона видно "серпанок".
Такий "серпанком" оточені обидва члени подвійний планети, вона утворює ледве
помітну перемичку між ними і у вигляді тора розподілена вздовж орбіти Харона
[Купер, Хенбест, 1998]. Не виключено, що витікання газів з Харона триває
і зараз. Газ розосереджується вздовж орбіти Харона і тече до Плутона. Є
також припущення, що метан тече від Плутона до Харону, тимчасово утримується
Хароном, а потім залишає його.
Харон і Плутон, згідно з деякими джерелами
[Купер, Хенбест, 1998], володіють подібною щільністю, і можна припустити, що
їх внутрішню будову теж схоже, тобто у Харона теж є кам'янисте ядро
і крижана мантія. Є, проте, вказівки, що щільність Харона лише в 1,4 рази
перевищує щільність води (а не в 2,1 рази, як щільність Плутона) [Харон
виявився "сніжком", 1993]. Якщо це так, то Харон - це лід з
деякою кількістю каменів, тобто Харон схожий на супутники сусідніх
планет-гігантів. Висловлювалося припущення, що Харон і Плутон колись
зіткнулися, і частина льоду з Плутона впала на Харон.
поверхня Харона представляється покритої
метеоритними кратерами, але достовірних відомостей про рельєф цього далекого
небесного тіла, зрозуміло, немає.
Список літератури
Для підготовки
даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.seminarium.narod.ru
