Забытые всеми плутон и харон. Планета Плутон и спутник Харон
Плутон (слева) и его спутник Харон (фото получено с помощью космического телескопа Хаббла).
После сложной математической обработки на компьютере, на основе первоначального изображения (на врезке вверху) ученые смогли построить фотометрическую модель поверхности планеты Плутон.
Телескоп-спутник, носящий имя американского астронома Хаббла, впервые произвел наблюдения Плутона - самой далекой (девятой по порядку от Солнца) из больших планет Солнечной системы. Эта крошечная холодная планета, движущаяся на расстоянии в 40 раз большем от Солнца, чем Земля, долгое время оставалась совершенно неизученной.
В одной из статей прошлого года (см. "Наука и жизнь" № 1, 1997 г.) мы говорили, что космические аппараты к Плутону не направляли, а различить с помощью наземных телескопов на нем почти ничего не удается. И что теперь, кажется, потерян шанс исследовать атмосферу этой планеты. Потому что Плутон, имеющий сильно вытянутую орбиту, в ближайшие сто лет будет удаляться от Солнца. Атмосфера планеты скоро застынет и выпадет на ее поверхность в виде снега. Только через двести лет Плутон снова окажется на наименьшем расстоянии от Солнца и будет в выгодном положении для наблюдений с Земли.
Существование планеты Плутон, как известно, сначала теоретически предсказал американский астроном П. Ловелл в 1915 году. Через 15 лет после этого планету открыл любитель астрономии К. Томбо. Он обнаружил на фотографиях, полученных обсерваторией во Флагстаффе (США), звездочку 15-й звездной величины, перемещавшуюся среди остальных звезд. И понял, что это и есть девятая большая планета Солнечной системы. Еще несколько десятилетий не было известно, что у Плутона есть спутник. Он практически случайно был обнаружен в 1978 году одним американским астрономом. Просматривая фотографические изображения планеты, он заметил, что на снимках слабая звездочка, какой получается при фотографировании Плутон, выглядит слегка удлиненной. Это открытие астрономы несколько раз перепроверили и убедились, что у Плутона есть спутник. Он был назван Хароном.
Лишь совсем недавно космический телескоп Хаббла впервые получил изображение, где четко видны и Плутон и Харон.
Теперь мы знаем, что диаметр Плутона 2320 километров, а его спутника - 1270 километров. Поистине уникальная пара. Нигде больше в Солнечной системе не встречается такого, чтобы планета была всего лишь вдвое больше своего спутника. Вполне справедливо было бы называть Плутон двойной планетой.
После нескольких сеансов съемок с помощью телескопа Хаббла у астрономов накопилось достаточно информации, чтобы построить первую, конечно, весьма приблизительную карту поверхности загадочной планеты. С помощью сложной математической обработки они создали модель местности с расположением всех сколько-нибудь заметных светлых и темных образований. Карта не очень впечатляет, но если представить себе, что это можно сравнить с попыткой рассмотреть что-то на теннисном мяче, отнесенном на расстояние 125 километров...
О природе Плутона и его спутника пока почти ничего сказать нельзя, кроме того, что по цвету Харон несколько голубее, чем Плутон. Это может означать, что они образовались не из единого облака, а уже потом были как-то сведены вместе неведомыми нам обстоятельствами. Для того, чтобы расширить наши знания о самой далекой планете Солнечной системы, нужны дополнительные наблюдения с космическим телескопом. Будем ждать их.
До 2006 года Плутон, чьим спутником является Харон, считался девятой планетой Солнечной системы. В связи с открытием множества подобных объектов в поясе Койпера 2,5 тыс. астрономов на 26 Ассамблее Международного астрономического союза классифицировали Плутон как карликовую планету.
Тайна девятой планеты
Наблюдение за Нептуном, анализ его орбиты показал, что он один не может оказывать столь сильного воздействия на движение седьмой планеты - Урана. В 1906 году американский меценат, астроном-любитель Персиваль Лоуэлл дал старт проекту "Планета Х" по поиску девятого "жителя" Солнечной системы. Различные стечения обстоятельств (брак в эмульсии фотопластинки, совпадение изображения с изображением звезды) позволяло ускользать таинственной планете от оптических инструментов астрономов до 1930 года.
Наконец, сотруднику обсерватории Лоуэлла, 23-летнему К. Томбо, удалось получить необходимые фотоснимки и идентифицировать движение искомого объекта. Из трех вариантов названия планеты - Минерва, Кронос и Плутон - был выбран последний, предложенный английской школьницей Венецией Берни.
Размер имеет значение
Вычисление точных физических параметров планеты, из-за чрезвычайно большого удаления (в среднем 39,4 а. е., или 5,85 млрд км), сопряжено с определенными трудностями. Предполагаемая орбита Плутона имеет не свойственный планетам наклон к эклиптике в 17˚. В течение прошлого века предпринимались неоднократные попытки уточнения массы планеты, и с каждым расчетом значение получалось все меньшим. В 1978 году у Плутона был обнаружен первый спутник - Харон. Это позволило достаточно точно рассчитать массу планеты. Стало ясно, что с полученным значением (0.2 % от массы Земли) не могут оказывать серьезного воздействия на Уран "легковесы" Плутон и Харон (это спутник). Какой планеты еще не хватает в этом гравитационном уравнении? Поиски "Объекта Х" вновь возобновились с прежним усердием, но результатов не принесли.
К облегчению многих, информация, переданная на Землю космическим беспилотным аппаратом "Вояджер-2" в 1989 году, и уточненные расчеты, выполненные специалистами NASA четыре года спустя, объяснили все несоответствия в движении Урана.
Ледяной мир
Плутон можно разглядеть только в телескоп как объект 15-й звездной величины. Период обращения вокруг Солнца - 248 лет, вокруг своей оси (обратное вращение) - 6,4 суток. Спектральный анализ планеты показывает, что ее поверхность на 98 % состоит из ледяного азота. Присутствуют незначительные следы моноокиси углерода и метана. Кривая зависимости видимой яркости от времени свидетельствует о неоднородной структуре поверхности Плутона. Средняя плотность вещества на планете - 2 г/см 3 . Ядро Плутона (от 50 до 70 % всего объема), состоящее из горных пород, окружено льдами. Не исключено - вследствие внутреннего разогрева из-за распада радиоактивных минералов - существование жидкой прослойки.
По уточненным данным, экваториальный диаметр планеты - 2380 км. По массе Плутон в пять раз легче Луны. На сегодняшний день известно о пяти естественных спутниках. Последний - Стикс - открыт в 2012 году. Самый крупный спутник - Харон. С ним не все так просто, но об этом ниже.
Космическое тело получило свое имя от древнегреческого мифического лодочника, перевозившего души умерших через воды Стикса. Харон - это спутник планеты, открытый первым (Д. Кристи, США, 22.06.1978). Иногда его называют Плутоном-1.
Диаметр Харона - 1220 км. Масса в шесть раз меньше массы Плутона. Расстояние между центрами космических тел - 19,6 тыс. км. Спутник Харон пробегает свою орбиту за 6,4 суток, что совпадает с периодом обращения планеты вокруг своей оси (похожая картина наблюдается у Земли и Луны). Средняя плотность вещества на Хароне - 1,73 г/см 3 . Поверхность спутника покрыта слоем водяного льда. Спектральные исследования указывают на наличие гидратов аммиака, что свидетельствует о сегодняшней геологической активности на Хароне.
Много загадок еще таит Харон! Чей спутник это - понятно, но вот спутник ли?! Дело в том, что центр масс системы Плутон - Харон (барицентр) лежит за пределами планеты.
Двойная планета?
В Солнечной системе двойных планет, даже карликовых, пока не обнаружено. Двойные астероиды есть. Самый известный из них - Антиопа (Главный пояс). Есть и транснептуновые (кьюбивано) двойные объекты - Сила-Нунам. Единственные космические тела в окрестностях Солнца, которые могут претендовать на статус двойной планеты, - это Плутон и Харон.
На 26 Ассамблее МАС выносилось предложение о присвоении Харону статуса карликовой планеты. Автоматически союз Плутон - Харон признавался бы бинарной системой. Тогда резолюция не получила поддержки большинства участников форума, хотя не исключено, что вопрос в дальнейшем может быть пересмотрен.
Новые горизонты
Весной 2015 года, после девятилетнего перелета, приступил к выполнению своей миссии космический беспилотный аппарат NASA "Новые горизонты". Среди основных задач - исследование системы Плутон - Харон, а именно:
- картографирование поверхности, построение температурных диаграмм;
- геологические и морфологические (текстура и рельеф) изыскания;
- определение состава атмосферы или ее следов (объект - спутник Харон).
На минимальное расстояние в 12,5 тыс. км аппарат приблизился к Плутону 14 июля. Реализация программы выполнялась в течение 9 суток, в ходе которых на Землю было отправлено более 50 Гб информации. На передачу данных потребовалось чуть более года. Что же открыли нам "Новые горизонты"?
Получила полное подтверждение предполагаемая геологическая активность Плутона. На переданных изображениях видно, что метеоритных кратеров на поверхности планеты крайне мало (по сравнению с Хароном). Это свидетельствует о периодическом обновлении внешних слоев планеты в результате тектонических процессов.
Атмосфера Плутона оказалась более разряженной, чем предполагали ученые - давление не превышает стотысячной доли земного. Предположительно, именно в воздушной оболочке планеты образуются толины - полимеризованные простейшие углеводороды, а затем, конденсируясь, они выпадают на поверхность, придавая ей яркую окраску.
Мордор и толины
Немало сюрпризов преподнес и Харон. Обращенное к Плутону полушарие разрезает густая сеть пропастей. Глубина некоторых превышает 7,5 км. Вся поверхность покрыта слоем грязного водяного льда.
Огромный интерес представляет северная полярная "шапка" спутника. В отличие от многих космических тел, на Хароне она темно-красного цвета. По мнению астронома У. Ганди (Обсерватория Лоуэлла, США), окраску полюсу могут придавать все те же органические сополимеры - толины, путем сложных физических и химических процессов образующие на поверхности тонкий слой.
Такая же область, получившая название Мордор, обнаружена еще на одном спутнике Плутона - Никте.
Удивительный своими характеристиками и загадочный по происхождению спутник Плутона Харон, считался единственным естественным спутником малой планеты нашей Солнечной системы, вплоть до 2005 года, когда астрономы нашли еще два небесных тела, вращающихся вокруг этой планеты. Харон располагается почти в двадцати тысячах километров от планеты, его масса составляет 1,9 секстиллионов килограммов, а радиус планеты по приблизительным подсчетам равен 600 км.
Спутник Плутона Харон
На протяжении долгих лет с момента открытия спутника Харон, а это 1978 год, считалось, что у планеты Плутон только один единственный спутник. И то его открытие произошло благодаря внимательному изучению снимков Плутона, где планета показалась с небольшой выпуклостью, которая оказалась проходящим перед диском планеты ее спутником. В 1985-1990 годо Плутон и спутник Харон вступили в фазу затмения, когда их орбиты, как планеты, так и ее спутника стали видны с Земли, как бы с ребра. Это редкое явление, которое происходит только 2 раза в 248-летний оборот Плутона вокруг Солнца, поэтому, можно сказать, ученым очень повезло попасть в этот период, который точно установил наличие спутника и его размеры.
(На картинке поверхность Плутона и крупный спутник Харон в воображении художника)
Спутник из-за своей отдаленности от светила имеет низкую температуру на своей поверхности, она составляет 53 градуса по Кельвину, что в переводе в градусы Цельсия обозначает отметку в 220 градусов ниже нуля. Поэтому вся поверхность спутника покрыта водяным льдом, это еще раз заставит ученых задуматься о происхождении этого небесного тела. Существует мнение, что спутник имеет геологическую активность, что может образовывать жидкость на поверхности, этот факт ученые обосновывают тем, что на поверхности были выявлены гидраты аммиака, которые от солнечной активности должны были подвергнуться быстрому распаду.
(На картинке Плутон и его спутник Харон в воображении художника)
Все данные, которые получают путем спектрального анализа, достоверны, но ученые обещают в скором времени предоставить новые параметры планеты, ведь к 2015 году исследованиями займутся более плотно. Интересен факт, что Плутон и Харон обращаются одновременно, из-за этого они всегда направлены друг другу одной стороной.
Малые спутники Плутона
У системы Плутон-Харон оказались меньшие братья и сестры. Это еще открытые в 2005 году два малых спутника S/2005 P1 "Гидра" и S/2005 P2 "Никта", их диаметр не более 45 - 60 км. Затем в 2011 году был обнаружен четвертый спутник P4 с диаметром 13-34 км, а спустя год в семейство известных спутников Плутона добавился пятый самый маленький спутник P5, диаметр которого всего 10 - 25 км.
(На снимке, полученного телескопом "Хаббл" 7 июля 2012 года, пять спутников Плутона, два из которых P4 и P5 скорее всего получат имена Vulcan и Cerberus, набравшие наибольшее количество голосов в ходе проведенного интернет голосования институтом SETI)
Таким образом, в настоящее время на 2013 год точно известно о 5 спутников планеты, 2 последних из которых скоро получат свои имена p4 скорее всего - "имя", а P5 - "" по сведениям...(источник)
Происхождение спутников Плутона
(На 3D моделировании вид с поверхности Плутона, отчетливо виден спутник Харон и его младшая сестричка, скорее всего спутник Гидра в воображении художника, а далеко-далеко виднеется яркая звезда - это Солнце)
Систему Плутон-Харон называют так, потому что изучая весьма различные свойства и планеты, ученые выдвинули гипотезу, что оба объекта Солнечной Системы появились во время столкновения при независимом формировании планеты Плутон и ее будущего спутника, то есть спутник Харон был сформирован из осколков планеты. Кстати, из этих же осколков, возможно, сформировались и два других спутника Плутона Никта и Гидра. А вот происхождение других малых спутников Плутона пока остается загадкой, так как непонятно, как такие малые объекты могут находиться настолько близко к достаточно крупному Харону, при том, что их круговая орбита отвергает предположение о захвате их тяготением Плутона.
Ученые полагают, что если и есть у Плутона ещё спутники, то их диаметр будет не более 20 км и их появление скорее связано с столкновением в далеком прошлом, что также не исключает вероятность наличия из тех же осколков кольца у Плутона.
В Солнечной системе встречаются планеты настолько маленькие, что их так и называют - карлики. К таким относится Плутон. Но даже у маленьких планет есть спутники. Самый большой ее спутник - Харон. Но он не единственный в своем роде. Есть и другие. Они, конечно, не столь велики, но тоже имеют большое значение.
В этой статье мы рассмотрим особенности Плутона и узнаем, что собой представляет Харон, спутник этой планеты. Также поговорим об остальных, более маленьких спутниках.
Планета Плутон
До 2006 года Плутон стоял в одном ряду с основными планетами Солнечной системы и являлся полноценной единицей.
Теперь же ему присвоили название планета-карлик, после чего стали полагать, что он является самым большим объектом темной дискообразной зоны.
Однажды ученым стало понятно, что Плутон - это не уникальный объект своего окружения, каковыми являются все остальные планеты, располагающиеся в Солнечной системе. И что не один такой объект можно обнаружить, если исследовать пространство за орбитой, принадлежащей Нептуну. И вскоре действительно было обнаружено некоторое тело, названное Эридой. Это был который можно сопоставить с Плутоном. После этого открытия стало понятно, что в мире, по сути, отсутствует определение планеты. И в 2006 году было утверждено определение, включающее в себя три позиции. Согласно ему те которые соответствуют лишь двум позициям из трех, получают название К таковым как раз и относится Плутон.
Он получил свое название благодаря девочке одиннадцати лет, которая решила, что имя бога подземного царства подойдет для далекой, вероятно, холодной и темной планеты, и рассказала об этом своему деду. А уже дедушка передал желание внучки в обсерваторию, где его утвердили окончательно.
В 2006 году к планете Плутон запустили аппарат, называемый «Новые горизонты». Это был месяц январь. Этот аппарат подлетел к планете на расстояние двенадцати тысяч километров и накопил большое количество информации о ней. Все эти данные постепенно передаются ученым. Это связано со слишком медленной передачей информации на такие значительные расстояния.
Особенности планеты
Плутон обладает формой идеальной сферы. Это открытие стало неожиданностью, так же как и обнаружение на поверхности разнообразных форм рельефа.
Более того, на планете имеются протяженные участки, которые лишены ударных кратеров полностью. Также известен тот факт, что ледники Плутона по его поверхности распределены неравномерно, но до сих пор непонятно, почему.
От Земли и спутник Харон, как и остальные малые спутники, удалены достаточно сильно. Поэтому изучены они не очень хорошо. Есть предположение, что поверхность этой планеты имеет основание скалистого состава, которое покрыто водяным льдом, а также замороженным метаном и азотом. Именно продукты, возникающие вследствие фотодиссоциации метана, окрашивают планету в красный цвет.
Вращаясь по своей орбите, которая далека от формы круга, Плутон может либо очень приближаться к Солнцу, либо, наоборот, отдаляться на большое расстояние. В процессе его приближения происходит и формирование вокруг планеты атмосферы, которая состоит из метана и азота. Чем дальше планета отдаляется от Солнца, тем меньше становится атмосфера, и в конце концов остается лишь небольшая дымка, которая, если посмотреть на нее невооруженным глазом, имеет красный оттенок. Это происходит из-за того, что ледники снова замерзают.
Спутники Плутона. Харон и малые спутники планеты
Плутон имеет свои естественные спутники в количестве пяти. Самый крупный спутник Харон был обнаружен в 1978 году. Два спутника меньшего размера, названные Никта и Гидра, были замечены в 2005 году.
Следующим был Кербер. Его открытие произошло благодаря телескопу «Хаббл» в 2011 году. И наконец в 2012 году ученые обнаружили наличие у Плутона пятого спутника, который получил название Стикс. Все названия спутников так или иначе относятся к подземному царству греческой мифологии.
Харон - спутник планеты Плутон
Харон получил свое название в честь перевозчика душ умерших людей из мифов Древней Греции. Открыл его астрофизик из США Джеймс Кристи. Произошло это в Военно-морской обсерватории в 1978 году.
Этот спутник очень большой. Его размер приравнивается к половине размера самого Плутона. Расстояние, отделяющее его от планеты, которую он сопровождает, составляет почти двадцать тысяч километров. Это приблизительно как от Лондона до Сиднея.
Харон - спутник Плутона, который многие ученые стали считать малым компонентом двойной системы планет. Ему даже было присвоено название Плутон-1. Периоды вращения Плутона и Харона одинаковы. Благодаря этому явлению они повернуты друг к другу всегда одной и той же стороной. Это явление получило даже свое название - приливный замок.
Поверхность и состав спутника
Спутник Харон отличается по своему составу от Плутона. В отличие от планеты его покрывает не азотный, а водяной лед. Это связано с тем, что температура его поверхности ниже нуля на 220 градусов по шкале Цельсия. Но также к причинам такого состава относится тот факт, что Харон не столь массивен, чтобы удерживать летучие соединения. Цвет спутника более нейтральный, сероватый. Согласно существующей теории, Харон сформировался из оказавшихся на орбите осколков самого Плутона. Также многие ученые полагают, что и Харона связанная.
Спутник Никта
Харон - крупнейший но есть и другие. Одним из них является Никта. Открытие этого спутника обнародовали в 2005 году, 31 октября. Своим именем он обязан богине вечной ночи.
Орбита, на которой расположен спутник, круговая. Нет пока никаких сведений о точных габаритах Никты, но предположительно она меньше, чем Гидра. Об этом говорит более темный цвет поверхности.
Гидра
Если внимательно рассмотреть существующие снимки, то можно увидеть, что Гидра располагается в той самой плоскости, что и спутник Харон. Расстояние между Плутоном и Гидрой примерно составляет 65 тысяч километров. О точных размерах этого спутника данных нет. Ученые лишь предполагают, что величина его диаметра находится в пределах от 52 до 160 километров.
Поверхность Гидры более яркая, чем у Никты. Примерно на 25 %. Это говорит о том, что ее отражательная способность выше, а значит, размеры больше. Свое название спутник получил в честь чудовища из греческой мифологии, имеющего сто голов.
Кербер и Стикс
Четвертый по счету спутник Плутона носит название Кербер, полученное также в честь мифического персонажа подземного мира. До открытия пятого спутника считался самым маленьким. Предположительный диаметр его - 13-34 километра.
Открытие Кербера было произведено благодаря космическому телескопу «Хаббл». Орбита, по которой производит свое вращение четвертый спутник, располагается между орбитами Никты и Гидры. Производит обращение вокруг планеты за тридцать один день.
Самый маленький размер имеет пятый спутник Стикс. Предположительно величина его диаметра находится между 10 и 25 километрами. Вращение этот спутник производит по орбите, располагающейся между орбитами Харона и Никты. Его резонанс с Хароном составляет отношение один к трем. Своим названием обязан реке, которая в мифах Древней Греции отделяет два мира - живых и мертвых. Был обнаружен также благодаря «Хабблу» в июне 2012 года.
В этой статье были рассмотрены многие вопросы. Мы узнали, спутником какой планеты является Харон, каковы его особенности, размеры и состав. Теперь на вопрос: "Харон - это спутник какой планеты?" - вы уверенно ответите: "Плутона". Кстати, одна из теорий возникновения спутников вокруг Плутона говорит о том, что все они образовались как следствие столкновения этой планеты с каким-то крупным объектом из пояса Койпера. К сожалению, на сегодняшний день практически ничего больше нельзя узнать об этих удивительных объектах. Ведь Плутон не только слишком далек от Земли, но и обладает не очень хорошей отражательной способностью.
