Почему Плутон больше не планета? Плутон - астрономические сведения.

Самым далеким небесным телом Солнечной системы является карликовая планета Плутон. Еще совсем недавно в школьных учебниках писалось, что Плутон — это девятая планета. Однако факты, которые удалось получить в процессе изучения этого небесного тела на рубеже тысячелетий, заставили научное сообщество сомневаться, является ли Плутон планетой. Несмотря на этот и многие другие спорные моменты, маленький и далекий мир продолжает волновать умы астрономов, астрофизиков и огромную армию любителей.

История планеты Плутон

Еще в 80-е годы XIX столетия многие астрономы безуспешно пытались найти некую Планету-Х, которая своим поведением оказывала влияние на орбитальные характеристики Урана . Поиски велись в самых отделенных областях нашего космоса, ориентировочно на расстоянии 50-100 а.е. от центра Солнечной системы. Американец Персиваль Лоуэлл более четырнадцати лет потратил на безуспешные поиски таинственного объекта, который продолжал волновать умы ученых.

Пройдет полвека, пока мир получит доказательство существования еще одной планеты в системе Солнца. Открытие планеты удалось осуществить Клайду Томбо, астроному из Флагстафской обсерватории, которую основал все тот же беспокойный Лоуэлл. В марте 1930 года Клайд Томбо, наблюдая в телескоп за тем участком космоса, в котором Лоуэлл допускал существование крупного небесного тела, обнаружил новый достаточно крупный космический объект.

Впоследствии выяснилось, что из-за маленьких размеров и небольшой массы Плутон не в состоянии влиять на более крупный Уран. Колебания и взаимодействие орбит Урана и Нептуна имеют другую природу, связанную с особыми физическими параметрами двух планет.

Открытая планета получила название Плутон, продолжая тем самым традицию именовать небесные тела Солнечной системы в честь богов античного Пантеона. Существует и другая версия в истории названия новой планеты. Считается, что Плутон получил свое имя в честь Персиваля Лоуэлла, потому что Томбо предложил подбирать название в соответствии с инициалами беспокойного ученого.

Вплоть до конца XX века Плутон прочно занимал место в планетарном ряду Солнечного семейства. Изменения статуса планеты произошли на рубеже тысячелетий. Ученым удалось выявить в поясе Койпера ряд других массивных объектов, что поставило под сомнение исключительное положение Плутона. Это побудило научный мир заняться пересмотром положения девятой планеты и дать ответ на вопрос, почему Плутон — не планета. В соответствии с новым формальным определением термина «планета» Плутон выпадал из общего ансамбля. Результатом долгих прений и дискуссий стало решение Международного астрономического союза в 2006 году перевести объект в категорию карликовых планет, поставив Плутон в один ряд с Церерой и Эридой. Чуть позже статус бывшей девятой планеты Солнечной системы еще понизили, включив ее в категорию малых планет с бортовым номером 134 340.

Что мы знаем о Плутоне?

Бывшая девятая планета считается самой дальней из всех известных до сегодняшнего дня крупных небесных тел. Наблюдать столь далекий объект можно только с помощью мощных телескопов или по фотографиям. Фиксировать тусклую маленькую точку на небосклоне достаточно трудно, так как орбита у планеты имеет специфические параметры. Отмечены периоды, когда Плутон имеет максимальную яркость и его светимость составляет 14m. Однако в основном далекий странник не отличается ярким поведением, и все остальное время его практически не видно, и только в период противостояний планета открывает себя для наблюдений.

Один из лучших периодов для изучения и исследования Плутона как раз пришелся на 90-е годы XX века. Самая дальняя планета находилась на минимальном расстоянии от Солнца, ближе своего соседа Нептуна.

По астрономическим параметрам объект выделяется среди небесных тел Солнечной системы. У малыша самый большой эксцентриситет орбиты и наклонение. Свой звездный путь вокруг главного светила Плутон совершает за 250 земных лет. Средняя скорость движения по орбите самая маленькая в Солнечной системе , всего 4,7 километров в секунду. При этом период вращения маленькой планетки вокруг собственной оси составляет 132 часа (6 суток и 8 часов).

В перигелии объект находится от Солнца на расстоянии 4 млрд. 425 млн. км, а в афелии убегает почти на 7,5 млрд. км. (если быть точными — 7375 млн. км.). При таких огромных расстояниях Солнце дарит Плутону тепла в 1600 раз меньше, чем получаем мы — земляне.

Отклонение оси составляет 122,5⁰, отклонение орбитального пути Плутона от плоскости эклиптики имеет угол в 17,15⁰. Говоря простым языком, планета лежит на боку, перекатываясь во время своего движения по орбите.

Физические параметры карликовой планеты следующие:

• экваториальный диаметр составляет 2930 км;
• масса Плутона составляет 1.3 × 10²² кг, что является 0,002 земной массы;
• плотность карликовой планеты 1,860 ± 0,013 г/см³;
• ускорение свободного падения на Плутоне всего 0,617 м/с².

Своими размерами бывшая девятая планета составляет 2/3 диаметра Луны. Из всех известных карликовых планет только Эрида имеет больший диаметр. Невелика и масса этого небесного тела, которая в шесть раз меньше массы нашего спутника.

Свита карликовой планеты

Однако, несмотря на столь малые размеры, Плутон удосужился получить пять естественных спутников: Харон, Стикс, Никта, Кербер и Гидра. Все они перечислены в порядке удаленности от материнской планеты. Размеры Харона заставляют его иметь единый с Плутоном барический центр, вокруг которого обращаются оба небесных тела. В связи с этим ученые считают Плутон-Харон двойной планетарной системой.

Спутники у этого небесного тела имеют различную природу. Если Харон имеет сферическую форму, то все остальные представляют собой огромные и бесформенные гигантские камни. Вероятно, эти объекты были захвачены гравитационным полем Плутона из числа астероидов , странствующих в поясе Койпера.

Харон — самый крупный спутник Плутона, который обнаружили только в 1978 года. Расстояние между двумя объектами составляет 19640 км. При этом диаметр крупнейшей луны карликовой планеты в 2 раза меньше – 1205 км. Соотношение масс обоих небесных тел 1:8.

Другие спутники Плутона — Никта и Гидра — примерно одинаковы по размерам, однако сильно уступают в этом параметре Харону. Стикс и Никс вообще представляют собой едва заметные объекты с размерами в 100-150 км. В отличие от Харона, оставшиеся четыре спутника Плутона, расположены на значительном удалении от материнской планеты.

При наблюдении в телескоп «Хаббл» ученых заинтересовал тот факт, что у Плутона и Харона существенно отличается цвет. Поверхность Харона выглядит более темной, чем поверхность Плутона. Предположительно поверхность самого крупного спутника карликовой планеты покрыта толстым слоем космического льда, состоящего из замершего аммиака, метана, этана и водяных паров.

Атмосфера и краткое описание строения карликовой планеты

При наличии естественных спутников Плутон можно считать планетой, хотя и карликовой. В немалой степени этому способствует и наличие плутоновской атмосферы. Конечно, это не земной рай с большим содержанием азота и кислорода, однако воздушное покрывало у Плутона все же имеется. Плотность атмосферы у этого небесного объекта варьируется в зависимости от расстояния от Солнца.

Впервые об атмосфере Плутона заговорили в 1988 году, когда планета проходила через солнечный диск. Ученые допускают мысль, что у карлика воздушно-газовая оболочка возникает только в период максимального сближения с Солнцем. При значительном удалении Плутона от центра Солнечной системы его атмосфера вымерзает. Судя по спектральным снимкам, полученным с борта космического телескопа «Хаббл», состав атмосферы Плутона примерно следующий:

• азот 90%;
• оксид углерода 5%;
• метан 4%.

Оставшийся один процент приходится на органические соединения азота и углерода. О сильной разреженности воздушно-газовой оболочки планеты свидетельствуют данные об атмосферном давлении. На Плутоне оно варьируется в пределах от 1-3 до 10-20 микробар.

Поверхность планеты имеет характерный слегка красноватый оттенок, который вызван наличием в атмосфере органических соединений. После изучения полученных снимков, на Плутоне были обнаружены полярные шапки. Допускается версия, что мы имеем дело с замершим азотом. Там где планета покрыта темными пятнами, вероятно, имеются обширные поля замершего метана, которые темнеют под действием солнечного света и космической радиации. Чередование светлых и темных пятен на поверхности карлика говорит о присутствии сезонов. Как и Меркурия , который тоже имеет сильно разреженную атмосферу, Плутон покрыт кратерами космического происхождения.

Температуры в этом далеком и темном мире очень низкие и несовместимые с жизнью. На поверхности Плутона стоит вечный космический холод с температурой 230-260⁰С ниже нуля. Ввиду лежачего расположения планеты, полюса планеты считаются самыми теплыми участками. Тогда как обширные пространства поверхности Плутона — зона вечной мерзлоты.

Что касается внутреннего строения этого далекого небесного тела, то здесь возможна типичная картина, характерная для планет земной группы. У Плутона достаточно крупное и массивное ядро, состоящее из силикатов. Его диаметр оценивается в 885 км, что объясняет довольно высокую плотность планеты.

Интересные факты исследований бывшей девятой планеты

Огромные расстояния, которые разделяют Землю и Плутон, существенно затрудняют изучение и исследования с помощью техническим средств. Ждать землянам, пока космический аппарат долетит до Плутона, придется около десяти земных лет. Запущенный в январе 2006 года космический зонд «Новые горизонты» смог достичь этого района Солнечной системы только в июле 2015 года.

В течение пяти месяцев по мере приближения автоматической станции «Новые горизонты» к Плутону, активно велись фотометрические исследования этого района космоса.

Полет зонда «Новые горизонты»

Этот аппарат стал первым, которому удалось пролететь в непосредственной близости от далекой планеты. Запущенные ранее американские зонды «Вояджеры», первый и второй, сосредоточились на изучении более крупных объектов — Юпитера, Сатурна и его спутников.

Полет зонда «Новые горизонты» позволил получить детальные снимки поверхности карликовой планеты под номером 134 340. Исследование объекта велось с расстояния 12 тыс. км. На Землю поступили не только детальные снимки поверхности далекой планеты, но и фотографии всех пяти спутников Плутона. До сих пор в лабораториях НАСА идет работа по детализации полученной информации с борта космического аппарата, в результате чего мы в будущем получим более ясную картину того удаленного от нас мира.

Еще совсем недавно Плутон, обладающий именем одного из римских богов, являлся девятой планетой Солнечной системы, но в 2006 году он утратил данное звание. Почему же современные специалисты в области астрономии перестали считать Плутон планетой и чем же в действительности он сегодня является?

История открытия

Карликовая планета Плутон была открыта в 1930 году американцем Клайдом Уильямом Томбо, работавшим в то время астрономом в Аризонской обсерватории имени Персиваля Лоуэлла. Обнаружить данную карликовую планету для него было очень нелегким трудом. Ученому пришлось сравнивать фотографические пластинки, с изображениями звездного неба, сделанные с разницей в две недели на протяжении почти целого года. Любой движущийся объект: планета, комета или астероид должны были с течением времени изменить свое местоположение.

Обнаружение Плутона было в значительной степени осложнено его относительно маленькими в космическом масштабе размерами и массой, и не способностью очистить свою орбиту от подобных ему объектов. Но, потратив на данные исследования почти целый год своей жизни, ученый все же смог обнаружить девятую планету Солнечной системы.

Всего лишь «карлик»

Ученые очень долго не могли определить размеры и массу Плутона, вплоть до 1978 года, пока не был обнаружен довольно крупный спутник Харон, позволивший точно определить, что его масса составляет всего 0,0021 массы Земли, а радиус 1200 км. Данная планета по космическим меркам очень мала, но в те далекие годы ученные считали, что эта планета является последней в этой системе, и дальше ничего нет.

За прошедшие десятилетия технические устройства наземного и космического типа очень сильно изменили представление человечества о космосе и помогли расставить точки над i в вопросе: почему Плутон не планета? По последним данным в поясе Койпера имеется около 70 тысяч подобных Плутону объектов с такими же размерами и составом. Окончательно понять, что Плутон всего лишь маленький «карлик» ученые смогли в 2005 году, когда Майком Браунам и его командой прямо за его орбитой было обнаружено космическое тело, позже названное Эридой (2003 UB313), обладающее радиусом 1300 км и массой на 25 % больше Плутона.

Совсем немного не хватило способностей, чтобы остаться планетой

Двадцать шестая Генеральная ассамблея Международного астрономического союза, прошедшая в Праге с 14 по 25 августа 2006 года, решила окончательную судьбу Плутона, лишив его звания — «Планета». Ассоциацией были сформулированы четыре требования, которым должны отвечать абсолютно все планета Солнечной системы:

1. Потенциальный объект должен вращаться по своей орбите вокруг Солнца.
2. Объект должен иметь достаточную массу, чтобы с помощью своей гравитации обеспечить себе форму сферы.
3. Объект не должен относиться к спутникам других планет и объектов.
4. Объект должен расчистить пространство вокруг себя от других мелких объектов.

Плутон по своим характеристикам смог соответствовать всем требованиям кроме последнего, и в результате он и все подобные ему космические объекты были сведены в новую категорию карликовых планет.

Коротко о Плутоне

Почему Плутон больше не планета? Сенсационное решение приняли 25 августа 2006 года 2‚5 тысячи участников конгресса Международного Астрономического Союза. Миллионы учеьников по астрономии‚ тысячи карт звездного неба‚ сотни научных работ будут переписаны. Отныне Плутон вычеркнут из списка планет Солнечной системы. Международный астрономический союз за десять дней дебатов лишил самый загадочный объект Солнечной системы статуса‚ которым он обладал всего лишь 76 лет. Однако за последние несколько десятилетий новые мощные наземные и космические обсерватории полностью изменили прежние представления о внешних областях Солнечной системы. Вместо того чтобы быть единственной планетой в своем регионе, как и все другие планеты Солнечной системы, Плутон и его спутники в настоящее время, как известно, представляют собой пример большого количества объектов, объединенных названием пояс Койпера. Этот регион простирается от орбиты Нептуна до расстояния в 55 астрономических единиц (граница пояса находится в 55 раз дальше от Солнца чем Земля). В соответствии с новыми правилами определения планет, именно то, что орбита Плутона населена подобными объектами и является основной причиной того, почему Плутон не планета. Плутон - всего-навсего один их множества объектов пояса Койпера. И орбита у него не круг‚ а эллипс‚ и уж сам он очень маленький‚ поэтому нельзя ему находится в одном списке с такими как Земля и с такими гигантами как планета Юпитер. " Он имеет и другую плотность‚ и размеры небольшие. Его нельзя отнести ни к планетам земной группы‚ ни к планетам-гигантам‚ и спутником планет он не является"‚- объясняет Владислав Шевченко‚ профессор МГУ имени М.В Ломоносова. Конференция в Праге оставила на звездных картах всего восемь планет‚ вместо привычных девяти. С 1930-го‚ когда был открыт Плутон‚ астрономы отыскали в космосе еще минимум три объекта‚ сравнимых с ним по размере и массе - Харон‚ Церера и Зена. Плутон меньше земли в шесть раз‚ Харон‚ его спутник‚ в десять. А Зена больше самого Плутона. Может быть‚ и это все планеты? Да и Луна тогда обжена названием "спутник" незаслуженно. С ее габаритами никакой из претендентов на планетарный статус не сравнился бы. "Если мы говорим‚ что Плутон - это планета‚ тогда мы должны к этому классу отнести уже не одну‚ а уже первых порах несколько планет. и Тогда Солнечная система должна бы состоять не из девяти планет‚ а из 12‚ а чуть позже - 20-30 и даже сотни планет. Поэтому решение правильное. И культурно правильное‚ и с физической точки зрения правильное"‚ - говорит Андрей Финкельштейн‚ диретор Института прикладной астрономии Российской Академии Наук. В конце концов астрономы проголосовали за достаточно спорное по тогдашним меркам решение и отнесли Плутон (и другие подобные объекты) к новому классу объектов - к «карликовым планетам». Что же такое планета по новому определению? Является ли Плутон планетой? Проходит ли по классификации? Чтобы объект Солнечной системы считался планетой, он должен соответствовать четырем требованиям, определенным МАС: 1. Объект должен обращаться по орбите вокруг Солнца - И Плутон проходит. 2. Он должен быть достаточно массивным, чтобы своей силой гравитации обеспечить себе сферическую форму - И здесь с Плутоном, похоже, все в порядке. 3. Он не должен быть спутником другого объекта. Плутон сам имеет 5 спутников. 4. Он должен суметь расчистить пространство вокруг своей орбиты от других объектов - Ага! Это правило и нарушает Плутон, это главная причина того, почему Плутон не планета. Что значит «расчистить пространство вокруг своей орбиты от других объектов»? В то время, когда планета только формируется, она становится доминирующим гравитационным телом на данной орбите. Когда она взаимодействует с другими, более мелкими объектами, она либо поглощает их, либо выталкивает их прочь своей гравитацией. Плутон же составляет лишь 0,07 массы всех объектов, находящихся на его орбите. Сравните с Землей - ее масса в 1,7 миллиона раз больше массы всех других объектов, находящихся на ее орбите, вместе взятых. Любой объект, который не соответствует четвертому критерию, считается карликовой планетой. Поэтому Плутон - это карликовая планета. В Солнечной системе существует очень много объектов с аналогичными размерами и массой, которые движутся по примерно такой же орбите. И до тех пор, пока Плутон не столкнется с ними и не приберет их массу к своим рукам, он будет оставаться карликовой планетой. Так же обстоит дело и с Эридой. Но астрофизики протестуют. Если классифицировать обэекты по размерам и виду орбиты‚ то любое бесформенное‚ но очень большое космическое тело‚ что вертится вокруг Солнца‚ тоже претендент на название планеты. Планеты‚ говорят оппоненты астрономов‚ это сфера‚ созданная гравитацией. "Просто размер ни о чем не говорит. Если тело рыхлое‚ то даже маленькое оно может поддерживаться только гравитацией и будет иметь круглые формы. То есть маленькое тело может быть планетой"‚ - объясняет Владимир Липунов‚ астрофизик‚ профессор МГУ имени М.В. Ломоносова. Итоги этой конференции поставили точку в многолетнем споре асрономов и ответила на вопрос почему Плутон не планета Солнечной Системы. Плутон всегда был наименее изученной планетой. Единственной, где атмосфера появляется лишь на время, когда космическое тело подходит к Солнцу - от жара тают льды. Но они вновь затягивают Плутон, как только он удаляется от светила. Теперь в расстройстве американские ученые. Мало того, что США принадлежит открытие 1930-го года, так еще и статус величайшей экспедиции уже отправленного зонда "Новые горизонты" под угрозой. Через девять лет Земля должна была увидеть снимки самой дальней от нас планеты, а получит только фото астероида. Итак, земной волей из списков вычеркнута самая загадочная планета Солнечной системы. Плутон красив, это очень правильный шар, отражающий солнечный свет в несколько сотен раз ярче Луны. В движении он - сама степенность: один год на Плутоне - 248 наших. Наконец, Плутон столь далек от Солнца, что небесное светило с его орбиты - лишь точка. Отсюда и холод - минус 223 градусов Цельсия. Для загадочности поводов достаточно! С момента открытия планеты не прошло и ста лет. (Следовательно, в древних астрологических прогнозах Плутон не учитывался.) Да и открыв его, не сразу разобрались в том, каков он. Поначалу считали, что он намного больше, чем доказано теперь, и вучебниках называется девятой планетой, хотя по своей орбите движется так, что иногда оказывается и восьмой планетой от солнца! А еще его долго считали двойной планетой, пока не выяснили, что Харон, его спутник, не имеет атмосферы. Зато споры по поводу Плутона привели к принятию (это через 400 лет после того, как Галилей направил на звёзды первый телескоп) следующего определения: планетами считаются только небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца, обладающие достаточной гравитацией, чтобы иметь форму, близкую к сфере и занимающие свою орбиту в одиночку. Хотя Плутон теперь считается карликовой планетой, он все равно является увлекательным объектом для исследования. И поэтому НАСА отправило космический аппарат New Horizons (Новые Горизонты) в гости к Плутону. New Horizons достигнет Плутона в июле 2015 года и первые в истории человечества сфотографирует Плутон крупным планом. Конечно, стоит отметить, что Природе-то в общем всё равно, как крохотная цивилизация в одной из миллиардов звёздных систем классифицирует объекты этой системы. Земля, Марс, Плутон - всего лишь сгустки материи, вращающиеся вокруг намного более массивного тела, и Плутон всегда будет просто Плутоном, не важно к какой выдуманной нами категории объектов мы его будем относить. Но поводов для беспокойства нет, так как ничего не меняется. Плутон, по крайней мере, остается на своем прежнем месте.

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).

Плутон - самая далекая планета. От центрального светила он находится в среднем в 39,5 раза дальше, чем наша Земля. Образно говоря, планета движется на периферии владений Солнца - в объятиях вечного холода и мрака. Потому-то она и была названа в честь бога подземного царства Плутона.

Впрочем, так ли уж темно на Плутоне на самом деле?

Известно, что свет ослабевает пропорционально квадрату расстояния от источника излучения. Следовательно, на небосводе Плутона Солнце должно светить примерно в полторы тысячи раз слабее, чем на Земле. И все же оно там почти в 300 раз ярче, чем у нас полная Луна. С Плутона Солнце видно очень яркой звездой.

Пользуясь третьим законом Кеплера, можно вычислить, что обращение по околосолнечной орбите Плутон совершает почти за 250 земных лет. Его орбита отличается от орбит других больших планет значительной вытянутостью: эксцентриситет достигает 0,25. Благодаря этому расстояние Плутона от Солнца изменяется в широких пределах и периодически планета "заходит" внутрь орбиты Нептуна.

Подобное явление происходило с 21 января 1979 года по 15 марта 1999-го: девятая планета стала ближе к Солнцу (и к Земле), чем восьмая - Нептун. А в 1989 году Плутон достиг перигелия и находился на минимальном расстоянии от Земли, равном 4,3 млрд км.

Далее было замечено, что Плутон испытывает хотя и незначительные, но строго ритмические вариации блеска. Период этих вариаций исследователи отождествляют с периодом вращения планеты вокруг оси. В земных единицах времени он составляет 6 суток 9 часов и 17 минут. Нетрудно подсчитать, что в Плутоновом году таких суток насчитывается 14 220.

Плутон заметно отличается от всех далеких от Солнца планет. И по размерам, и по многим другим параметрам он скорее похож на захваченный в Солнечную систему астероид (или систему из двух астероидов). 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 43 К, 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. В атмосфере Плутона могут быть и незначительные примеси аргона, и еще в более малых количествах азота. Давление у поверхности Плутона по имеющимся теоретическим оценкам составляет менее 0,1 атмосферы. 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.

За последние годы благодаря совершенствованию методов наблюдений наши знания о Плутоне существенно пополнились новыми интересными фактами. В марте 1977 года американские астрономы обнаружили в инфракрасном излучении Плутона спектральные линии метанового льда. Но покрытая инеем или льдом поверхность должна отражать солнечный свет значительно лучше, чем та, которая устлана горными породами. После этого пришлось заново пересматривать (и уже в который раз!) размеры планеты.

Плутон не может быть больше Луны - таков был новый вывод специалистов. Но чем объяснить тогда неправильности движения Урана и Нептуна? Очевидно, их движение возмущает какое-то другое, еще неизвестное нам небесное тело, а может быть, даже несколько таких тел...

Дата 22 июня 1978 года навсегда войдет в историю изучения Плутона. Можно даже сказать, что в этот день планета была открыта заново. А началось с того, что американскому астроному Джеймсу Кристи посчастливилось обнаружить у Плутона естественный спутник, получивший название Харон.

Из уточненных наземных наблюдений радиус орбиты спутника относительно центра масс системы Плутон-Харон равен 19 460 км (по данным орбитальной астрономической станции "Хаббл" - 19 405 км), или 17 радиусам самого Плутона. Теперь стало возможным вычислить абсолютные размеры обоих небесных тел: диаметр Плутона составил 2244 км, а диаметр Харона - 1200 км. Плутон действительно оказался меньше нашей Луны. Планета и спутник вращаются вокруг собственных осей синхронно с орбитальным движением Харона, в результате чего они обращены друг к другу одними и теми же полушариями. Налицо результат длительного приливного торможения.

В 1978 появилось сенсационное сообщение: на фотографии, полученной Д. Кристи с помощью 155-сантиметрового телескопа, 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 (около 1/30 массы планеты), находится на расстоянии всего около 20 000 км от центра Плутона и обращается вокруг него с периодом 6,4 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.

Итак, в Солнечной системе Плутон оказался второй двойной планетой, причем более компактной, чем двойная планета Земля-Луна.

Измерив время, которое затрачивает Харон на полный оборот вокруг Плутона (6,387217 суток), астрономы получили возможность "взвесить" систему Плутона, то есть определить суммарную массу планеты и ее спутника. Она оказалась равной 0,0023 массы Земли. Между Плутоном и Хароном эта масса распределяется следующим образом: 0,002 и 0,0003 массы Земли. Случай, когда масса спутника достигает 15 % от массы самой планеты, является уникальным в Солнечной системе. До открытия Харона наибольшее отношение масс (спутника к планете) было в системе Земля-Луна.

При таких размерах и массах средняя плотность компонентов системы Плутона должна быть почти вдвое больше плотности воды. Словом, Плутон и его спутник, как и многие другие тела, движущиеся на окраинах Солнечной системы (например, спутники планет-гигантов и ядра комет), должны состоять в основном из водяного льда с примесью горных пород.

9 июня 1988 года группа американских астрономов наблюдала покрытие Плутоном одной из звезд и открыла при этом атмосферу Плутона. Она состоит из двух слоев: слоя дымки толщиной около 45 км и слоя "чистой" атмосферы толщиной примерно 270 км. Исследователи Плутона считают, что при господствующей на поверхности планеты температуре -230 °С только инертный неон способен еще сохраняться в газообразном состоянии. Поэтому разреженная газовая оболочка Плутона может состоять из чистого неона. Когда же планета находится от Солнца на самом дальнем расстоянии, температура понижается до -260°С и все газы должны "вымерзать" из атмосферы полностью. Плутон и его спутник - самые холодные тела в Солнечной системе.

Как видим, хотя Плутон и расположен в области господства планет-гигантов, но с ними его ничто не роднит. А вот с их "ледяными" спутниками у него много общего. Значит, Плутон был когда-то спутником? Но какой планеты?

На этот вопрос подсказкой может служить такой факт. На каждые три полных оборота Нептуна вокруг Солнца приходится два таких же оборота Плутона. И не исключено, что в отдаленном прошлом у Нептуна помимо Тритона был еще один крупный спутник, которому удалось обрести свободу.

Но какая сила смогла выбросить Плутон из системы Нептуна? "Порядок" в системе Нептуна могло нарушить пролетавшее мимо массивное небесное тело. Однако события могли развиваться и по другому "сценарию" - без привлечения возмущающего тела. Небесномеханические расчеты показали, что сближение Плутона (тогда еще спутника Нептуна) с Тритоном могло настолько изменить его орбиту, что он удалился из сферы тяготения Нептуна и превратился в самостоятельного спутника Солнца, то есть в самостоятельную планету...

В августе 2006 года на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза было принято решение об исключении Плутона из числа больших планет Солнечной системы.