Атмосфера Плутона не испарилась в космос за последние несколько миллионов лет благодаря существованию Харона, периодически закрывающего Плутон от солнечного ветра, уносящего молекулы его воздуха.

Плутон (справа) и Харон (слева) находятся на расстоянии около 20 тысяч километров друг от друга

Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Icarus, Харон является своеобразным щитом, который оберегает атмосферу Плутона от уничтожения и перенаправляет большую часть потока солнечного ветра в стороны от карликовой планеты.

Когда зонд New Horizons прибыл в систему Плутона, руководитель миссии Алан Стерн (Alan Stern) и его команда с удивлением обнаружили, что Плутон обладает сложно устроенной атмосферой, в которой присутствуют облака, иногда идет снег и дуют ветра. Тогда же выяснилось, что Плутон взаимодействует с солнечным ветром. Как отмечали ученые из НАСА, поток заряженных частиц и плазмы почти не уносит молекулы газов из атмосферы Плутона в открытый космос, так как карликовая планета, по загадочным причинам, почти не взаимодействует с ним.

Ответом на эту загадку, Кэрол Пати (Carol Paty) из Технологического университета Джорджии в Атланте (США) Пати и ее коллега Джон Хэйл (John Hale), является Харон и то, как его временная атмосфера взаимодействует с солнечным ветром. Изучая полученные New Horizons данные, исследователи обратили внимание на то, что на поверхности Харона присутствуют крупные кратеры, при формировании которых большое количество водяного и азотного льда, составляющего основу «пород» этой луны Плутона, должно было испариться и сформировать временную атмосферу.

Как показали расчеты ученых, появление даже очень тонкой временной атмосферы на Хароне очень сильно поменяет то, как он будет взаимодействовать с солнечным ветром - при ее наличии он будет играть роль своеобразного щита, который будет отклонять в стороны поток протонов, испускаемых Солнцем, и не давать им сталкиваться с молекулами воздуха в атмосфере Плутона, что сильно замедлит «утечку» атмосферы планеты в космос.

Это объясняет то, почему Плутон до сих пор обладает атмосферой, несмотря на отсутствие у него магнитного поля. Однако результаты расчетов ученых оказались примерно в 2,5 раза ниже, чем реальные замеры скорости солнечного ветра и плотности его частиц, сделанные на New Horizons. Исследователи надеются, что дальнейший анализ данных поможет узнать, как возникло это расхождение, и позволят вычислить плотность и массу атмосферы Плутона в первые дни его жизни, которые позволят понять, из чего состояла первичная материя Солнечной системы.

Отметим, в последние 11 лет с атмосферой Плутона происходит что-то странное: ее размер вырос со 100 до 3 тысяч километров. Доклад об этом представила на очередном заседании Королевского астрономического общества в Уэльсе группа ученых, наблюдавших за этой карликовой планетой при помощи 15-метрового телескопа James Clerk Maxwell, расположенного на Гавайях.

Харон, луна Плутона

Открытие Плутона произошло в 1930 году, и вплоть до 2006 года он считался девятой планетой Солнечной системы, хотя его масса в пять раз меньше массы Луны, а объем - в три раза меньше лунного. Однако в конце XX - начале XXI веков было открыто множество объектов, по размерам сопоставимых с Плутоном. Так, Эрида, также входящая в пояс Койпера, оказалась на 27 процентов массивнее Плутона. Некоторые из этих объектов, согласно классификации Международной Астрономической Ассоциации, были причислены к категории малых планет.

С «развенчанием» Плутона как полноценной планеты согласились не все. Часть общественности и ряд ученых готовы серьезно бороться за права этого спорного объекта Солнечной системы. Так, новые данные показали, что диаметр основной «конкурентки» Плутона - Эриды - несмотря на большую массу, составляет меньше 2340 километров. Ранее его оценивали в пределах от 2400 до 2600 километров, тогда как диаметр Плутона - 2400 километров. Если информация подтвердится, то Плутон, по крайней мере, сможет вернуть себе статус самого крупного объекта в поясе Койпера.

В то же время Плутон - единственный известный исследователям объект за орбитой Нептуна, обладающий атмосферой. Как и большинство объектов в поясе Койпера, он состоит в основном из горных пород и льда. Минимальное расстояние, на которое Плутон приближается к Солнцу, составляет около 29,6 астрономической единицы, а максимальное - около 49,3, тогда как, к примеру, Земля удалена от Солнца всего на одну астрономическую единицу.

Когда Плутон удаляется от Солнца, его атмосферные газы постепенно замораживаются и оседают на поверхность в виде льда. При приближении к Солнцу температура на планете вновь повышается, и лед опять становится жидким, а потом и газообразным. Благодаря такому эффекту, похожему на земной парниковый, поверхность Плутона охлаждается, а не нагревается. Происходит это потому, что сама планета тепло не генерирует (она геологически пассивна и жизни там нет), а плотный «колпак» из пара препятствует прохождению солнечных лучей.

Атмосфера Плутона была открыта в 1985 году. В 2002 году команда астрофизиков под руководством Брюно Сикарди из Парижской обсерватории, Джеймса Л. Элиота из МТИ и Джея Пезечеффа из Уильямстаунского колледжа (Массачусетс) выяснила, что атмосферное давление на Плутоне составляет 0,3 паскаля, а температура на его поверхности - 43 кельвина, или -230,1 градуса по Цельсию. По теоретическим подсчетам, карликовая планета должна была быть более холодной и обладать более разреженной атмосферой.

Одна из версий, объясняющих этот феномен, состоит в том, что в 1987 году южный полюс Плутона впервые за 120 лет вышел из тени, что привело к повышенному испарению азота из полярных шапок. А в октябре 2006 года Дэйл Круикшенк и его коллеги из исследовательского центра NASA объявили о наличии на поверхности Плутона этана - производного замороженного метана, образующегося путем фотолиза или радиолиза, который способен и выделяться в атмосферу.

В результате активных наблюдений, которые велись с августа 2009 года по май 2010 года, астрономы пришли к выводу, что в настоящее время высота атмосферы бывшей девятой планеты Солнечной системы примерно равна четверти пути от самого Плутона до его самого крупного спутника Харона.

Что же «вспучило» газы вокруг Плутона? В 1989 году эта планета, обращающаяся по вытянутой орбите, сблизилась с Солнцем на максимальное расстояние. В принципе, это должно было привести к частичному испарению атмосферы и ее сжатию. Но, как видим, этого не произошло.

Кроме того, в атмосфере Плутона был обнаружен монооксид углерода, температура которого составляет около минус 220 градусов по Цельсию. До недавних пор единственным газом, наличие которого здесь было подтверждено научными данными, являлся метан. При этом предполагалось, что значительную часть атмосферы вокруг карликовой планеты составляет азот, который трудно зафиксировать.

Не исключено, что аномальное расширение атмосферы планеты связано с циклом активности Солнца, величина которого как раз составляет 11 лет. Но это лишь предположение, пока ничем не обоснованное.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram , чтобы быть в курсе самых интересных событий.

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.

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.

Спектрометрические измерения уверенно указывают на присутствие на Плутоне метана. Но неясно, относятся ли наблюдающиеся метановые полосы к атмосфере или к инею на поверхности. Вероятно, иней метана есть, но и существование атмосферы также доказано, причем она даже не очень разреженная. Вначале исследователи исходили из того, что она состоит из метана, и заключали, что атмосфера Плутона тонка, но на пределе возможностей современной аппаратуры ее удается обнаружить. В полученном спектре отражения Плутона имеются полосы у длин волн 620, 790 и 840 нм., которые совпадают с расчетным спектром поглощения метана. Эти полосы, вероятнее всего, относятся к газовой фазе.

Толщина атмосферы Плутона оценивалась всего в 7,3?10 22 молекул/см 2 (около 1/3 содержания углекислого газа в столбе атмосферы Марса). Но эта оценка относится только к метану. Напомним: у Тритона и Титана азотные атмосферы. В атмосфере Плутона азота тоже может быть много. Возможно и присутствие аргона. Согласно последним измерениям, атмосфера Плутона может быть более плотной, чем предполагалось. В 1988 г. наблюдалось покрытие Плутоном звезды: ее яркость убывала постепенно, в течение нескольких секунд, что несомненно указывает на довольно плотную атмосферу.

Глобальные колебания температуры Плутона должны приводить к накоплению конденсатов метана и азота в полярных шапках зимой и увеличению атмосферной массы летом, в период таяния полярных шапок. Согласно расчетам, уменьшение температуры всего на 2 градуса приводит к конденсации половины атмосферного метана на Плутоне. Поэтому содержание метана в атмосфере должно особенно сильно меняться в зависимости от положения Плутона на орбите, вызывающего сезонные изменения температуры.

Если на Земле смена сезонов в основном обязана наклону экватора планеты к ее орбитальной плоскости, то на Плутоне и Хароне к большому наклону экватора добавляется и большой эксцентриситет орбиты (0,25), что изменяет поток падающего на поверхность солнечного тепла на ±56% за 248 лет. Это приводит к глобальному потеплению в перигелии орбиты и к охлаждению в афелии. Плутон прошел перигелий в 1989 г. Вероятно, значительная часть отложений метана и азота перешла при этом с поверхности в атмосферу.

Ось вращения Плутона ориентирована в нашу эпоху так, что в перигелии и афелии он повернут экватором к Солнцу. Это делает сезонные эффекты довольно замысловатыми. В полярных областях Плутона смена сезонов, в целом, такая же, как на Земле - одна зима и одно лето за год, хотя есть различие между полушариями: в южном быстро наступает лето и медленно - зима, а в северном наоборот. Но в экваториальных областях друг друга сменяют четыре сезона: два сезона низкого Солнца и два - высокого, которые можно назвать «летними», но при этом одно лето более теплое, а другое - более прохладное. В период теплого лета температура достигает -220 °С, а в зимний период опускается до -240 °С. Расчет показывает, что в результате прецессии ось Плутона описывает конус вокруг оси его орбиты с периодом в несколько миллионов лет (у Земли этот период всего 26 тыс. лет). Поэтому примерно через миллион лет ось Плутона, подобно земной оси, будет в перигелии и афелии смотреть в сторону Солнца (под углом 33°), и смена сезонов станет проще: в каждом полушарии будет четкая смена зимы и лета, причем в одном из полушарий лето будет «жарче», чем в другом.

Неожиданный результат был получен при расчете структуры атмосферы Плутона. Оказалось, что из-за малого расстояния между Плутоном и Хароном у них должна быть общая атмосфера. Но это требует подтверждения. Если существующие оценки массы Плутона и Харона правильны, то метан в атмосфере Плутона находится на грани диссипации. Для сохранения метановой атмосферы требуются примерно такие параметры: масса Плутона 2,3?10 22 кг. (1/3 массы Луны), радиус 1400 км., средняя температура поверхности не более 52 К, максимальная 62 К. При этом сферическое альбедо должно быть около 0,45, а ускорение свободного падения у поверхности около 0,8 м/с 2 .

В 1988-91 гг. методами астрометрии удалось определить положение центра масс и оценить среднюю плотность Плутона как 1,8-2,1 г/см 3 ., что типично для силикатно-ледяных тел вроде Тритона, Титана или Ганимеда. Плотность Харона получилась равной 1,2-1,3 г/см 3 . Отсюда следовало, что состав Плутона - это каменные породы и водяной лед, а Харон - это аналог ледяных спутников Сатурна. Такое различие должно было указывать на независимое происхождение этих небесных тел. Однако позже были получены иные оценки: расстояние между центрами компонентов 19640 км., диаметр Плутона 2300 км., диаметр Харона 1200 км. Полная масса системы 1,46?10 22 кг., из которых на Харон приходится около 10%. Отсюда плотность Харона 1,7 г/см 3 , что заметно ближе к плотности Плутона. Таким образом, вопрос о происхождении Плутона и Харона остается открытым до более детального их исследования.

Плутон является не только одной из самых маленьких планет Солнечной Системы, он также является самой далекой и самой слабо изученной среди всех других крупных обитателей Солнечной системы, поэтому открытия, связанные с Плутоном, происходят не так уж часто.

На сегодня совершенно точно известно, что Плутон в 5 раз меньше Земли, он преимущественно состоит из горной породы и льда. Плутон в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, поэтому тепла и света здесь немного - температура на поверхности опускается порой до минус 220 градусов. Атмосферное давление здесь примерно в 1 000 раз меньше земного и составляет примерно 0,015 миллибар.

И тем не менее, атмосфера на Плутоне есть и о ее существовании известно уже около 30 лет. До сих пор считалось, что атмосфера Плутона - это тонкая пленка газов, в основном азота, с небольшими добавками метана и, возможно, окиси углерода (СО). Когда эта планета-карлик удаляется от Солнца на своей 248-летней орбите ее атмосфера замерзает и в буквальном смысле падает на поверхность планеты. Когда Плутон вновь начинает приближаться к Солнцу, температура там поднимается в замерзшие элементы и вновь превращаются в газ, создавая атмосферу.

Однако до сих пор астрономы занимались только верхним слоем атмосферы Плутона, причем делалось это тогда, когда свет от близлежащих звезд не мешал наблюдать за Плутоном. В результате серии наблюдений, ученые выяснили, что верхняя атмосфера планеты примерно на 50 градусов теплее поверхности, где средняя температура колеблется в районе отметки минус 170-180 градусов по Цельсию.

Теперь при помощи специального спектрографа CRIRES (CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph) установленного на телескопе Very Large Telescope в Чили, удалось установить, что значительно теплее не только верхние, но и нижние слои атмосферы. Таким образом, если на поверхности Плутона температура составляет около минус 180 градусов, то в атмосфере она не опускается ниже 120-130 градусов.

На Земле все не так - температура тем выше, чем ближе к поверхности планеты. Изменение может составлять от 6 до 8 градусов на каждый километр атмосферы. На Плутоне "потепление" идет снизу-вверх, причем колебания могут составлять около 15 градусов на каждый километр атмосферы.

"Удивительно, что нам удалось провести наблюдения за атмосферой, которая меньше земной в 100 000 раз и находится на планете, расположенной на границе Солнечной системы", - говорит соавтор исследования Ханс-Ульрих Кейфль.

По его словам, причина, по которой поверхность Плутона так холодна, кроется в атмосфере. "Это похоже на то, как вода испаряется с поверхности тела, охлаждая его. Таким образом атмосфера буквально вытягивает тепло из планеты. В этой связи Плутон немного похож на кометы, где также имеется сублимирующий лед", - говорит он.

Последние наблюдения показали, что метан - это второй по распространенности элемент в атмосфере Плутона. "Метана там достаточно для того, чтобы он играл ключевую роль в процессе теплообмена и объяснял высокую температуру атмосферы", - говорит ученый.

На сегодня у специалистов есть две модели, объясняющие уникальные явления на Плутоне. Согласно первой, поверхность планеты покрыта тонким слоем метана, который препятствует сублимации замороженного азота. Согласно второй, этот же метан находится не на поверхности, а в самом нижнем слое атмосферы.

Прояснить ситуацию ученые надеются в 2015 году, когда к Плутону прибудет орбитальный зонд New Horizons.