Карликовая планета Плутон, как выяснилось, является сложным, геологически разнообразным миром, поверхность которого активно менялась миллиарды лет. Об этом нам рассказали данные, собранные космическим аппаратом «Новые горизонты». Эклектичная смесь гор, долин и равнин покрывает поверхность Плутона. Состав поверхности карликовой планеты так же обширен, как и география мира. Ученые постепенно приходят к мысли, что Плутон может быть одним из самых уникальных объектов во внешней части Солнечной системы.
Данные «Новых горизонтов» также позволяют ученым лучше понять космическую среду Плутона. Атмосфера карликовой планеты оказалась намного холоднее, чем считали первоначально, а воздух простирается дальше в космос, чем ожидалось. Это означает, что атмосферные газы утекают в космос относительно неторопливо.
Ранее NASA уже намекало на эти детали, но теперь их конкретизировали и опубликовали в пяти исследованиях в журнале Science. Космический аппарат «Новые горизонты» пролетел мимо карликовой планеты в июле 2015 года. Во время облета камеры и приборы зонда собрали подробную информацию о поверхности, атмосфере и неожиданно холодной окружающей среде Плутона. NASA загружает эти данные с июля, и по мере того, как все больше информации достигает Земли, ученые могут собрать воедино полную картину того, как образовался этот космический камешек.
Одно из исследований показывает, что Плутон представляет собой мощную смесь геологических форм рельефа, включая крупные ямы, кратеры и долины, покрывающие большую часть поверхности карликовой планеты. Через северное полушарие Плутона на тысячу километров простирается и необычайно гладкая равнина под названием Sputnik Planum. Этот регион окружен ледяными горами в несколько километров высотой, и крупные ледники стекаются в равнину с севера. Ледниковые потоки позволили выявить множество долин на поверхности Плутона.
Поскольку область с равнинами настолько гладкая, ученые полагают, что Плутон активно меняет свою поверхность с момента образования Солнечной системы. «Эта плоскость на Sputnik Planum не имеет ударных кратеров, – говорит Джеффри Мур, исследователь «Новых горизонтов» в Исследовательском центре Эймса при NASA. – Она не может быть старше 10 миллионов лет».
Ведущим объяснением является то, что Плутон имеет большое твердое ядро, состоящее из радиоактивных материалов. Эти минералы нагреваются под поверхностью, заставляя ледяные материалы Sputnik Planum плавиться и сглаживать любые кратеры, которые могли быть на ней раньше. Внутренний нагрев может также подразумевать подповерхностный океан, лежащий под корой Плутона.
Ледяные материалы Sputnik Planum, как полагают, представлены по большей части замороженным азотом, которым изобилует Плутон. Это в дополнение ко многим другим замороженным материалам поверхности, как метан, моноксид углерода и водные льды. Такое разнообразие вещества на поверхности уникально для объектов внешней Солнечной системы, считает автор исследования Энн Вербишер, астроном Университета Вирджинии. Обычно замороженные материалы вроде метана и азота превращаются в газы возле Сатурна или Нептуна, благодаря солнечному теплу. Но Плутон, похоже, оказался достаточно далеко, чтобы эти материалы остались в замороженной форме. «Распределение различных материалов на поверхности невероятно, – говорит Вербишер. – Мы не видели ничего подобного нигде в Солнечной системе».
Ученые также обнаружили, что атмосфера Плутона холоднее, чем ожидалось. Близко к поверхности карликовой планеты температура колеблется в пределах -233 по Цельсию. По мере того как атмосфера простирается дальше от Плутона, температура несколько поднимается, до -163 градусов во внешней атмосфере, возможно, из-за наличия молекулы хладагента – цианида водорода.
Из-за этих более низких температур в космос утекает меньше газов, чем ожидалось. Более высокие температуры могут приводить к тому, что газы становятся более энергичными и движутся быстрее, что позволяет им освободиться от гравитации Плутона. Но поскольку верхние слои атмосферы настолько холодные, газы Плутона тесно прикреплены к маленькому мирку. «От Плутона оторваться несложно, но поскольку там так холодно, газы удерживаются лучше, как мы думаем», – говорит Рэнди Гладстоун, астроном Юго-Западного исследовательского института.
Это также означает, что меньше газов уносится солнечной активностью. Солнечные ветры, идущие от Солнца, постоянно врезаются в атмосферу Плутона и выталкивают утекающие газы дальше в космос. Область, в которой происходит это смешение, называется областью солнечного взаимодействия. Но поскольку атмосфера Плутона так компактна, эта область взаимодействия намного меньше, чем ожидалось. «Похоже, Плутон больше похож на Марс, чем на кометы», – говорит автор исследования Фран Бэджинал, планетолог Колорадского университета.
Уникальные результаты этих исследований служат отправной точкой для исследователей, изучающих Плутон в мельчайших подробностях, поскольку карликовая планета таит еще очень много секретов. Например, «Новые горизонты» обнаружил несколько насыпей в пару километров высотой с глубокими отверстиями в их центрах. Мур и его коллеги считают, что это могут быть криовулканы, которые извергают замерзшую воду или другие материалы вместо лавы. Но никто не сможет сказать наверняка, пока не проведет компьютерное моделирование и не подтвердит, возможно ли такое вообще на Плутоне. Изучение Плутона также поощряет ученых отправиться на изучение других объектов Солнечной системы.
Давайте выясним, почему Плутон больше не считается планетой. Плутон был впервые обнаружен Клайдом Уильямом Томбо в 1930 году в обсерватории Лоуэлла в городе Флагстафф, штат Аризона. Астрономы задолго предсказали, что в Солнечной системе будет найдена и планета под номером 9, которую они временно называли Планета Икс. Когда Томбо было всего 22, он получил лабораторное задание по сравнению фотопластин. Ему выдали два снимка участка неба, выполнение с промежутком в две недели. Любой движущийся объект типа астероида, планеты или кометы был бы отображен на фотографиях со смещением.
После более чем года наблюдений, Томбо все же открыл объект на правой орбите и заявил, что он совершил открытие Планеты Икс. Потому как он являлся первооткрывателем, коллективу Лоуэлл предоставили право назвать ее. Они остановились на названии Плутон, которое предложила 11-летняя школьница из Оксворда в Англии. Имя Плутон было взято, как многие утверждают, у диснеевского персонажа, это было имя одного из древнегреческих богов. И именно с этого мгновения Солнечная cистема стала насчитывать 9 планет.
Астрономы не имели данных насчет массы Плутона, до тех пор, пока в 1978 не была открыта его самая крупная луна Харон. И твердо зная ее массу (0,0021 массы Земли), они точнее определили значения для Плутона. Самые точные измерения показывают, что его поперечный размер 2400 км (1500 миль). По сравнению с другими планетами Солнечной системы Плутон просто миниатюрный, но это самый крупный объект с внешней стороны орбиты Нептуна.
В последнее время новые мощные лаборатории на Земле и в космосе полностью изменили представление о том, что представляет пространство за границами Солнечной системы. И Плутон перестал считаться единственной планетой Солнечной системы в этом районе. На сегодняшний день он, сопоставляется с широкой выборкой известных небесных тел, которые составляют образование, носящее имя Пояса Койпера. Этот участок тянется наружу от орбиты Нептуна на протяжённость до 55 астрономических единиц (55 отрезков от земли до Солнца).
Астрономы определили, что в Поясе Койпера есть еще по меньшей мере 70 тысяч ледяных объектов, того же состава, что и Плутон, которые в поперечном размере больше 100 километров. И согласно новым данным, Плутон является не планетой самой по себе, а очередным объектом Пояса Койпера.
Вся проблема в том, что астрономы продолжают открывать в Поясе Койпера объекты все большего и большего размера. Объект 2005 FY9, который был открыт астрономом Майком Брауном и его коллегами Калифорнийского технологического института, лишь не намного меньше Плутона. И есть еще несколько объектов Пояса Койпера, которые попадают в этот класс. Астрономы понимали, что это лишь вопрос времени, когда в Поясе Койпера откроют объект, который будет крупнее Плутона.
И в 2005 году, Майк Браун и сотрудники его центра сделали открытие, которое по смыслу сравнимо со взрывом бомбы. Они открыли объект, который не находится на орбите Плутона, и который идентичен ему по размерам, или возможно больше. Он получил официальное название 2003 UB313, а позже получил имя Эрида. С момента открытия, астрономы рассчитали, что Эрида имеет размер 2500 километров (1600 миль), а ее масса на 25% превышает массу Плутона.
При больших размерах, имея схожий смешанный состав изо льда и камней, и большую массу, нежели у Плутона, Эрида стала причиной, по которой концепция, по которой Солнечная Система состоит из 9 планет начала распадаться. Что есть Эрида, планета или очередной объект Пояса Койпера, и что тогда Плутон? Окончательный ответ астрономы решили вынести на XXVI Генеральной Ассамблее Международного Астрономического Союза, которая должна была пройти с 15 по 25 августа 2006 года в чешском городе Прага.
Астрономам из состава союза было вынесено на повестку дня голосование по поводу определения планет. По одной версии предлагалось расширить их количество до 12. При этом Плутон сохранял статус планеты, плюс добавлялись Эрида и даже самый большой на текущий момент астероид Церера. Вторая версия предлагала оставить количество равным 9, определяя планеты по общепринятым критериям, без научного обоснования. А по третье версии, количество планет должно было сократиться до 8, и Плутон выходил из-под определения планеты. Но тогда … как же тогда поступить с Плутоном? По итогам дискуссии, астрономы остановились на решении опустить в классификации Плутон и Эриду в новосозданный класс «карликовая планета».
Можно ли считать Плутон планетой? Подпадает ли он под класс планет? Для того, чтобы объект назывался планетой, его параметры должны соответствовать требованиям МАС: он должен вращаться на орбите вокруг Солнца (значит, Плутон планета); он должен обладать достаточно сильной гравитацией, чтобы приобрести форму сферы (Плутон… подходит); он должен иметь «чистое пространство» в районе собственно орбиты (а вот здесь Плутон освобождается от статуса планеты).
Что означает определение «чистого пространства»? После формирования планеты, она приобретает статус доминирующего по гравитационной силе объекта в Солнечной Системе. В результате взаимодействия с объектами меньшими по массе, она должна либо поглотить их, либо вышвыривает их из системы за счет своей силы притяжения. Плутон представляет лишь 0.07 от общей массы всех объектов, что обитают в близости от его орбиты. Для статистики, масса Земли в 1.7 миллиона раз превышает массу всего перечня объектов на собственной орбите.
Любой объект, что не проходит по третьему пункту, определяется как карликовая планета. И исходя из этого, Плутон карликовая планета. Ведь все еще множество объектов близких к нему по массе тесниться на его орбите. И пока не произойдет столкновение Плутона с одним из них, и он не наберет массы, он так и останется карликовой планетой. Эрида имеет те же проблемы.
Нет ничего невозможного в том, что в недалеком будущем астрономы откроют объект достаточных размеров в отдалении от Солнечной Системы, который можно будет квалифицировать как планету. И Солнечная Система обретет снова свою девятую планету.
Еще в 2006 году на Международном астрономическом союзе рассматривали Плутон как типичную карликовую планету, а не обычную планету. Споры возникли, только когда ученым удалось найти далеко в Солнечной системе ряд других объектов, которые по размеру напоминали Плутон. Однако Алан Стерн, главный исследователь Новых Горизонтов, не согласен с подобной трактовкой. В то время как шло общее голосование, он отметил, что подобные критерии вообще неверны для любого масштабного тела. К примеру, если взять Землю, то чтобы произвести полные вычисления придется расчистить пространство от мусора, который является частью этого определения.
Очень долгое время астрономы искренне полагали, что у Плутона в наличии только одна луна, Харон. Эти два тела так сильно похожи по размерам, что некоторые приняли Плутон за систему из двух планет. Но теперь родились сомнения в самом понятии карликовых планет. Как бы там ни было, но в последнее время ученым удалось отыскать еще несколько лун, после того как разрешение аппаратов и методы наблюдений намного улучшились. Прочие спутники носят названия: Никта, Кербер, Стикс и Гидра. На сегодняшний момент мы владеем довольно скромным объемом информации о них. Все это объясняется их маленьким размеров, из-за чего просто сложно рассмотреть особенности тел
Конечно, мысль, что на Хароне может существовать океан, выглядит невероятной, особенно если учитывать, что он так далеко расположен от Солнца. Но, как минимум, существует одна догадка, которая рассматривает такой вариант. Если обратиться к теории, то приливная сила тяжести, которая была у Плутона в начале истории формирования Харона, могла неким образом растягивать внутренний слой луны и нагреть ее достаточно, чтобы образовалась жидкость. Сейчас можно предположить, что океан – это замороженная орбита Харона и теперь она менее эксцентрична, чем в прошлом.
Проецируя создание нашей собственной Луны, некоторые ученые считают, что Харон возник после глобального столкновения неизвестного объекта с Плутоном много миллиардов лет тому назад. После этого мусорные обломки с крушения кружили вокруг карликовой планеты, пока не объединились в один объект и создали Харон. Тем более нам известно, что другие спутники рядом с Плутоном являются почти точными резонансами Харона. Одно исследование считает, что они сформировались точно также из обломков.
Плутон – это интересный скромный мир, но, как и у Луны и Меркурия, он обладает разряженной атмосферой, которую ученые назвали «экзосферой». Ее первые признаки были замечены учеными в 1985 году. В это время Плутон прошел перед звездой, и они смогли разглядеть немного тусклую звезду, прежде чем планета полностью блокировала вид. Атмосфера состоит в основном из метана. И она замерзает, когда Плутон отходит от Солнца.
У нас сложилось стойкое впечатление, что Плутон считается самой отдаленной планетой. Но правда такова, что его орбита настолько непредсказуема, что в некоторое время он может оказываться намного ближе к Солнцу, чем Нептун. По данным, полученным от НАСА, среднее расстояние между Плутоном и Солнцем занимает 39,5 астрономических единиц (1 а.е. – это промежуток между Землей и Солнцем). Но в разные периоды планета может сократить это расстояние до 29,7 а.е., и уйти еще дальше – 49,7 а.е. К примеру, Плутону удалось войти в так званную «внутреннюю орбиту» Нептуна между 1979 и 1999 годом.
Стоит объяснить, что у Тритона и Плутона очень разные истории: к примеру, Тритон был «завербован» Нептуном очень давно. Это событие полностью изменило его поверхность, и даже внутренний состав. Но Плутон и Тритон схожи по некоторым параметрам: замерзшие летучие вещества (это элементы, содержащие низкую температуру кипения) слабые азотные атмосферы, а их состав аналогичен составу льда и породы. Сейчас ученые достают прошлые снимки, добытые Вояджером 2, чтобы сравнить с теми, которые добыл корабль Новые горизонты.
Это неточный факт, но как минимум одна исследовательская команда выдвинула мысль, что мусор, который плавает вокруг Плутона, может слиться в определенную слабую кольцевую систему. Если теория правдива, то это не станет шокирующим сюрпризом, ведь мы уже знакомы как минимум с одним астероидом, у которого есть свои кольца. Так что это вполне возможно. Исследователи Новых Горизонтов продолжат сообщать о новых интересных фактах о Плутоне.
Плутону требуется 246,04 земных лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. На Плутоне слабая гравитация, и человек с весом 45 кг будет весить всего 3 кг на Плутоне. Солнечный свет на Плутоне достигает такой же интенсивности, что и лунный свет на Земле. Это потому, что он находится на расстоянии примерно 5 945 900 000 километров.
Плутон меньше Меркурия и семи спутников в Солнечной системе, включая Ганимед, Титан, Каллисто, Ио, Европу, Тритон и нашу Луну. Так как Плутон был древнеримским богом подземного царства, главный спутник Плутона – Харон назван в честь перевозчика мертвых душ по реке Стикс в подземное царство.
Некоторые астрономы предполагали, что Плутон – это потерявшийся спутник Нептуна, который вышел из атмосферы Нептуна и создал собственную орбиту. Требуется 5 часов, прежде чем солнечный свет достигнет Плутона. Попытка увидеть Плутон с Земли – это все равно, что пытаться увидеть грецкий орех с расстояния 50 километров.
Американец Джонатан Ли Ричес с 2006 года подал более 2600 исков в окружные суды по самым разным поводам. Среди его ответчиков многие известные люди, включая Джорджа Буша-младшего, Стива Джобса и Бритни Спирс. Значительная часть исков направлена против уже умерших, например, Платона, Нострадамуса и Че Гевары, а также против неживых объектов – книги «Майн кампф», Эйфелевой башни и карликовой планеты Плутон. После того как Книга Гиннесса объявила Ричеса рекордсменом по числу исков, он подал в суд и на неё, обвинив в занижении этого числа и негативной оценке его личности.
Несколько лет назад Международный астрономический союз лишил Плутон статуса планеты, назвав его карликовой планетой. Однако это решение понравилось не всем. В марте 2009 года сенат штата Иллинойс принял постановление, что Плутон будет считаться в штате планетой.
1 апреля 1976 года английский астроном Патрик Мур в эфире радио BBC разыграл слушателей, объявив, что в 9:47 случится редкий астрономический эффект: Плутон пройдёт позади Юпитера, вступит с ним в гравитационное взаимодействие и немного ослабит гравитационное поле Земли. Если слушатели подпрыгнут в этот момент, они должны испытать странное чувство. Начиная с 9:47 BBC получило сотни звонков с рассказами о странном чувстве, а одна женщина даже заявила, что вместе со своими друзьями оторвалась от стульев и летала по комнате.
Даже с учетом того, что Плутон теперь карликовая планета, и не является планетой официально, он все равно является любопытным объектом для исследований. Именно поэтому, НАСА отправило на него космический аппарат Новые Горизонты. Энтузиасты, увлекающиеся космическим пространством смогут с восхищением наблюдать далекую красоту Плутона, что может затмить неприятные воспоминания о разжаловании этой планеты в «карлики». Мы сможем насладиться только лишь самим фактом, что это Плутон, и не важно, как его классифицировать. Что ж, теперь вы, по крайней мере, знаете, почему был разжалован Плутон.
|
