Când a încetat Pluto să fie considerat o planetă? De ce Pluto nu mai este o planetă

Deci, ce proprietate este comună unor obiecte atât de diferite, care, în același timp, le deosebește de planete?

Se pare că este necesar să se ia în considerare nu numai corpurile în sine, dimensiunea și orbita lor, ci și atenția la ceea ce se află în vecinătatea lor: corpurile mici ale sistemului solar sunt în mare parte asteroizi.

În această regiune a sistemului solar centura principală de asteroizi trăiește una dintre planetele pitice - Ceres. Apropo, și clasificarea acestui obiect a fost schimbată: mai devreme, Ceres era considerat un asteroid (a fost primul corp ceresc de acest gen descoperit), iar acum este una dintre planetele pitice.

Diferența dintre asteroizi și planetele pitice este în forma lor. Planetele pitice sunt suficient de masive pentru a fi rotunde, în timp ce asteroizii sunt corpuri mai ușoare și au forme neregulate.

Celelalte patru planete pitice trăiesc mult mai departe de Soare, dincolo de orbita lui Neptun. Și în aceeași regiune a sistemului solar se află centura Kuiper - o altă centură de asteroizi.

Acum putem concluziona că planetele pitice ale sistemului solar diferă de planete în principal prin prezența asteroizilor în vecinătatea orbitelor lor.

În același timp, planetele și planetele pitice au o formă rotunjită și se învârt în jurul Soarelui.

Și care a fost motivul pentru a scădea statutul lui Pluto?

Ideile conform cărora Pluto nu ar trebui să mai aibă statutul de planetă au început să apară la începutul secolului al XXI-lea. După 70 de ani de mandatul lui Pluto ca a noua planetă, unul după altul, au plouat descoperiri de corpuri care sunt mai departe decât Pluto, dar comparabile ca mărime și masă. Coarda finală în succesiunea descoperirilor a fost descoperirea lui Eris în 2005 de către un grup de oameni de știință condus de Michael Brown. Ulterior, a scris chiar și cartea „Cum l-am ucis pe Pluto”.

Faptul este că Eris s-a dovedit a fi semnificativ mai masiv decât Pluto și de fapt a început să pretindă rolul celei de-a zecea planete. Oamenii de știință au avut de ales: să continue să extindă lista planetelor sau să vină cu o definiție pentru cuvântul planetă care să asigure pacea și stabilitatea în familia lor. Au ales a doua cale și au dat următoarea definiție cuvântului planetă:

1. Un corp care se învârte în jurul soarelui.
2. Suficient de masiv pentru a lua o formă aproape circulară sub influența forțelor gravitaționale și într-o stare de echilibru hidrostatic.
3. Curățarea spațiului orbitei sale de alte corpuri.

Înseamnă asta că lista planetelor nu va mai fi niciodată completată? În niciun caz! Până acum, în sistemul solar sunt descoperite în mod regulat obiecte noi, de obicei mici. Dar chiar și cu varietatea existentă de telescoape puternice, o planetă de dimensiunea Pământului, dar situată de 500 de ori mai departe de Soare decât Pământul însuși, astronomii nu ar putea observa. Mai mult, în ianuarie 2016, același „ucigaș al lui Pluto” Michael Brown a prezis existența unei planete mari (de 10 ori mai masivă decât Pământul!) La periferia vizibilă a sistemului solar. În cursul anului 2016, acest obiect ipotetic (prevăzut teoretic, dar nu neapărat existent în realitate) nu a fost găsit. Dar este posibil ca în următorii ani, astronomii să găsească o adevărată a noua planetă care să fie mai demnă de acest statut decât Pluto.

Pluto (134340 Pluto) este cea mai mare planetă pitică din sistemul solar (împreună cu Eris), un obiect trans-neptunian (TNO) și al zecelea corp ceresc ca mărime (excluzând sateliții) care orbitează în jurul Soarelui. Pluto a fost inițial clasificat drept planetă, dar acum este considerat unul dintre cele mai mari obiecte (poate cel mai mare) din centura Kuiper.

La fel ca majoritatea obiectelor din Centura Kuiper, Pluto este alcătuit în mare parte din rocă și gheață și este relativ mic: de cinci ori masa Lunii și de trei ori volumul. Orbita lui Pluto are o excentricitate mare (excentricitatea orbitei) și o înclinare mare față de planul eclipticii.

Datorită excentricității orbitei lui Pluto, acesta se apropie de Soare la o distanță de 29,6 UA. e. (4,4 miliarde km), fiind mai aproape de acesta decât Neptun, atunci este îndepărtat de 49,3 a.u. e. (7,4 miliarde km). Pluto și cea mai mare lună Charon sunt adesea considerate planete duble, deoarece baricentrul sistemului lor este în afara ambelor obiecte. Uniunea Astronomică Internațională (IAU) și-a anunțat intenția de a oferi o definiție oficială pentru planetele binare pitice, iar până atunci, Charon este clasificat drept satelit al lui Pluto. Pluto are și trei luni mai mici, Nix și Hydra, care au fost descoperite în 2005, și P4, cea mai mică, descoperită pe 28 iunie 2011.

Din ziua în care a fost descoperită în 1930 și până în 2006, Pluto a fost considerată a noua planetă din sistemul solar. Cu toate acestea, la sfârșitul secolului 20 și începutul secolului 21, multe obiecte au fost descoperite în partea exterioară a sistemului solar. Printre ele se remarcă Quaoar, Sedna și mai ales Eris, care este cu 27% mai masiv decât Pluto. La 24 august 2006, IAU a definit pentru prima dată termenul „planetă”. Pluto nu a intrat în această definiție, iar IAU l-a clasat într-o nouă categorie de planete pitice, alături de Eris și Ceres. După reclasificare, Pluto a fost adăugat pe lista planetelor minore și a primit numărul de catalog (ing.) 134340 al Minor Planet Center (MCC). Unii oameni de știință continuă să creadă că Pluto ar trebui reclasificat înapoi într-o planetă.

Elementul chimic plutoniu a fost numit după Pluto.

Istoria descoperirilor

În anii 1840, Urbain Le Verrier, folosind mecanica newtoniană, a prezis poziția planetei Neptun, nedescoperită atunci, pe baza unei analize a perturbațiilor de pe orbita lui Uranus. Observațiile ulterioare ale lui Neptun la sfârșitul secolului al XIX-lea i-au determinat pe astronomi să sugereze că, pe lângă Neptun, o altă planetă influențează și orbita lui Uranus. În 1906, Percival Lowell, un rezident bogat din Boston, care a fondat Observatorul Lowell în 1894, a inițiat o căutare extinsă pentru a noua planetă din sistemul solar, pe care a numit-o „Planeta X”. Până în 1909, Lowell și William Henry Pickering au propus câteva coordonate cerești posibile pentru această planetă. Lowell și observatorul său au continuat să caute planeta până la moartea sa în 1916, dar fără succes. De fapt, pe 19 martie 1915, două imagini slabe ale lui Pluto au fost obținute la Observatorul Lowell, dar nu a fost identificat pe ele.

Observatorul Mount Wilson ar putea pretinde, de asemenea, că a descoperit Pluto în 1919. În acel an, Milton Humason, în numele lui William Pickering, căuta a noua planetă, iar imaginea lui Pluto a lovit placa fotografică. Cu toate acestea, imaginea lui Pluto de pe una dintre cele două imagini a coincis cu un mic defect în emulsie (chiar părea să facă parte din ea), iar pe cealaltă placă imaginea planetei era parțial suprapusă stelei. Chiar și în 1930, imaginea lui Pluto din aceste imagini de arhivă a putut fi identificată cu o dificultate considerabilă.

Din cauza unei bătălii juridice de un deceniu cu văduva lui Percival Lowell, Constance Lowell, care încerca să obțină un milion de dolari de la observator ca parte a moștenirii sale, căutarea Planetei X nu a fost reluată. Abia în 1929, directorul Observatorului Westo, Melvin Slifer, fără să se gândească prea mult, i-a încredințat continuarea căutării lui Clyde Tombaugh, un tânăr din Kansas, în vârstă de 23 de ani, care tocmai fusese acceptat în observator după ce Slifer a fost impresionat de desenele lui astronomice.

Sarcina lui Tombo a fost să obțină în mod sistematic imagini ale cerului nopții sub formă de fotografii pereche distanțate la două săptămâni, apoi să compare perechile pentru a găsi obiecte care și-au schimbat poziția. Pentru comparație, a fost folosit un comparator de clipire, care vă permite să comutați rapid afișarea a două plăci, ceea ce creează iluzia de mișcare pentru orice obiect care și-a schimbat poziția sau vizibilitatea între fotografii. Pe 18 februarie 1930, după aproape un an de muncă, Tombo a descoperit un obiect posibil în mișcare în fotografiile din 23 și 29 ianuarie. O fotografie de calitate inferioară din 21 ianuarie a confirmat mișcarea. La 13 martie 1930, după ce observatorul a primit alte fotografii de confirmare, vestea descoperirii a fost telegrafată Observatorului Colegiului Harvard. Pentru această descoperire, în 1931, Tombaugh a primit medalia de aur a Societății Astronomice Engleze.

Nume

Venice Burney este fata care a dat planetei numele „Pluto”. Dreptul de a numi noul corp ceresc aparținea Observatorului Lowell. Tombo l-a sfătuit pe Slipher să o facă cât mai curând posibil înainte de a-i devansa. Variante ale numelui au început să vină din toată lumea. Constance Lowell, văduva lui Lowell, a sugerat mai întâi „Zeus”, apoi numele soțului ei - „Percival”, iar apoi propriul ei nume. Toate aceste propuneri au fost ignorate.

Numele „Pluto” a fost sugerat pentru prima dată de Venetia Burney, o școală de unsprezece ani din Oxford. Veneția a fost interesată nu numai de astronomie, ci și de mitologia clasică și a decis că acest nume - versiunea antică romană a numelui zeului grec al lumii interlope - era potrivit pentru o lume atât de probabil întunecată și rece. Ea a sugerat numele într-o conversație cu bunicul ei Faulconer Meidan, care a lucrat la Biblioteca Bodleian de la Universitatea Oxford - Meidan a citit despre descoperirea planetei în The Times și i-a spus nepoatei sale despre asta la micul dejun. El i-a transmis sugestia ei profesorului Herbert Turner, care le-a telegrafat colegilor săi din Statele Unite.

Obiectul a fost denumit oficial pe 24 martie 1930. Fiecare membru al Observatorului Lowell putea vota pe o listă scurtă de trei opțiuni: „Minerva” (deși unul dintre asteroizi era deja numit), „Kronos” (acest nume s-a dovedit a fi nepopular, fiind propus de Thomas Jefferson Jackson C - un astronom cu o reputație proastă) și „Pluto”. Ultimul propus a primit toate voturile. Numele a fost publicat la 1 mai 1930. După aceasta, Faulconer Meydan a oferit Veneției 5 lire sterline drept recompensă.

Simbolul astronomic al lui Pluto este o monogramă a literelor P și L, care sunt și inițialele numelui lui P. Lowell. Simbolul astrologic al lui Pluto seamănă cu simbolul lui Neptun (Neptune symbol.svg), cu diferența că în locul vârfului mijlociu din trident există un cerc (Pluto s astrological symbol.svg).

În chineză, japoneză, coreeană și vietnameză, numele lui Pluto este tradus ca „Steaua Regelui Subteran” - această opțiune a fost propusă în 1930 de astronomul japonez Hoei Nojiri. Multe alte limbi folosesc transliterarea „Pluto” (în rusă, „Pluto”); cu toate acestea, în unele limbi indiene, poate fi folosit numele zeului Yama (de exemplu, Yamdev în gujarati) - gardianul iadului în budism și în mitologia hindusă.

Căutați „Planeta X”

Imediat după descoperirea lui Pluto, obscuritatea sa, precum și lipsa unui disc planetar vizibil, au ridicat îndoieli cu privire la „Planeta X” a lui Lowell. Pe parcursul mijlocului secolului al XX-lea, estimarea masei lui Pluto a fost revizuită în mod constant în jos. Descoperirea în 1978 a lunii Charon a lui Pluto a făcut posibilă măsurarea masei sale pentru prima dată. Această masă, egală cu aproximativ 0,2% din masa Pământului, s-a dovedit a fi prea mică pentru a fi cauza inconsecvențelor pe orbita lui Uranus.

Căutările ulterioare pentru o alternativă Planetă X, în special cele efectuate de Robert Harrington, nu au avut succes. În timpul trecerii lui Voyager 2 lângă Neptun în 1989, s-au obținut date conform cărora masa totală a lui Neptun a fost revizuită în jos cu 0,5%. În 1993, Myles Standish a folosit aceste date pentru a recalcula influența gravitațională a lui Neptun asupra lui Uranus. Ca urmare, au dispărut inconsecvențele din orbita lui Uranus și, odată cu ele, a fost nevoie de Planeta X.

Până în prezent, marea majoritate a astronomilor sunt de acord că Planeta X a lui Lowell nu există. În 1915, Lowell a prezis poziția planetei X, care era foarte aproape de poziția reală a lui Pluto la acea vreme; cu toate acestea, matematicianul și astronomul englez Ernest Brown a concluzionat că aceasta a fost o coincidență, iar acest punct de vedere este acum general acceptat.

Orbită

Orbita lui Pluto diferă semnificativ de orbitele planetelor din sistemul solar. Este foarte înclinat față de ecliptică (mai mult de 17°) și foarte excentric (eliptic). Orbitele tuturor planetelor din sistemul solar sunt aproape circulare și formează un unghi mic cu planul eclipticii. Distanța medie a lui Pluto de la Soare este de 5,913 miliarde km, sau 39,53 UA. e., dar datorită excentricității mari a orbitei (0,249), această distanță variază de la 4,425 la 7,375 miliarde km (29,6-49,3 UA). Lumina soarelui durează aproximativ cinci ore pentru a ajunge la Pluto, care este aceeași perioadă de timp necesară pentru ca undele radio să călătorească de pe Pământ la o navă spațială de lângă Pluto. Excentricitatea mare a orbitei duce la faptul că o parte a acesteia trece de la Soare mai aproape decât Neptun. Pluto a ocupat ultima dată această funcție din 7 februarie 1979 până în 11 februarie 1999. Calcule detaliate arată că înainte de aceasta, Pluto a ocupat această poziție de la 11 iulie 1735 până la 15 septembrie 1749 și doar 14 ani, în timp ce de la 30 aprilie 1483 până la 23 iulie 1503, a fost în această funcție timp de 20 de ani. Datorită înclinării mari a orbitei lui Pluto față de planul eclipticii, orbitele lui Pluto și Neptun nu se intersectează. Trecând prin periheliu, Pluto se află la 10 UA. e. deasupra planului eclipticii. În plus, perioada orbitală a lui Pluto este de 247,69 ani, iar Pluto face două revoluții în timp ce Neptun face trei. Ca urmare, Pluto și Neptun nu se apropie niciodată de mai puțin de 17 UA. e. Orbita lui Pluto poate fi prezisă pentru câteva milioane de ani atât înapoi, cât și înainte, dar nu mai mult. Mișcarea mecanică a lui Pluto este haotică și este descrisă prin ecuații neliniare. Dar pentru a observa acest haos, este necesar să-l observăm mult timp. Există un timp caracteristic al dezvoltării sale, așa-numitul timp Lyapunov, care pentru Pluto este de 10-20 de milioane de ani. Daca se fac observatii pe perioade mici de timp, se va parea ca miscarea este regulata (periodica pe o orbita eliptica). De fapt, orbita se schimbă ușor cu fiecare perioadă, iar în timpul lui Lyapunov se schimbă atât de mult încât nu mai rămân urme ale orbitei originale. Prin urmare, modelarea mișcării este foarte dificilă.

Orbitele lui Neptun și Pluto

Vedere a orbitelor lui Pluto (indicat cu roșu) și Neptun (indicat cu albastru) „de sus”. Pluto este uneori mai aproape de Soare decât Neptun. Porțiunea umbrită a orbitei arată unde orbita lui Pluto se află sub planul eclipticii. Declarație dată din aprilie 2006

Pluto este într-o rezonanță orbitală 3:2 cu Neptun - pentru fiecare trei rotații ale lui Neptun în jurul Soarelui, există două rotații ale lui Pluto, întregul ciclu durează 500 de ani. Se pare că Pluto ar trebui să se apropie periodic foarte mult de Neptun (la urma urmei, proiecția orbitei sale se intersectează cu orbita lui Neptun).

Paradoxul este că Pluto este uneori mai aproape de Uranus. Motivul pentru aceasta este aceeași rezonanță. În fiecare ciclu, când Pluto trece prima dată de periheliu, Neptun se află la 50° în spatele lui Pluto; când Pluto trece de periheliu pentru a doua oară, Neptun va face o rotație și jumătate în jurul Soarelui și va fi aproximativ la aceeași distanță ca data trecută, dar înaintea lui Pluto; într-un moment în care Neptun și Pluto sunt în linie cu Soarele și pe o parte a acestuia, Pluto intră în afelie.

Deci Pluto nu se apropie niciodată mai mult de 17 UA. e. până la Neptun, iar apropierile de Uranus sunt posibile până la 11 a. e.

Rezonanța orbitală dintre Pluto și Neptun este foarte stabilă și persistă milioane de ani. Chiar dacă orbita lui Pluto s-ar afla în planul eclipticii, o coliziune ar fi imposibilă.

Interdependența stabilă a orbitelor mărturisește împotriva ipotezei că Pluto a fost un satelit al lui Neptun și a părăsit sistemul său. Totuși, se pune întrebarea: dacă Pluto nu a trecut niciodată aproape de Neptun, atunci cum ar putea apărea o rezonanță pe o planetă pitică, mult mai puțin masivă decât, de exemplu, Luna? O teorie sugerează că, dacă Pluto nu a fost inițial în rezonanță cu Neptun, atunci probabil că s-a apropiat din când în când mult mai îndeaproape, iar aceste abordări de-a lungul miliardelor de ani l-au afectat pe Pluto, schimbându-i orbita și transformându-l în cea pe care o observăm astăzi.

Factori suplimentari care afectează orbita lui Pluto

Diagrama argumentului periheliu

Calculele au permis să se stabilească că de-a lungul a milioane de ani natura generală a interacțiunilor dintre Neptun și Pluto nu se schimbă. Cu toate acestea, există mai multe rezonanțe și influențe care afectează caracteristicile mișcării lor unul față de celălalt și, în plus, stabilizează orbita lui Pluto. Pe lângă rezonanța orbitală 3:2, următorii doi factori sunt de importanță primordială.

În primul rând, argumentul periheliului lui Pluto (unghiul dintre punctul de intersecție al orbitei sale cu planul eclipticii și punctul periheliului) este aproape de 90°. De aici rezultă că în timpul trecerii periheliului, Pluto se ridică cât mai mult posibil deasupra planului eclipticii, prevenind astfel o coliziune cu Neptun. Aceasta este o consecință directă a efectului Kozai, care corelează excentricitatea și înclinarea unei orbite (în acest caz, orbita lui Pluto), ținând cont de influența unui corp mai masiv (aici, Neptun). În acest caz, amplitudinea librarii lui Pluto în raport cu Neptun este de 38°, iar separarea unghiulară a periheliului lui Pluto de orbita lui Neptun va fi întotdeauna mai mare de 52° (adică 90°-38°). Momentul în care separarea unghiulară este cea mai mică se repetă la fiecare 10.000 de ani.

În al doilea rând, longitudinele nodurilor ascendente ale orbitelor acestor două corpuri (punctele în care acestea traversează ecliptica) sunt practic în rezonanță cu oscilațiile de mai sus. Când aceste două longitudini coincid, adică atunci când o linie dreaptă poate fi trasată prin aceste 2 noduri și Soare, periheliul lui Pluto va face un unghi de 90 ° cu el și, în același timp, planeta pitică va fi cea mai înaltă deasupra orbitei. lui Neptun. Cu alte cuvinte, atunci când Pluto traversează proiecția orbitei lui Neptun și trece cel mai adânc dincolo de linia sa, atunci cel mai mult se va îndepărta de planul său. Acest fenomen se numește suprarezonanță 1:1.

Pentru a înțelege natura librarii, imaginați-vă că priviți ecliptica dintr-un punct îndepărtat, unde planetele sunt văzute mișcându-se în sens invers acelor de ceasornic. După ce trece de nodul ascendent, Pluto se află în interiorul orbitei lui Neptun și se mișcă mai repede, ajungând din urmă pe Neptun din spate. Atracția puternică dintre ele provoacă un cuplu aplicat lui Pluto din cauza gravitației lui Neptun. Îl pune pe Pluto pe o orbită puțin mai înaltă, unde se mișcă puțin mai lent în conformitate cu a treia lege a lui Kepler. Pe măsură ce orbita lui Pluto se schimbă, procesul implică treptat o schimbare a periapsisului și a longitudinilor lui Pluto (și, într-o măsură mai mică, a lui Neptun). După multe astfel de cicluri, Pluto încetinește atât de mult și Neptun accelerează atât de mult încât Neptun începe să-l prindă pe Pluto de partea opusă a orbitei sale (lângă nodul opus de unde am pornit). Procesul este apoi inversat, iar Pluto îi dă cuplu lui Neptun până când Pluto accelerează suficient încât să înceapă să ajungă din urmă cu Neptun în apropierea nodului original. Un ciclu complet este finalizat în aproximativ 20.000 de ani.

caracteristici fizice

Plutinos mari în comparație ca mărime, albedo și culoare. (Pluton este prezentat cu Charon, Nikta și Hydra)

Structura probabilă a lui Pluto.
1. Azot congelat
2. Apă gheață
3. Silicati si apa gheata

Distanța mare a lui Pluto de Pământ complică foarte mult studiul său cuprinzător. Noi informații despre această planetă pitică ar putea fi primite în 2015, când este de așteptat să sosească sonda New Horizons în regiunea Pluto.
[editează] Caracteristici vizuale și structură

Magnitudinea lui Pluto este de 15,1 în medie, ajungând la 13,65 la periheliu. Pentru a observa Pluto, este nevoie de un telescop, de preferință cu o deschidere de cel puțin 30 cm. Pluto arată în formă de stea și neclar chiar și la telescoape foarte mari, deoarece diametrul său unghiular este de doar 0,11 . La o mărire foarte mare, Pluto arată maro deschis, cu o ușoară nuanță de galben. Analiza spectroscopică a lui Pluto arată că suprafața sa este gheață de azot de peste 98% cu urme de metan și monoxid de carbon. Distanța și capacitățile telescoapelor moderne nu permit obținerea de imagini de înaltă calitate ale suprafeței lui Pluto. Fotografiile realizate de telescopul spațial Hubble fac posibilă distingerea doar a celor mai generale detalii și chiar și atunci este indistinct. Cele mai bune imagini ale lui Pluto au fost obținute prin compilarea așa-numitelor „hărți de luminozitate”, create datorită observațiilor eclipselor lui Pluto de către satelitul său Charon, care a avut loc în 1985-1990. Folosind procesarea computerizată, a fost posibil să se surprindă schimbarea albedo-ului de suprafață atunci când planeta este eclipsată de satelitul său. De exemplu, o eclipsă a unui detaliu de suprafață mai strălucitor produce fluctuații mai mari în luminozitatea aparentă decât o eclipsă a uneia întunecate. Folosind această tehnică, puteți afla luminozitatea medie totală a sistemului Pluto-Charon și puteți urmări modificările de luminozitate în timp. Banda întunecată de sub ecuatorul lui Pluto, după cum puteți vedea, are o culoare destul de complexă, ceea ce indică unele mecanisme necunoscute pentru formarea suprafeței lui Pluto.

Hărțile compilate conform telescopului Hubble indică faptul că suprafața lui Pluto este extrem de eterogenă. Acest lucru este evidențiat și de curba luminii lui Pluto (adică dependența luminozității sale aparente de timp) și de modificările periodice ale spectrului său infraroșu. Suprafața lui Pluto cu fața spre Charon conține multă gheață de metan, în timp ce partea opusă conține mai multă gheață de azot și monoxid de carbon și aproape deloc gheață de metan. Datorită acestui fapt, Pluto ocupă locul al doilea ca obiect cel mai contrastant din sistemul solar (după Iapet). Datele telescopului spațial Hubble sugerează că densitatea lui Pluto este de 1,8-2,1 g/cm2. Probabil, structura internă a lui Pluto este 50-70% roci și 50-30% gheață. În condițiile sistemului Pluto, gheața de apă poate exista (varii de gheață I, gheață II, gheață III, gheață IV și gheață V, precum și azot înghețat, monoxid de carbon și metan. Deoarece degradarea mineralelor radioactive s-ar încălzi în cele din urmă gheața suficientă pentru a se separa de roci, oamenii de știință sugerează că structura internă a lui Pluto este diferențiată - roci într-un nucleu dens, înconjurate de o manta de gheață, care în acest caz ar trebui să aibă o grosime de aproximativ 300 km. Este, de asemenea, posibil că încălzirea continuă și astăzi, creând un ocean sub apa lichidă de suprafață.

La sfârșitul anului 2011, telescopul Hubble de pe Pluto a descoperit hidrocarburi complexe - linii puternice de absorbție care indică prezența pe suprafața unei planete pitice a unui număr de compuși neidentificați anterior. S-a înaintat și o ipoteză că pe planetă poate exista viață simplă.

Greutate și dimensiuni

Pământul și Luna în comparație cu Pluto și Charon

Astronomii, care au crezut inițial că Pluto este „Planeta X” a lui Lowell, și-au calculat masa pe baza impactului său presupus asupra orbitelor lui Neptun și Uranus. În 1955 se credea că masa lui Pluto era aproximativ egală cu masa Pământului, iar calculele ulterioare au făcut posibilă scăderea acestei estimări până în 1971 la aproximativ masa lui Marte. În 1976, Dale Cruikshank, Carl Pilcher și David Morrison de la Universitatea din Hawaii au calculat pentru prima dată albedo-ul lui Pluto, constatând că se potrivește cu cel al gheții de metan. Pe baza acestui fapt, s-a decis că Pluto trebuie să fie excepțional de strălucitor pentru dimensiunea sa și, prin urmare, nu ar putea avea o masă mai mare de 1% din masa Pământului.

Descoperirea în 1978 a lunii Charon a lui Pluto a făcut posibilă măsurarea masei sistemului Pluto folosind a treia lege a lui Kepler. Odată ce influența gravitațională a lui Charon asupra lui Pluto a fost calculată, estimările masei sistemului Pluto-Charon au scăzut la 1,31 x 1022 kg, ceea ce reprezintă 0,24% din masa Pământului. O determinare exactă a masei lui Pluto este în prezent imposibilă, deoarece raportul dintre masele lui Pluto și Charon este necunoscut. În prezent se crede că masele lui Pluto și Charon sunt legate într-un raport de 89:11, cu o posibilă eroare de 1%. În general, eroarea posibilă în determinarea parametrilor principali ai lui Pluto și Charon este de la 1 la 10%.

Până în 1950, se credea că Pluto avea diametrul apropiat de Marte (adică aproximativ 6700 km), datorită faptului că, dacă Marte s-ar afla la aceeași distanță de Soare, atunci ar avea și o magnitudine de 15. În 1950, J. Kuiper a măsurat diametrul unghiular al lui Pluto cu un telescop cu lentilă de 5 metri, obținând o valoare de 0,23, care corespunde unui diametru de 5900 km. În noaptea de 28-29 aprilie 1965, Pluto ar fi trebuit să acopere o stea de magnitudinea a 15-a dacă diametrul ei ar fi fost egal cu cel al lui Kuiper. Douăsprezece observatoare au urmărit strălucirea acestei stele, dar aceasta nu a slăbit. Așa că s-a constatat că diametrul lui Pluto nu depășește 5500 km. În 1978, după descoperirea lui Charon, diametrul lui Pluto a fost estimat la 2600 km. Mai târziu, observațiile lui Pluto în timpul eclipselor lui Pluto de către Charon și Charon de către Pluto 1985-1990. permis să se stabilească că diametrul său este de aproximativ 2390 km.

Pluto (dreapta jos) în comparație cu cele mai mari luni ale sistemului solar (de la stânga la dreapta și de sus în jos): Ganimede, Titan, Callisto, Io, Luna, Europa și Triton

Odată cu inventarea opticii adaptive, a fost posibilă și determinarea cu precizie a formei planetei. Dintre obiectele sistemului solar, Pluto este mai mic ca dimensiune și masă, nu numai în comparație cu alte planete, este inferior chiar și unora dintre sateliții lor. De exemplu, masa lui Pluto este doar 0,2 din masa Lunii. Pluto este mai mic decât cei șapte sateliți naturali ai celorlalte planete: Ganimede, Titan, Callisto, Io, Luna, Europa și Triton. Pluto are diametrul de două ori mai mare și de zece ori mai masiv decât Ceres, cel mai mare obiect din centura de asteroizi (situat între orbitele lui Marte și Jupiter), cu toate acestea, cu diametre aproximativ egale, este inferioară ca masă planetei pitice Eris din disc împrăștiat descoperit în 2005.

Atmosfera

Atmosfera lui Pluto este o înveliș subțire de azot, metan și monoxid de carbon care se evaporă din gheața de suprafață. Din 2000 până în 2010, atmosfera s-a extins semnificativ datorită sublimării gheții de suprafață. La începutul secolului XXI, s-a extins cu 100-135 km deasupra suprafeței și, conform rezultatelor măsurătorilor din 2009-2010. - se întinde pe mai mult de 3000 km, adică aproximativ un sfert din distanța până la Charon. Considerațiile termodinamice dictează următoarea compoziție a acestei atmosfere: 99% azot, puțin mai puțin de 1% monoxid de carbon, 0,1% metan. Pe măsură ce Pluto se îndepărtează de Soare, atmosfera sa îngheață treptat și se așează la suprafață. Pe măsură ce Pluto se apropie de Soare, temperatura din apropierea suprafeței sale face ca gheața să se sublimeze și să se transforme în gaze. Acest lucru creează un efect de seră: precum transpirația care răcește corpul pe măsură ce se evaporă de pe suprafața pielii, sublimarea are un efect de răcire pe suprafața lui Pluto. Oamenii de știință, datorită Submillimeter Array, au calculat recent că temperatura suprafeței lui Pluto este de 43 K (-230,1 °C), ceea ce este cu 10 K mai puțin decât se aștepta. Atmosfera superioară a lui Pluto este cu 50° mai caldă decât suprafața, la -170°C. Atmosfera lui Pluto a fost descoperită în 1985, observându-i ocultarea stelelor. Prezența unei atmosfere a fost confirmată în continuare de observațiile intensive ale altor ocultări în 1988. Când un obiect nu are atmosferă, ocultarea unei stele are loc destul de brusc, în timp ce în cazul lui Pluto, steaua se întunecă treptat. După cum a fost determinat de coeficientul de absorbție a luminii, presiunea atmosferică pe Pluto în timpul acestor observații a fost de numai 0,15 Pa, ceea ce este doar 1/700.000 din cea a Pământului. În 2002, o altă ocultare a lui Pluto a fost observată și analizată de echipe conduse de Bruno Sicardi de la Observatorul din Paris, James L. Eliot de la MIT și Jay Pasachoff de la Williamstown College, Massachusetts. Presiunea atmosferică a fost estimată la 0,3 Pa la momentul măsurătorilor, în ciuda faptului că Pluto era mai departe de Soare decât în ​​1988 și, prin urmare, trebuie să fi fost mai rece și mai subțire. O explicație pentru discrepanța este că în 1987, polul sudic al lui Pluto a ieșit din umbra sa pentru prima dată în 120 de ani, permițând azotului suplimentar să se evapore din calotele polare. Acum vor dura zeci de ani pentru ca acest gaz să se condenseze din atmosferă. În octombrie 2006, Dale Cruikshank de la Centrul de Cercetare NASA (noul om de știință pentru misiunea New Horizons) și colegii săi au anunțat descoperirea etanului pe suprafața lui Pluto prin spectroscopie. Etanul este un derivat al fotolizei sau radiolizei (adică transformării chimice prin expunerea la lumina soarelui și la particule încărcate) a metanului înghețat de pe suprafața lui Pluto; se eliberează, aparent, în atmosferă.

Temperatura atmosferei lui Pluto este mult mai mare decât temperatura suprafeței sale și este egală cu -180 °C.

sateliți

Pluto cu Charon, fotografie Hubble

Pluto și trei dintre cele patru luni cunoscute. Pluto și Charon - două obiecte strălucitoare în centru, în dreapta - două puncte slabe - Nikta și Hydra

Pluto are patru luni naturale: Charon, descoperit în 1978 de astronomul James Christie, și două luni mici, Nix și Hydra, descoperite în 2005. Ultimul satelit a fost descoperit de telescopul Hubble; anunțul descoperirii a fost publicat pe 20 iulie 2011 pe site-ul telescopului. Denumit temporar S/2011 P 1 (P4); dimensiunile sale variază de la 13 la 34 km.

Lunii lui Pluto sunt mai departe de planetă decât în ​​alte sisteme de sateliti cunoscute. Lunii lui Pluto pot orbita la 53% (sau 69% dacă este retrograd) din raza sferei Hill, zona stabilă de influență gravitațională a lui Pluto. Pentru comparație, luna aproape îndepărtată a lui Neptun, Psamatha, se învârte la 40% din raza sferei Dealului lui Neptun. În cazul lui Pluto, doar 3% din interiorul zonei este ocupat de sateliți. În terminologia cercetătorilor Pluto, sistemul său de satelit este descris ca „foarte compact și în mare parte gol”. De la începutul lui septembrie 2009, astrofizicienii au dezvoltat un software care a făcut posibilă analiza imaginilor de arhivă ale lui Pluto realizate de telescopul Hubble și stabilirea prezenței a încă 14 obiecte spațiale situate lângă orbita lui Pluto. Diametrele corpurilor spațiale variază între 45-100 km.

Studiile sistemului Pluto de către telescopul Hubble au făcut posibilă determinarea dimensiunii maxime a posibililor sateliți. Cu o încredere de 90%, se poate argumenta că Pluto nu are sateliți mai mari de 12 km în diametru (maximum - 37 km cu un albedo de 0,041) dincolo de 5? de pe discul acestei planete pitice. Aceasta presupune un albedo asemănător lui Charon de 0,38. Cu o încredere de 50%, se poate argumenta că dimensiunea maximă pentru astfel de sateliți este de 8 km.

Charon

Charon a fost deschis în 1978. A fost numit după Charon, purtătorul sufletelor morților peste Styx. Diametrul său, conform estimărilor moderne, este de 1205 km - puțin mai mult de jumătate din diametrul lui Pluto, iar raportul de masă este de 1:8. Pentru comparație, raportul dintre masele Lunii și ale Pământului este de 1:81.

Observațiile ocultării stelei de către Charon la 7 aprilie 1980 au făcut posibilă obținerea unei estimări a razei lui Charon: 585-625 km. Pe la mijlocul anilor 1980. Metodele de la sol, folosind în primul rând interferometria cu speckle, a fost posibil să se estimeze destul de precis raza orbitei lui Charon, observațiile ulterioare ale telescopului orbitant Hubble nu au schimbat foarte mult această estimare, stabilind că aceasta se afla în intervalul 19 628-19 644 km.

Între februarie 1985 și octombrie 1990 au fost observate fenomene extrem de rare: eclipse alternante de Pluto de către Charon și Charon de către Pluto. Ele apar atunci când nodul ascendent sau descendent al orbitei lui Charon se află între Pluto și Soare, ceea ce se întâmplă la fiecare 124 de ani. Deoarece perioada orbitală a lui Charon este puțin mai mică de o săptămână, eclipsele s-au repetat la fiecare trei zile și o serie mare de aceste evenimente au avut loc pe parcursul a cinci ani. Aceste eclipse au făcut posibilă întocmirea „hărților de luminozitate” și obținerea unor estimări bune ale razei lui Pluto (1150-1200 km).

Baricentrul sistemului Pluto-Charon este situat în afara suprafeței lui Pluto, prin urmare, unii astronomi consideră că Pluto și Charon sunt o planetă dublă (un sistem planetar dublu - acest tip de interacțiune este extrem de rar în sistemul solar, asteroidul 617). Patroclus poate fi considerat o versiune mai mică a unui astfel de sistem). Acest sistem este, de asemenea, neobișnuit printre alte planete de maree: atât Charon, cât și Pluto se confruntă întotdeauna pe aceeași parte. Adică, pe o parte a lui Pluto, cu fața spre Charon, Charon este vizibil ca un obiect nemișcat, iar de cealaltă parte a planetei, Charon nu este niciodată vizibil deloc. Caracteristicile spectrului luminii reflectate duc la concluzia că Charon este acoperit cu gheață de apă și nu cu gheață metan-azot, precum Pluto. În 2007, observațiile de la Observatorul Gemeni au făcut posibilă stabilirea prezenței hidraților de amoniac și a cristalelor de apă pe Charon, ceea ce, la rândul său, sugerează prezența criogeizerelor pe Charon.

Conform proiectului de rezoluție 5 a XXVI-a Adunare Generală a UAI (2006), lui Charon (împreună cu Ceres și obiectul 2003 UB313) trebuia să i se atribuie statutul de planetă. Notele la proiectul de rezoluție indicau că Pluto-Charon ar fi considerat atunci o planetă dublă. Cu toate acestea, versiunea finală a rezoluției conținea o soluție diferită: a fost introdus conceptul de planetă pitică. Pluto, Ceres și 2003 UB313 au fost alocați acestei noi clase de obiecte. Charon nu a fost inclus printre planetele pitice.

Hidra și Nyx

Suprafața Hidrei văzută de artist. Pluto cu Charon (dreapta) și Nix (punct luminos stânga)

Reprezentarea schematică a sistemului Pluto. P1 - Hidra, P2 - Nixa

Cele două luni ale lui Pluto au fost fotografiate de astronomii care lucrează cu telescopul spațial Hubble pe 15 mai 2005 și au fost desemnate provizoriu S/2005 P 1 și S/2005 P 2. La 21 iunie 2006, IAU a numit oficial noile luni. Nix (sau Pluto II, interiorul acestor două luni) și Hydra (Pluto III, lună exterioară). Acești doi sateliți mici se află pe orbite care sunt de 2-3 ori mai departe decât orbita lui Charon: Hydra este situată la o distanță de aproximativ 65.000 km de Pluto, Nyx - aproximativ 50.000 km. Ele circulă aproape în același plan cu Charon și au orbite aproape circulare. Ele sunt în rezonanță cu Charon 4:1 (Hydra) și 6:1 (Nikta) în viteza lor unghiulară medie pe orbită. În prezent, sunt în desfășurare observații asupra Nikta și Hydra pentru a determina caracteristicile lor individuale. Hydra este uneori mai strălucitoare decât Nyx. Acest lucru poate indica faptul că este mai mare sau că părți ale suprafeței sale reflectă mai bine lumina soarelui. Dimensiunile ambilor sateliți au fost estimate din albedo-ul lor. Asemănarea spectrală a sateliților cu Charon sugerează un albedo de 35%. O evaluare a acestor rezultate sugerează că diametrul lui Nikta este de 46 km, iar Hydra este de 61 km. Limitele superioare ale diametrelor lor pot fi estimate, ținând cont de albedo de 4% al celor mai întunecate obiecte din centura Kuiper, ca 137 ± 11 km și, respectiv, 167 ± 10 km. Masa fiecărui sateliți este de aproximativ 0,3% din masa lui Charon și 0,03% din masa lui Pluto. Descoperirea a doi sateliți mici sugerează că Pluto ar putea avea un sistem de inele. Ciocnirile corpurilor mici pot produce multe resturi care formează inele. Datele optice de la Camera Advanced Survey de pe telescopul Hubble indică absența inelelor. Dacă există un sistem de inele, acesta fie este nesemnificativ, precum inelele lui Jupiter, fie are doar aproximativ 1.000 km lățime.

Centura Kuiper

Diagrama obiectelor cunoscute din centura Kuiper și cele patru planete exterioare ale sistemului solar

Originea lui Pluto și caracteristicile sale au fost mult timp un mister. În 1936, astronomul englez Raymond Littleton a emis ipoteza că este un satelit „scăpat” al lui Neptun, scos din orbită de cea mai mare lună a lui Neptun, Triton. Această presupunere a fost puternic criticată: așa cum am menționat mai sus, Pluto nu se apropie niciodată de Neptun. Începând din 1992, astronomii au început să descopere tot mai multe obiecte mici de gheață dincolo de orbita lui Neptun, care erau asemănătoare cu Pluto nu numai ca orbită, ci și ca dimensiune și compoziție. Această parte a sistemului solar exterior a fost numită după Gerard Kuiper, unul dintre astronomii care, reflectând asupra naturii obiectelor trans-neptuniene, a sugerat că această regiune este sursa cometelor de scurtă perioadă. Astronomii cred acum că Pluto este doar un obiect mare din Centura Kuiper. Pluto are toate caracteristicile altor obiecte din centura Kuiper, cum ar fi cometele - vântul solar suflă particule de praf înghețat de pe suprafața lui Pluto, precum cometele. Dacă Pluto ar fi la fel de aproape de Soare precum este Pământul, ar dezvolta o coadă cometă. Deși Pluto este considerat cel mai mare obiect din centura descoperit până acum, luna lui Neptun, Triton, care este puțin mai mare decât Pluto, împărtășește multe proprietăți geologice, atmosferice, compoziționale și alte proprietăți și este considerată un obiect capturat din centură. Eris, de dimensiuni egale cu Pluto, nu este considerat un obiect cu centură. Cel mai probabil, aparține obiectelor care alcătuiesc așa-numitul disc împrăștiat. Un număr considerabil de obiecte din centură, cum ar fi Pluto, au o rezonanță orbitală 3:2 cu Neptun. Astfel de obiecte se numesc „plutino”.

Explorarea Pluto AMS

Depărtarea lui Pluto și masa mică fac dificilă explorarea cu navele spațiale. Voyager 1 ar fi putut să viziteze Pluto, dar s-a acordat preferința unui zbor în apropiere de Titan, luna lui Saturn, rezultând o traiectorie de zbor incompatibilă cu un zbor în apropiere de Pluto. Iar Voyager 2 nu avea nicio modalitate de a se apropia de Pluto. Nu a fost făcută nicio încercare serioasă de a explora Pluto până în ultimul deceniu al secolului al XX-lea. În august 1992, omul de știință al Jet Propulsion Laboratory, Robert Stele, l-a sunat pe descoperitorul lui Pluto, Clyde Tombaugh, cerându-i permisiunea de a-și vizita planeta. „I-am spus bun venit”, și-a amintit mai târziu Tombaugh, „totuși, ai o călătorie lungă și rece înaintea ta”. În ciuda impulsului primit, NASA a anulat misiunea Pluto Kuiper Express din 2000 către Pluto și Centura Kuiper, invocând costuri crescute și întârzieri de amplificare. După dezbateri politice intense, o misiune revizuită pe Pluto, numită New Horizons, a primit finanțare de la guvernul SUA în 2003. Misiunea New Horizons a fost lansată cu succes pe 19 ianuarie 2006. Șeful acestei misiuni, Alan Stern, a confirmat zvonurile conform cărora o parte din cenușa rămasă de la incinerarea lui Clyde Tombaugh, care a murit în 1997, a fost pusă pe navă. La începutul anului 2007, nava spațială a efectuat o asistență gravitațională lângă Jupiter, oferindu-i o accelerație suplimentară. Cea mai apropiată apropiere a aparatului de Pluto va avea loc pe 14 iulie 2015. Observațiile științifice ale lui Pluto vor începe cu 5 luni înainte și vor continua cel puțin o lună de la sosire.

Prima imagine a lui Pluto din New Horizons

New Horizons a făcut prima fotografie a lui Pluto la sfârșitul lui septembrie 2006 pentru a testa camera LORRI (Long Range Reconnaissance Imager). Imaginile luate de la o distanță de aproximativ 4,2 miliarde km confirmă capacitatea dispozitivului de a urmări ținte îndepărtate, ceea ce este important pentru manevrarea în drum spre Pluto și alte obiecte din centura Kuiper.

La bordul New Horizons există o mare varietate de echipamente științifice, spectroscoape și instrumente de imagistică - atât pentru comunicarea la distanță lungă cu Pământul, cât și pentru „sondarea” suprafețelor lui Pluto și Charon în vederea creării de hărți în relief. Dispozitivul va efectua un studiu spectrografic al suprafețelor lui Pluto și Charon, care va caracteriza geologia și morfologia globală, va cartografi detaliile suprafețelor lor și va analiza atmosfera lui Pluto și va realiza fotografii detaliate ale suprafeței.

Descoperirea lunilor Nyx și Hydra ar putea însemna probleme neprevăzute pentru zbor. Resturile de la obiectele din Centura Kuiper care se ciocnesc cu lunile la viteza relativ scăzută necesară pentru a le dispersa ar putea crea un inel de praf în jurul lui Pluto. Dacă New Horizons ajunge într-un astfel de inel, fie va fi grav deteriorat și nu va putea transmite informații pe Pământ, fie se va prăbuși cu totul. Cu toate acestea, existența unui astfel de inel este doar o teorie.

Pluto ca planetă

Pe plăcuțele trimise cu sondele Pioneer 10 și Pioneer 11 la începutul anilor 1970, Pluto este încă menționat ca o planetă în sistemul solar. Aceste plăci de aluminiu anodizat, trimise cu vehicule în spațiul profund cu speranța că vor fi descoperite de reprezentanții civilizațiilor extraterestre, ar trebui să le dea o idee despre cele nouă planete ale sistemului solar. Voyager 1 și Voyager 2, care au pornit cu un mesaj similar în aceiași ani 1970, transportau și informații despre Pluto ca a noua planetă din sistemul solar. Interesant este că personajul de desene animate Disney Pluto, care a apărut pentru prima dată pe ecrane în 1930, a fost numit după această planetă.

În 1943, Glenn Seaborg a numit elementul nou creat plutoniu după Pluto, în conformitate cu tradiția de a numi elementele nou descoperite după planetele nou descoperite: uraniu după Uranus, neptuniu după Neptun, ceriu după presupusa planetă minoră Ceres și paladiu după cea minoră. planeta Pallas.

Dezbateri în anii 2000

Dimensiuni comparative ale celor mai mari TNO și ale Pământului.
Imagini cu obiecte - link-uri către articole.

În 2002, a fost descoperit Quaoar, cu un diametru de aproximativ 1280 km - aproximativ jumătate din diametrul lui Pluto. În 2004, Sedna a fost descoperită cu limite superioare pentru un diametru de 1800 km, în timp ce diametrul lui Pluto este de 2320 km. Așa cum Ceres și-a pierdut statutul de planetă după descoperirea altor asteroizi, la fel, în cele din urmă, statutul lui Pluto a trebuit revizuit în lumina descoperirii altor obiecte similare în centura Kuiper.

Pe 29 iulie 2005, a fost anunțată descoperirea unui nou obiect trans-neptunian numit Eris. Până de curând, se credea că este ceva mai mare decât Pluto. A fost cel mai mare obiect descoperit dincolo de orbita lui Neptun de la Triton, luna lui Neptun, în 1846. Descoperitorii lui Eris și presa au numit-o inițial „a zecea planetă”, deși la acea vreme nu exista un consens cu privire la această problemă. Alți membri ai comunității astronomice au considerat că descoperirea lui Eris este cel mai puternic argument în favoarea reclasificării lui Pluto ca planetă minoră. Ultima trăsătură distinctivă a lui Pluto a fost marele său satelit Charon și atmosfera sa. Cel mai probabil, aceste caracteristici nu sunt unice pentru Pluto: alte câteva obiecte trans-neptuniene au sateliți, iar analiza spectrală a lui Eris sugerează o compoziție similară a suprafeței cu Pluto, ceea ce face probabil o atmosferă similară. Eris are și un satelit, Dysnomia, descoperit în septembrie 2005. Directorii de muzee și planetarii, de la descoperirea obiectelor din centura Kuiper, au creat uneori situații contradictorii prin excluderea lui Pluto din modelul planetar al sistemului solar. Așa, de exemplu, în Planetariul Hayden, deschis după reconstrucție în anul 2000 la New York, pe Central Park West, sistemul solar a fost prezentat ca fiind format din 8 planete. Aceste neînțelegeri au fost raportate pe larg în presă.