ПЛУТО́Н

Плутон и его крупнейшие спутники (фото космического телескопа «Хаббл», 2006).

ПЛУТО́Н, кар­ли­ко­вая пла­не­та № 134340, от­но­ся­щая­ся к поя­су транс­неп­ту­но­вых объ­ек­тов (ТНО). До 2006 П. счи­тал­ся 9-й пла­не­той Сол­неч­ной сис­те­мы. В 2006 Ме­ж­ду­нар. ас­тро­но­мич. со­юз ус­та­но­вил но­вые кри­те­рии для по­ня­тия «пла­не­та», в свя­зи с чем П. был пе­ре­ве­дён в ка­те­го­рию кар­ли­ко­вых пла­нет и от­не­сён к ма­лым те­лам Сол­неч­ной сис­те­мы.

История открытия

П. от­крыт в 1930 амер. ис­сле­до­ва­те­лем К. Том­бо: срав­ни­вая боль­шое чис­ло фо­то­гра­фич. пла­сти­нок, он об­на­ру­жил край­не сла­бый объ­ект (ок. 15 ви­зу­аль­ной звёзд­ной ве­ли­чи­ны), мед­лен­но пе­ре­ме­щаю­щий­ся сре­ди звёзд. Фо­то­съём­кой был ох­ва­чен сек­тор не­бо­сво­да, в ко­то­ром, как ука­за­ли в 1909 амер. ас­тро­но­мы П. Ло­велл и У. Г. Пи­ке­ринг, воз­мож­но рас­по­ло­же­ние не­из­вест­ной пла­не­ты, вы­зы­ваю­щей не­зна­чит. от­кло­не­ние по­ло­же­ний Ура­на и Неп­ту­на от рас­чёт­ных. Од­на­ко П. был най­ден не со­всем там, где ожи­да­лось, а его мас­са ока­за­лась слиш­ком ма­лой, что­бы объ­яс­нить на­блю­дае­мые воз­му­ще­ния ор­бит этих пла­нет. В 1930–31 ис­хо­дя из ве­ли­чи­ны бле­ска П. и его ор­би­таль­ных па­ра­мет­ров бы­ла оце­не­на мас­са П. (при­мер­но 1 мас­са Зем­ли). В даль­ней­шем эта оцен­ка не­од­но­крат­но под­вер­га­лась ре­ви­зии, не­из­мен­но в сто­ро­ну умень­ше­ния.

Основные характеристики

Боль­шая по­лу­ось ор­би­ты (ср. рас­стоя­ние П. от Сол­н­ца) со­став­ля­ет 39,3 а. е. (ок. 5900 млн. км). Ор­би­та П. на­кло­не­на к плос­ко­сти эк­лип­ти­ки под уг­лом 17,2°; экс­цен­три­си­тет ор­би­ты ра­вен 0,25. Си­де­рич. пе­ри­од об­ра­ще­ния П. во­круг Солн­ца ок. 247,7 зем­ных лет (со вре­ме­ни его от­кры­тия П. сде­лал лишь треть обо­ро­та во­круг Солн­ца). Ср. ор­би­таль­ная ско­рость П. рав­на 4,7 км/с.

Мас­са П. со­став­ля­ет 1,3·10 22  кг (0,0022 мас­сы Зем­ли), эк­ва­то­ри­аль­ный ра­ди­ус – ок. 1185 км (ок. 0,18 ра­диу­са Зем­ли), ср. плот­ность П. рав­на 2030 кг/м³. Пе­ри­од вра­ще­ния П. со­став­ля­ет 6,39 зем­ных су­ток, ус­ко­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния рав­но 0,58 м/с².

Ср. по­ток сол­неч­но­го из­лу­че­ния на ор­би­те П. со­став­ля­ет 0,88 Вт/м² (в 1545 раз мень­ше, чем на ор­би­те Зем­ли). В 2014 П. был ви­ден на не­бе Зем­ли как све­ти­ло при­мер­но 14 звёзд­ной ве­ли­чи­ны. Солн­це с ор­би­ты П. вы­гля­дит ос­ле­пи­тель­но све­тя­щей­ся точ­кой.

По­ло­же­ние ор­бит Неп­ту­на и П. со­от­вет­ст­ву­ет ре­зо­нан­су 3:2, что ука­зы­ва­ет на не­ко­то­рые осо­бен­но­сти про­ис­хо­ж­де­ния П. В 1936 вы­дви­ну­та ги­по­те­за о том, что П. был од­ним из спут­ни­ков Неп­ту­на, но в ре­зуль­та­те сбли­же­ния с не­из­вест­ной пла­не­той ока­зал­ся вы­бро­шен из сис­те­мы Неп­ту­на, в то вре­мя как круп­ней­ший спут­ник Неп­ту­на (Три­тон) пе­ре­шёл на не­обыч­ную ор­би­ту с об­рат­ным вра­ще­ни­ем. Вы­пол­нен­ные в 1984 рас­чё­ты по­ка­за­ли, что Три­тон и П. име­ют не­за­ви­си­мое про­ис­хо­ж­де­ние.

Из-за боль­шо­го экс­цен­три­си­те­та ор­би­ты П. с 1979 по 1999 рас­по­ла­гал­ся бли­же к Солн­цу, чем Неп­тун. Од­на­ко ор­би­та П. су­ще­ст­вен­но на­кло­не­на к плос­ко­сти эк­лип­ти­ки, по­это­му ор­би­ты Неп­ту­на и П. ни­ко­гда не пе­ре­се­ка­лись: на про­тяже­нии все­го пе­рио­да на­блю­де­ния П. на­хо­дил­ся к се­ве­ру от плос­ко­сти эк­лип­ти­ки (в 2014 уда­лён­ность П. от неё со­став­ля­ет ок. 10 а. е.).

До­ка­за­но су­ще­ст­во­ва­ние ат­мо­сфе­ры П., со­стоя­щей пре­им. из ме­та­на и азо­та; воз­мож­но так­же при­сут­ст­вие ар­го­на и не­она. Из-за боль­шо­го экс­цен­три­си­те­та ор­би­ты П. по­ток па­даю­ще­го на его по­верх­ность сол­неч­но­го из­лу­че­ния на про­тя­же­нии пе­рио­да об­ра­ще­ния силь­но из­ме­ня­ет­ся (до D 56%). В ре­зуль­та­те воз­ни­ка­ют гло­баль­ные из­ме­не­ния темп-ры, ко­то­рые долж­ны при­во­дить к на­ко­п­ле­нию кон­ден­са­тов ме­та­на и азо­та в по­ляр­ных шап­ках зи­мой и уве­ли­че­нию мас­сы ме­та­на и азо­та в ат­мо­сфе­ре ле­том.

Спутники

Уже в 1978 бы­ло до­ка­за­но, что чуть вы­тя­ну­тая фор­ма изо­бра­же­ния П. на фо­то­сним­ках оз­на­ча­ет на­ли­чие у не­го спут­ни­ка. Раз­ме­ры круп­ней­ше­го спут­ни­ка П. (Ха­ро­на) срав­ни­мы с П., а вы­со­та его кру­го­вой ор­би­ты в 20 раз мень­ше рас­стоя­ния от Зем­ли до Лу­ны, по­это­му пра­во­мер­но счи­тать П. двой­ной пла­не­той. Тем не ме­нее при­ня­то го­во­рить о П. и его спут­ни­ке Ха­ро­не. Воз­мож­но, что из-за ма­ло­го рас­стоя­ния ме­ж­ду П. и Ха­ро­ном они мо­гут иметь об­щую ат­мо­сфе­ру.

П. и Ха­рон по­сто­ян­но об­ра­ще­ны друг к дру­гу од­ной и той же сто­ро­ной и об­ра­ща­ют­ся во­круг об­ще­го ба­ри­цен­тра с пе­рио­дом 6,39 зем­ных су­ток (рав­ным пе­рио­ду вра­ще­ния П.). По из­ме­рен­но­му пе­рио­ду вра­ще­ния и ра­диу­су ор­би­ты уда­лось оп­ре­де­лить об­щую мас­су сис­те­мы Плу­тон – Ха­рон (1,47·10²² кг). От­но­ше­ние масс Ха­ро­на и П. (1:8) вы­ше, чем у лю­бой дру­гой па­ры спут­ник – пла­не­та. От­кры­тие Ха­ро­на сыг­ра­ло ре­шаю­щую роль в ра­ди­каль­ном сни­же­нии оцен­ки мас­сы Плу­то­на.

Плос­кость ор­бит ком­по­нен­тов сис­те­мы Плу­тон – Ха­рон рас­по­ло­же­на от­но­си­тель­но Зем­ли так, что в пе­ри­од 1985–91 на­блю­да­лись их сис­те­ма­тич. вза­им­ные за­тме­ния, длив­шие­ся по неск. ча­сов. Это по­зво­ли­ло не толь­ко уточ­нить раз­ме­ры ком­по­нен­тов, но и ис­сле­до­вать рас­пре­де­ле­ние аль­бе­до по их по­верх­но­сти. Сле­дую­щий пе­ри­од за­тме­ний по­вто­рит­ся толь­ко че­рез 124 го­да. Умень­ше­ние бле­ска при за­тме­ни­ях со­став­ля­ло по­оче­рёд­но 4 и 8%, из че­го был сде­лан вы­вод о том, что по­верх­ность Ха­ро­на на 30% тем­нее, чем по­верх­ность Плу­то­на.

От­кры­тие Кой­пе­ра поя­са по­зво­ли­ло по-но­во­му взгля­нуть на про­бле­му об­ра­зо­ва­ния двой­ной сис­те­мы Плу­тон – Ха­рон. Объ­ек­ты поя­са Кой­пе­ра сфор­ми­ро­ва­лись срав­ни­тель­но не­да­ле­ко от Солн­ца, на ок­раи­не пла­нет­ной сис­те­мы. Вме­сто П. и др. ТНО здесь мог­ла бы сфор­ми­ро­вать­ся ещё од­на пла­не­та, но из-за вза­им­ной уда­лён­но­сти и край­не мед­лен­но­го дви­же­ния ТНО это­го не про­изош­ло в те­че­ние 4,5 млрд. лет су­ще­ст­во­ва­ния Сол­неч­ной сис­те­мы.

Кро­ме Ха­ро­на, у П. най­де­ны 2 мень­ших спут­ни­ка – Ник­та и Гид­ра (рис.), а так­же мно­го­числ. бо­лее мел­кие спут­ни­ки. Оцен­ки раз­ме­ров Ник­ты и Гид­ры (при раз­ных пред­по­ло­же­ни­ях об их аль­бе­до) со­став­ля­ют от 46 до 167 км.

К П. 19.1.2006 был за­пу­щен КА «Нью Хорайзонс» (НАСА, США). Он дол­жен сбли­зить­ся с П. в ию­ле 2015 и ис­сле­до­вать пла­не­ту в про­лёт­ном ре­жи­ме. Бу­дут под­роб­но изу­че­ны не­од­но­род­но­сти по­верх­но­сти П. (со­стоя­щей гл. обр. из азот­но­го и ме­та­но­во­го льдов), свой­ст­ва раз­ре­жен­ной ат­мо­сфе­ры, фа­зо­вые пе­ре­хо­ды ком­по­нен­тов ат­мо­сфе­ры и по­верх­но­сти, спут­ни­ки и др. осо­бен­но­сти сис­те­мы Плу­то­на.