Плутон радиус планеты. Масса и размер плутона

Вы не представляете, сколько людей расстроилось, когда было принято решение перестать считать Плутон планетой Солнечной системы. Дети, чья любимая мультипликационная собачка Плуто вдруг стала называться в честь непонятно чего. Напомним, что в древнегреческой мифологии это одно из имён бога смерти. Были опечалены химики и физики-ядерщики, нарёкшие этим именем плутоний – радиоактивный элемент, способный уничтожить всё человечество. А как быть астрологам? Несчастные шарлатаны десятилетиями дурили людей, описывая, насколько сильное влияние на их судьбу и характер оказывает этот разжалованный объект, и хорошо, если негодующие клиенты не предъявят им претензий материального характера.

Когда Плутон перестал считаться планетой?

Как бы то ни было, Плутон перестал считаться планетой в 2006 году. Мы должны смириться с этим и жить с осознанием этого факта. Не получается? Хорошо, тогда давайте забудем о чувствах и попытаемся взглянуть на ситуацию с точки зрения логики, к чему нас всегда призывает наука.

Разжалование Плутона произошло на 26-ой генеральной ассамблее Международного астрономического общества, состоявшейся в Праге, и это решение вызвало множество споров и возражений. Некоторые учёные хотели сохранить за ним статус планеты, но единственный аргумент, который они могли привести в обоснование своего желания, заключался в том, что “это нарушит традицию”. Дело в том, что нет, и никогда не было каких-либо научных оснований считать Плутон планетой. Это просто один из объектов пояса Койпера – огромного скопления разнородных небесных тел, находящихся за орбитой Нептуна. Их там, этих объектов, около триллиона. И все они представляют собой глыбы камня и льда, как, собственно, и Плутон. Он просто первый из тех, что нам удалось разглядеть.

Он, конечно, очень большой по сравнению с большинством своих соседей, но это не самый крупный объект в поясе Койпера. Таковым является Эрида, которая, если и уступает Плутону в размере, то совсем немного, настолько мало, что споры о том, кто из них больше, продолжаются до сих пор. Зато она на четверть тяжелее. Находится этот объект в два раза дальше от Солнца, чем Плутон. В Солнечной системе есть немало и других подобных небесных тел. Это и Хаумеа, и Макемане, и Церера, которая располагается в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. По мнению учёных, всего у нас может оказаться около сотни таких крепышей. Дожидающихся, когда их заметят.

Тут никакой фантазии не хватит. Ни мультипликаторам, ни химикам. Астрологам должно хватить, но их интересы мало кого из серьёзных людей волнуют. Вот как раз в этом-то и кроется основная причина того, почему мы перестали считать Плутон планетой. Потому что вместе с ним мы, по идее, должны возвести в этот ранг столько небесных тел, что само слово “планета” потеряет свой нынешний смысл. В связи с этим в том же 2006 году астрономы определили чёткие критерии для объектов, претендующих на этот статус.

Какие критерии для “планеты”?

Они должны обращаться вокруг Солнца, обладать гравитацией, достаточной для того, чтобы привести себя в более-менее сферическую форму, и практически полностью зачистить свою орбиту от иных объектов. Плутон срезался на последнем пункте. Его масса равна лишь 0.07% от массы всего того, что находится на его круговой траектории. Чтобы дать вам представление о том, насколько это ничтожно, сообщим, что масса Земли в 1700000 раз превышает массу прочей материи на её орбите.

Надо сказать, что Международное астрономическое общество оказалось не совсем уж бессердечным. Оно придумало новую категорию для небесных тел, удовлетворяющим только первым двум критериям. Теперь это карликовые планеты. И в знак уважения к тому месту, которое когда-то занимал в нашем мировосприятии и в нашей культуре Плутон, было принято решение называть карликовые планеты, находящиеся дальше Нептуна, “плутоидами”. Что, конечно, довольно мило.

И в том же самом году, в котором астрономы решили, что Плутон не может далее называться планетой, НАСА запустило космический аппарат “Новые горизонты” (New Horizons), в полётное задание которого входит посещение этого небесного тела. По состоянию на данный момент времени эта межпланетная станция выполнила свою задачу, передав на Землю множество ценнейших данных о Плутоне, а также живописных фотографий это карликовой планеты. Не поленитесь, найдите их в Интернете.
Будем надеяться, что интерес человечества к Плутону этим не ограничится. Он, в конце концов, находится на нашем пути к другим звёздам и галактикам. Мы ведь не собираемся сидеть в своей солнечной системе вечно.

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

История открытия

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

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

Всего лишь «карлик»

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

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

Совсем немного не хватило способностей, чтобы остаться планетой

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

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

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

Коротко о Плутоне

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На фоне шумихи в СМИ, вызванной американским космическим аппаратом «Новые Горизонты» , предлагаем Вам вспомнить историю Плутона, а так же разобраться в причинах, по которым его исключили из списка планет.

История Плутона

В конце XIX – начале XX в. ученые-астрономы со всего мира охотились за планетой, которую условно называли «Планетой X» . Она судя по исследованиям, была дальше Нептуна и оказывала существенное влияние на его орбиту. В 1930 г. Клайд Томбо, исследователь из обсерватории Лоуэлла в Аризоне, заявил, что наконец-то нашел эту планету. Открытие было сделано на основании изображений ночного неба, сделанных с интервалом в две недели, что позволяло отследить изменения в местоположении объектов. Право дать название новому небесному телу принадлежало обсерватории Лоуэлла, и выбор пал на вариант, предложенный 11-летней школьницей из Англии. Венеция Берни, именно так звали девочку, предложила назвать планету «Плутон », в честь римского бога подземного мира. По ее мнению, такое название очень хорошо подходило такой отдаленной, темной и холодной планете.

Диаметр Плутона , по последним данным, составляет 2370 км, а масса 1022 кг. По космическим меркам это крошечная планета: объем Плутона в 3 раза меньше объема Луны, а масса и вовсе в 5 раз уступает лунной. При этом площадь Плутона составляет 16.647.940 км2, что примерно равно площади России (17.125.407 км2).

Пояс Койпера

Когда ученые обнаружили Плутон , они считали, что ничего больше за орбитой Нептуна нет. Однако несколько десятилетий спустя исследователи полностью изменили свое мнение. Благодаря новым мощным телескопам ученые обнаружили, что в отличие от других планет нашей солнечной системы, Плутон по всей длине своей орбиты окружен множеством других объектов, каждый из которых имеет диаметр более 100 км, а по составу похож на сам Плутон. Скопление этих объектов стали называть поясом Койпера . Эта область простирается от орбиты Нептуна до расстояния 55 а.е. (астрономических единиц) от Солнца (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца).

Почему Плутон не планета Солнечной системы

Пояс Койпера не был проблемой до тех пор, пока ученые не стали обнаруживать в нем все большие и большие объекты, которые по размерам были сопоставимы с самим Плутоном.

2005 год стал богатым на открытия. В январе 2005 ученые обнаружили Эриду . Эта планета не только обладала собственным спутником, но и вплоть до июля 2015 года считалась больше самого Плутона . В том же году ученые обнаружили еще 2 планеты – Макемаке и Хаумеа , чьи размеры также сопоставимы с Плутоном.

Таким образом, имея 3 новые планеты (одна из которых считалась больше Плутона), ученые должны были принять серьезное решение: либо увеличивать количество планет в солнечной системе до 12, либо пересмотреть критерии классификации планет. В итоге 24 августа 2006 участниками XXVI Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза было принято решение изменить определение термина «планета» . Теперь, чтобы объект Солнечной системы официально назывался планетой, он должен соответствовать всем следующим условиям:

Обращаться по орбите вокруг Солнца;
не являться спутником другой планеты;
обладать достаточной массой, чтобы под действием собственных гравитационных сил принимать форму, близкую к шару (проще говоря — быть круглым);
силой гравитации расчищать окрестности своей орбиты от других объектов.

Ни Плутон, ни Эрида не соответствуют последнему условию, поэтому и не считаются планетами. Но что значит «расчистить орбиту от других объектов?».

Все очень просто. Каждая из 8 планет Солнечной системы является доминирующим гравитационным телом на своей орбите. Это значит, что при взаимодействии с другими, более мелкими объектами планета их либо поглощает, либо выталкивает прочь своей гравитацией.

Если рассмотреть ситуацию на примере нашей планеты, то масса Земли в 1,7 млн раз больше всех остальных тел на её орбите. Для сравнения, масса Плутона составляет всего лишь 0,07 от массы всех объектов на его орбите и этого абсолютно не достаточно для того, чтобы расчистить окрестности планеты от астероидов и других тел.

Для планет, которые не могут расчистить орбиту, ученые ввели новое определение — «карликовые планеты». Под эту классификацию попадают Плутон, Эрида, Макемаке и многие другие относительно крупные объекты нашей Солнечной системы.

Исследования Плутона. Результаты, полученные с «Новых Горизонтов».

Из-за своей удаленности и небольшой массы Плутон долгое время был одной из самых малоисследованных планет нашей Солнечной системы. В январе 2006 года НАСА запустила в космос автоматический межпланетный аппарат «Новые горизонты» , чьей основной миссией было изучение Плутона и его спутника Харона.

Поверхность «сердца Плутона»

В июле 2015, спустя 9 с половиной лет «Новые горизонты» достиг орбиты Плутона и начал передавать первые данные. Благодаря четким снимкам, сделанным станцией, ученые смогли сделать несколько важных открытий:

1. Плутон больше чем мы думали . Диаметр Плутона составляет 2.370 км, а значит, он все же больше Эриды, чей диаметр равен 2.325 км. Несмотря на это масса Эриды все так же считается на 27% больше массы Плутона.
2. Плутон красновато-коричневого цвета . Такой цвет, объясняется взаимодействием молекул метана в атмосфере Плутона и конкретным видом ультрафиолетового света, испускаемого как Солнцем, так и далекими галактиками.
3. У Плутона есть сердце и ледяные горы . Пролетая над планетой, «Новые Горизонты» засняли огромную светлую территорию в виде сердца. Как показали более детальные снимки, «сердце Плутона» , названное впоследствии областью Томбо, представляет собой местность, покрытую ледяным горами, которые достигают в высоту 3,400 м.
4. На Плутоне, возможно, выпадает снег . Согласно исследованиям, ледники на планете состоят из метана и азота, сильно видоизменяясь в течение года. Плутон совершает один оборот вокруг Солнца за 248 земных лет, значительно меняя свое расстояние от светила. В летние периоды, как предполагают ученые, ледники тают и испаряются в атмосферу, зимой выпадая обратно в виде снега.
5. У Плутона есть атмосфера, которая полностью состоит из азота . Как показывают исследования, азотная атмосфера Плутона стремительно улетучивается в космос. Интересно, что этот процесс во многом похож на тот, что происходил на Земле миллиарды лет назад. Избавление земной атмосферы от азота в конечном счете привело к появлению водорода и углекислого газа, благодаря которым и зародилась жизнь на нашей планете.