Плутон

Плуто́н (134340 Pluto, символы: и ) — крупнейшая известная карликовая планета Солнечной системы, транснептуновый объект и десятое по массе (без учёта спутников) небесное тело, обращающееся вокруг Солнца — после восьми планет и Эриды. Первоначально Плутон считали девятой классической планетой, но с 2006 года он считается карликовой планетой и крупнейшим объектом пояса Койпера. Назван именем древнеримского бога Плутона.

Как и большинство тел пояса Койпера, Плутон состоит из каменных (силикатных) пород и льда, и он относительно мал: его масса меньше массы Луны примерно в шесть раз, а объём — примерно в три раза. Площадь поверхности Плутона 17,7 млн км². У орбиты Плутона большой эксцентриситет и большой наклон к 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 как двойная планета, 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 есть ещё четыре меньших спутника: Никта и Гидра, открытые в 2005 году; Кербер, первое сообщение о котором опубликовано 20 июля 2011 года; Стикс, об открытии которого было объявлено 11 июля 2012 года.

Со дня своего открытия в 1930 году и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Первым астрономом, выдвинувшим предположение о существовании транснептуновой популяции, был . В 1930 году, вскоре после открытия Плутона, он писал: «Нельзя ли предположить, что Плутон — лишь первое из серии тел за орбитой Нептуна, которые ещё ожидают своего открытия и в конечном счёте будут обнаружены?». Эта гипотеза подтвердилась: 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, однако, как установили в 2015 году, Плутон больше Эриды по размеру.

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. До сих пор ведутся дискуссии: некоторые учёные продолжают считать, что Плутон должен быть переклассифицирован обратно в планету, а другие приводят аргументы в пользу того, что он карликовая планета.

Система Плутона ранее изучалась земными и околоземными астрономическими средствами, а в 2015 году была исследована с близкого расстояния американским космическим аппаратом «Новые горизонты» («New Horizons»), который был запущен, когда Плутон ещё считался обычной планетой.

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 него, на орбиту Урана влияет 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 рассчитали для неё несколько возможных значений небесных координат. Лоуэлл и его обсерватория продолжали поиск планеты до его смерти в 1916 году, но безуспешно. На самом деле 19 марта и 7 апреля 1915 года в обсерватории Лоуэлла были получены два слабых изображения Плутона, однако он на них не был опознан.

Плутон могли открыть и в обсерватории Маунт-Вильсон в 1919 году. В тот год Милтон Хьюмасон по поручению Уильяма Пикеринга проводил поиски девятой планеты, и Плутон попал на 4 фотопластинки. Но при их анализе внимательно просматривались только близкие к эклиптике области, а Плутон оказался слишком далёк от неё. Кроме того, он терялся среди множества звёзд и, по некоторым данным, его изображение на некоторых снимках совпало с небольшим браком эмульсии или 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 стала систематическая съёмка ночного неба. Каждый участок фотографировался трижды с интервалом в несколько дней, а на снимках искали объекты, изменившие своё положение. Для сравнения использовался блинк-компаратор, позволяющий быстро переключать показ двух пластинок, что создаёт иллюзию движения для любого объекта, который на разных снимках находится в разных местах. 18 февраля 1930 года, после почти года работы, Томбо обнаружил движущийся объект на снимках от 23 и 29 января. Менее качественная фотография от 21 января подтвердила его существование. 13 марта 1930 года, в день рождения Лоуэлла и в годовщину открытия Урана, новость об открытии была телеграфирована в обсерваторию Гарвардского колледжа. За открытие Плутона Клайд Томбо был удостоен медали имени Ханны Джексон-Гвилт Лондонского королевского астрономического общества (1931) с изображением Уильяма Гершеля, и других наград.

Название

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 , 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 Тёрнеру, который телеграфировал его коллегам в США. Мир Плутона, однако, не настолько тёмный и мрачный, каким его нередко представляют: Солнце в небе Плутона в среднем имеет звёздную величину −19m, что примерно в 320 раз ярче Луны в полнолуние на земном небе (звёздная величина −12,7m).

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. Предложение имени было впервые опубликовано обсерваторией 1 мая 1930 года, а объявление для СМИ произошло 25 мая. После этого Фэлконер Мейдан вручил Венеции 5 фунтов стерлингов в качестве награды.

Одним из астрономических символов Плутона является монограмма из букв P и L (), которые также являются инициалами имени П. Лоуэлла. Другой — , который напоминает символ Нептуна.

Название Плутона в китайском, японском (冥王星) и корейском (명왕성) языках означает «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 индуизме.

Поиски «Планеты Икс»

+ Оценки массы Плутонагод масса в ед. земной примечания1931 0,94 Николсон и Мейел1950 0,1 Койпер1976 неск. тысячных Крукшенк, Пилчер и Моррисон1978 0,0017 Кристи и Харрингтон 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. Она оказалась равной примерно 0,2 % массы Земли, что слишком мало, чтобы быть причиной несоответствий в орбите Урана.

Последующие поиски альтернативной Планеты X, среди которых выделяются проведённые (Print), (Online), не увенчались успехом. Во время прохождения «Вояджера-2» около Нептуна в 1989 году были получены данные, по которым масса Нептуна была пересмотрена в сторону уменьшения на 0,5 %. В 1993 году использовал эти данные для перевычисления гравитационного воздействия Нептуна на Уран. В результате несоответствия в орбите Урана исчезли, а с ними — и надобность в Планете X.

Сегодня 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

1840-е годы. Французский математик Урбен Леверье предсказал существование 9-й планеты с помощью ньютоновой механики. 1906—1916 годы. Американский астроном Персиваль Лоуэлл инициировал проект по поиску планеты, называя её Планета Х. 1915—1919 годы. Фотографирование Плутона в обсерватории Лоуэлла и обсерватории Маунт-Вильсон; на фотопластинках планета не была опознана. 18 февраля 1930 года. Клайд Томбо открыл недалеко от предсказанного положения новый объект. 13 марта 1930 года. Лоуэлловская обсерватория объявила об открытии. 1 мая 1930 года. Обсерватория объявила о присвоении планете названия Плутон. 24 августа 2006 года. Через некоторое время после открытия Эриды Плутон перестал считаться обычной планетой Солнечной системы и переведён 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

Орбита Плутона сильно отличается от орбит больших планет Солнечной системы: у неё намного больший эксцентриситет (0,2488) и наклон к плоскости эклиптики (17,14°). Большая полуось орбиты Плутона составляет 5,906 млрд км, или 39,482 а.е., но из-за большого эксцентриситета расстояние Плутона от Солнца меняется от 4,437 млрд км в перигелии до 7,376 млрд км в афелии (). Свет (как и радиоволны) проходит расстояние от Солнца до Плутона за 247 минут в перигелии и 410 минут в афелииЭто время получено делением расстояния Плутона от Солнца в перигелии — 4,437 млрд км (соответственно в афелии — 7,376 млрд км) на скорость света в вакууме (принята равной 299792,458 км/с)., а интенсивность освещения отличается в 2,8 раза.