Тайны девятой непланеты

13 марта 1930 года астроном Клайд Томбо телеграфировал в Гарвардский колледж из обсерватории Лоуэлла, одной из старейших в США, что открыл девятую планету Солнечной системы. Ее назвали Плутон. Спустя годы исследований ученые отказали небесному телу в праве быть планетой. Хотя споры вокруг этого вопроса не утихали долго. Что сейчас известно о Плутоне — рассказал Дмитрий Горинов, научный сотрудник отдела физики планет и малых тел Солнечной системы Института космических исследований РАН.

Текст: Наталия Лескова

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

1
Плутон был открыт по ошибке. Семь первых планет можно наблюдать или невооруженным глазом, или в телескоп. Нептун же стал первой планетой, которую открыли косвенно, теоретически, на кончике пера. Это были 1880-е. Ее сначала предсказали по гравитационному воздействию на соседний Уран, а потом уже увидели в телескоп. Логично было задаться вопросом: если так открыли восьмую планету, то гипотетическую девятую планету также можно обнаружить по гравитационным возмущениям восьмой планеты, Нептуна? Последовали ошибочные расчеты, которые показывали, что орбита Нептуна действительно находится под неким возмущением неведомого небесного тела, и даже было понятно, где искать это тело. И вот Клайду Томбо, ученику Персиваля Лоуэлла, самого известного астронома своего времени, было поручено найти эту планету. И он ее нашел. Позже выяснилось, что никакого гравитационного воздействия на орбиту Нептуна нет, что новая открытая планета слишком маленькая и ничего возмущать не может. Но Клайд Томбо был американцем, так что это открытие стало американская гордостью, а Плутон — «их» планетой.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

2
Название Плутон появилось по итогам открытого конкурса. Победил вариант британской школьницы Венеции Берни. Есть мнение, что такому выбору поспособствовали первые две буквы: П. Л.— это инициалы Персиваля Лоуэлла, учителя Клайда Томбо.

3
Очень долго все предположения про Плутон таковыми и оставались. Первые, слабые и грубые снимки Плутона позволил сделать телескоп Hubble. А какая-то ясность у ученых появилась лишь в 2010-е с пролетом миссии New Horizons. Хотя статус планеты оспаривали уже в 1990-е.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

4
Плутон двигается не как планета, а скорее как астероид. Его орбита очень сильно вытянута. И местами она даже заходит внутрь орбиты Нептуна, позволяя Плутону находиться ближе к Солнцу, чем Нептун. К тому же планеты лежат в одной плоскости — в плоскости эклиптики, а Плутон находится под углом к ней.

5
Один за всех. В 1950-е астроном Джерард Койпер теоретически предсказал наличие огромного пояса или облака всевозможных объектов — астероидов и комет за пределами орбиты Нептуна. Оттуда на Землю периодически долетают кометы. В 1978 году нашли почти равный по размеру спутник Плутона Харон. Сейчас известно еще пять маленьких спутников Плутона. Впоследствии подтвердилось и существование пояса Койпера. По мере развития астрономических методов, начиная с 1990-х, эти объекты начали открывать. Выяснилось, что таких, плутоноподобных,— несметное количество. И все они близки по размеру и составу, все имеют вытянутые орбиты под углом к плоскости эклиптики. Стало понятно, что Плутон — это одно тело из большого количества схожих. Тогда и встал вопрос, можно ли считать его планетой по совокупности всех тех странностей, которые с ним связаны. Уже в 2006-м Плутон убрали из списка планет.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

6
Год на Плутоне длится около 250 земных лет. Поэтому экспериментальных данных о его сезонных вариациях пока не накопилось. Но расчеты предполагают, что давление атмосферы между сезонами может меняться в четыре раза с конденсацией и испарением большого количества инея.

7
Температура на Плутоне вряд ли поднимается выше –240°C. Солнце удалено от него настолько, что видится маленькой светящейся точкой, чуть большей, чем звезда на небе. Поэтому разогрев на поверхности Плутона незначительный, к тому же разреженная атмосфера не дает заметного парникового эффекта.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

8
Объект вожделения астробиологов. Именно так Плутон и похожие на него объекты типа Энцелада — спутника Сатурна, или Европы — спутника Юпитера — выглядят в глазах ученых, которые ищут признаки жизни за пределами Земли. Присутствие жидкой воды сильно повышает шансы возникновения жизни и ее сохранения. Но надо понимать, что там, скорее всего, вода не чистая, не дистиллированная и не такого же состава, как на Земле: в ней может быть очень высокое содержание соли. Неизвестно, насколько она соленая, но в чем-то это может даже способствовать развитию жизни. Пробуриться внутрь ученые, скорее всего, в ближайшее время не смогут, потому что эта ледяная крышка имеет толщину около 100 км — и нижние ее слои под гигантским давлением будут иметь свойства, подобные металлу. Это невыполнимая задача при нынешних технологических возможностях. Но можно было бы провести более детальный анализ вещества, вышедшего из недр на поверхность Области Томбо, и узнать, какие органические вещества там присутствуют. Может, и не только на самой поверхности, а чуть-чуть вглубь, на несколько сантиметров или метров,— это бы более точно показало вещество недр, не измененное контактом с атмосферой.

9
Плутон состоит из смеси льда и каменных силикатных пород. Есть у Плутона и недра. Ученые посчитали плотность, построили гравитационные модели и предполагают, что он рыхлый и что вода у него не только снаружи, но и внутри. Но это неудивительно: на всех объектах за пределами пояса Койпера огромное количество воды в замерзшем состоянии. На Плутоне лед неоднородный — может быть и азотный, и привычный нам водяной лед, и СО-2 лед.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

10
Внутри Плутона происходит распад радиоактивных веществ. Есть внутреннее тепло, накопленное еще со времен формирования тела, плюс приливные взаимодействия, чему помогает его спутник Харон — разбалтывает внутри недра, разогревая их. А если недра разогреты и состоят из льда, значит, это уже не лед, а вода. Современные модели предполагают наличие океанического подземного слоя у Плутона толщиной более сотни километров. Что внутри этого океана — неизвестно, но что-то подобное ученые предполагают почти у всех объектов с твердыми поверхностями за пределами пояса астероидов.

11
Ледяное «сердечко» на поверхности. Или Область Томбо — это покрытый инеем (в основном — азотным) лед, образовавшийся, скорее всего, в результате криотектонических процессов. Считается, что на Плутоне есть тектоника, только вместо лавы, как на Земле или на Венере, на поверхность выходит жидкая вода с примесями, которая замерзает в лед.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

12
Плутон целиком состоял из загадок. Первое время было ничего не понятно. Что увидел Томбо? Маленькую белую точку на снимке. Можно было примерно оценить размеры этого тела, от него расстояние до Солнца, но с течением времени стало известно, что тело это ведет себя очень странно. Когда был запущен телескоп Hubble, мы получили очень слабые, грубые снимки Плутона и его спутника, всего несколько пикселей. Ясность появилась лишь в 2010-е с пролетом миссии New Horizons. А статус планеты начали оспаривать в 1990-е.

13
В 2006 году к Плутону была отправлена автоматическая межпланетная станция New Horizons. Эту миссию США продвигали еще c 1980-х. Идейный лидер проекта Алан Стерн предлагал запустить ее совместно с СССР, но в итоге он задержался почти на 40 лет. Американцы были у каждой планеты, кроме девятой (тогда это была еще девятая планета), поэтому надо было побывать и там. Пункта назначения АМС успешно достигла в 2015-м. Аппарат пролетел вблизи Плутона и получил эффектные и информативные снимки.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

14
Зря ли обидели Плутон? Астрономы открыли ящик Пандоры, но это неизбежно. Как обычно бывает, чем больше мы начинаем изучать, тем больше вопросов поднимается. Телескоп Hubble — это, конечно, здорово, но те снимки, которые он показывал, эти несколько пикселей — это не очень информативно. Но вот к Плутону была отправлена современная миссия New Horizons, и снимки моментально облетели весь мир и стали сенсацией. Особенно запомнилось ледяное «сердечко» на поверхности планеты. Но, главное, появилось представление о геологии, геоморфологии поверхности и ее примерного состава. Стало известно, что у Плутона есть азотно-метановая атмосфера.

15
Спутник Плутона Харон поменьше и похож по составу. Но в нем чуть больше льда, он менее плотный. Он не имеет атмосферы, по крайней мере, она не была зарегистрирована. Поэтому он не слишком интересен, хотя даже у него может быть слой жидкой воды, только поменьше толщиной. Согласно рабочей гипотезе, Харон не был захвачен извне, а родился вместе с Плутоном из одного и того же «теста». Произошло некое скользящее соударение, которое привело к формированию двух объектов: как в танце, они начали вместе кружиться друг вокруг друга, став двойной системой. Примерно так же, как, согласно одной из версий, возникли Земля и Луна.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

16
Плутон даже более разнообразный, чем Марс. Даже визуально Марс — красная пустыня. Конечно, есть там и полярные шапки, и потухшие вулканы, но все равно Плутон интереснее. Некий воображаемый «Плутоноход» мог бы исследовать разные области этого загадочного небесного тела.

17
Зачем изучать Плутон? Дмитрий Горинов уже много лет читает лекции, и на каждой его спрашивают, зачем это нужно. Его ответ: «Чтобы у людей была некая перспектива. Сидя на одной планете и не видя других, ты не понимаешь свою собственную. Знаете, как в психологии: если ты не общаешься ни с кем и изучаешь единственного человека — себя, то как тебе сформировать мнение, как работает психология разных людей. Никак. Даже себя невозможно познать, не познавая других.

То же самое и здесь — мы не можем познать нашу планету, не изучая то, что вокруг нас. А планеты вокруг нас очень интересные, каждая из них — отдельный мир, и каждый рассказывает какую-то историю. История эта — про наше прошлое и будущее. Это помогает нам ценить нашу планету, понимать, насколько равновесие призрачное и шаткое».

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран