Главная Фотогалерея Рефераты Новости Видеогалерея Статьи  
 
 
Cодержание
 
   

Планета Плутон

История открытия Плутона

Плутон фотоПервым, кто предсказал существование Плутона стал Урбен Леверье. В 1840 году ему даже удалось примерно определить местонахождение этой неизвестной на тот момент планеты.  Все доказательства ученого о существовании Плутона в Солнечной системе основывались на законах ньютоновой механики.

Следующим, кто продолжил поиск Плутона стал Персиваль Лоуэлл. Еще в начале двадцатого века он решил организовать крупный проект, нацеленный на розыски "девятой" планеты, которую сначала назвали "Планетой Х". В результате долгой и упорной работы ученых, весной 1915 года в личном научном центре Лоуэлла были получены две нечеткие фотографии искомого объекта.

Далее, в 1840 году поиск Плутона продолжили сотрудники обсерватории Маунт-Вальсон под руководством Милтона Хьюмасона, которому удалось заснять слабые очертания "Планеты Х" на фотопластинку.

В 1929 году новый директор научного центра Лоуэлла - Весто Мелвин Слайфер решил возобновить поиски Плутона, доверив двадцатитрехлетнему Клайду Томбо всю основную работу. Тогда в обязанности молодого астронома входило получение фотографий ночного неба с двухнедельным интервалом. После года работы Клайд обнаружил тело, предположительно совершающее движения. Факт находки подтвердился  следующей партией исследовательских фотографий. За совершенное открытие в марте 1930 Томбо удостоили золотой награды крупного Астрономического сообщества.

Происхождение названия планеты Плутон

Право на "наречение" небесного тела решили оставить за сотрудниками центра Лоуэлла. Ученым было необходимо дать имя новой планете как можно скорее, чтобы их не опередили другие. Предложения с названиями в огромном количестве стали поступать со всех уголков Земли. Констанция Лоуэлл - вдова владельца обсерватории, также решила принять участие в выборе имени для только что открытой планеты. Сначала она предложила назвать ее в честь древнегреческого бога Зевса, затем в честь своего покойного мужа. В итоге идеальным вариантом имени для новой планеты она посчитала свое. Все эти предложения почти сразу были отклонены учеными.

Персиваль Лоуэлл ajnjСамо название "Плутон" было предложено юной ученицей Оксфорда - Венецией Берни. Увлечения этой девочки не ограничивались лишь одной астрономией. Она также много изучала древнегреческую мифологию. Исходя из своих предпочтений, она решила, что имя бога царства мертвых станет лучшим вариантом названия для темного и неизведанного космического объекта.

Как-то утром Венеция рассказала о своей задумке дедушке - Фолконеру Мейдану, который был знаком с профессором Гербертом Тернер. Он также посчитал это название подходящим для недавно открытой планеты, о чем вскоре сообщил астрономам из США. Вскоре предложение английской школьницы было принято, за что она получила символическую награду от Мейдана в размере пяти фунтов стерлингов.

Поиски "Планеты Икс"

Через некоторое время после того, как был открыт Плутон, у некоторых ученых появились сомнения по поводу того, что он и лоуэлловская "Планета Х" являются одним и тем же объектом. Причиной этому стала тусклость планеты, а также отсутствие очертаний ее диска. В середине прошлого столетия показатели массы Плутона начали подвергаться регулярному пересмотру  в пользу уменьшения. Точные данные о величине планеты исследователи смогли  получить лишь после обнаружения ее спутника - Харона, которое состоялось в 1978 году. Показатели его массы, которые ограничились лишь  0,2%  от нашей планеты, посчитали недостаточными для ранее выявленных несоответствий в орбите планеты Уран.

Дальнейшие попытки обнаружить "Планету Икс" не дали положительных результатов. Во время направления спутника "Вояджер-2" в месторасположение Нептуна была получена информация, отталкиваясь от которой ученые решили пересмотреть массу Нептуна в пользу ее уменьшения на полпроцента. Только в конце 20 века ученым Майлсом Стэндишом, занимавшимся перевычислением гравитационного влияние Нептуна на Уран, ликвидировались несоответствия в орбите Урана, вместе с чем исчезла необходимость продолжать розыск "Планеты Икс".

Сегодня большинство ученых убеждены, что открытие Лоуэллом "Планеты Х" стало обычной случайностью.

Хронология событий

  • 1906-1916 - Ученые из США Персиваль Лоуэлл предположил наличие в "Планеты-Х" в нашей Солнечной системе, или как принято назвать ее в обиходе ученых, - девятой планеты
  • 12 марта 1930 - Клайд Томбо - работник центра Лоуэлла сумел зафиксировать объект, схожий по всей параметрам с девятой планетой
  • 25 марта 1930 - Обнаруженной планете присвоили имя Плутон
  • 24 августа 2006 - Плутон причислили к виду карликовых планет, перестав относить его к виду стандартных
  • Август 2112 - Плутон впервые со времен его обнаружения достигнет афелия
  • 2178 - Плутону впервые со времен его обнаружения удастся замкнуть круг движения вокруг Солнца

Обрита планеты Плутон

Орбита ПлутонаПоложением своей орбиты Плутон сильно  выделяется на фоне всех планет, вращающихся вокруг нашей звезды. Все дело в том, что угол его наклона составляет 17° относительно эклиптики. Орбиты иных планет, за исключением Меркурия, имеют округлые очертания и составляют более острый угол в соотношении с ее плоскостью.

Плутон находится от Солнца на дистанции 5, 9 млрд. км. Из-за значительного наклона орбиты планеты, одна ее часть иногда находится от звезды на меньшем расстоянии, нежели Нептун. В последний раз Плутон был замечен в такой позиции в 1979 и 1999 годах. Примерные вычисления говорят о том, что до открытия Плутон пребывал в таком положении в 1735 и 1749 годах ( разница 14 лет). Хотя предыдущий период между сменами подобных позиций Плутона  (1483 и 1503 год) составил 20 лет.

Из-за значительного наклона орбиты Плутона, его взаимодействие с орбитой Нептуна исключено. Даже более того - эти планеты всегда находятся на дальней дистанции друг от друга, которая составляет около 17 а.е.

Положение орбиты Плутона возможно рассчитать только на несколько миллионов лет вперед, и также назад. Причиной тому является нестабильная траектория движения Плутона, которая и не дает ученым точно спрогнозировать его дальнейший путь. Хотя, если наблюдать за  передвижением данной планеты в течение относительно небольшого промежутка времени, станет казаться, что оно достаточно предсказуемо. В реале проекция орбиты Плутона все время изменяется с завершением каждого периода, поэтому предсказать ее положение можно только на ограниченный срок.

Орбиты Нептуна и Плутона

Орбита Нептуна и Плутона схемаЗа время, которое затрачивает Плутон на совершение трех кругов вокруг Солнца, Нептун делает только два. Это значит, что эти планеты постоянно пребывают в орбитальном резонансе в соотношении 3:2. По аналогичной проекции орбит других планет они должны пересекаться. Но этого не происходит. Случается, что Плутон сближается с Ураном, но соприкосновение их орбит по-прежнему невозможно по причине того же резонанса. Во все циклы Плутона, заканчивающиеся проходом перигелия, Нептун всегда оказывается позади него. И, когда Плутон вновь достигнет перигелия, Нептун окажется ровно на таком же расстоянии от Плутона, как и после завершения  первого круга, только впереди. А когда две планеты будут находиться по одну сторону от Солнца, одновременно образуя с ним единую линию, Плутон перейдет в афелий.

Именно поэтому Плутон никогда не сможет сблизиться с Нептуном более, чем на 17 а.е. А его приближение к Урану возможно максимум на 11 а.е.

 Ранее существовало предположение, что некогда Плутон исполнял роль спутника Нептуна. Но данная гипотеза была полностью опровергнута, когда ученые доказали, что орбиты данных планет сохраняют стабильный орбитальный резонанс уже миллионы лет.

Дополнительные факторы, влияющие на орбиту Плутона

Плоды долгой и упорной работы астрофизиков всего мира помогли установить, что способы и сила взаимодействия  между Нептуном и Плутоном уже на протяжении многих миллионов лет не изменяются. А способствуют данному явлению два фактора.

Фактор первый

Постоянная поддержка определенной дистанции между Нептуном и Плутоном обеспечивается тем, что перигелий Плутона всегда находится близко к прямому углу. Это является результатом эффекта Козаи, заключающимся в соотношении эксцентриситета планеты и ее наклона ( Плутона), учитывая свойства более объемного объекта ( Нептуна). По расчетам амплитуда либрации Плутона по отношению к Нептуну равно 38°. Исходя из этих данных, можно легко рассчитать наименьший угол разделения перигелия Плутона с орбитой Нептуна, который будет равен  52°. (90°-38°).

Фактор второй 

Следующим фактором, влияющим на поддержание взаимодействия между планетами на одном уровне является то, что долготы орбитальных углов Нептуна и Плутона лежат выше вышеуказанных колебаний. Когда точки пересечения эклиптики этих двух планет совпадают, меньшая планета ( Плутон) будет располагаться выше большей (Нептун). То есть, в момент, когда Плутон настигнет орбиту Нептуна, зайдя максимально глубоко на линию ее проекции, одновременно произойдет отклонение первого объекта от плоскости второго. Такое явление получило название суперрезонанс 1:1.

Физические характеристики Плутона

Значительное расстояние, которое отделяет Землю от Плутона, делает сложнее  подробное исследование небесного тела. Получение свежих фактов об этом небольшом небесном объекте планируется только в 2015 году, когда в местонахождение Плутона будет запущена машина "Новые горизонты".

Визуальные характеристики и строение

макет планеты ПлутонВ связи с немалой дистанцией, разделяющей Плутон от нашей планеты, с его наблюдением не всегда справляются даже самые мощные телескопы. Выглядит Плутон почти всегда расплывчато из-за слишком маленьких размеров его углового диаметра. Он составляет всего лишь 0,11″. Самые мощные аппараты при максимальном приближении обычно фиксируют изображение круглого объекта светло-коричневого цвета. Исследования показали, что его 98% его поверхности составляет азот льда с примесями моноокиси углерода и метана.

Некоторые уточнения данных, снятых с телескопа "Хаббл", ученые смогли получить методом компьютерной обработки кадров. На них отмечается затемнение более яркой области планеты, которая начинает осуществлять меньшие колебания, чем более светлая часть. Прибегая к этому способому, возможно выяснить среднюю яркость пары Плутон-Харон, а также отслеживать ее на протяжении длительного времени. Полоса темного окраса, находящаяся чуть ниже экватора объекта отличается более сложным окрасом, что может говорить о том, что его поверхность постоянно подвергается каким-то изменениям. И, скорее всего, они связаны с механизмами ее формирования.

Масса и размеры Плутона

Ученые, изначально принявшие Плутон за "Планету Х", вычисляли его массу, исходя из ее предполагаемого воздействия на орбиту Урана и Нептуна. В середине двадцатого века стали считать, что показатели массы Плутона и Земли являются почти одинаковыми. В ходе дальнейших исследований, показатели предполагаемой массы Плутона пошли на убыль. В 1971 году значение ее величины стали сопоставлять с габаритами Марса. В 1978 году ученым удалось наиболее точно вычистить альбедо Плутона, обнаружив, что оно равно альбедо льда метана. Взяв во внимание данный факт, астрофизики пришли к выводу, что масса Плутона не может составлять больше 1% от Земли.

Обнаружение в том же году Харона - спутника Плутона, помогло вычислить всю массу системы Плутона. Производя ее измерения, ученые опирались на третий закон Кеплера. В результате было выявлено, что масса системы Плутон-Харун составила 0,24% массы Земли. Но так как точное соотношение габаритов Плутона и Харона сегодня назвать не сможет никто, то рассчитать точную массу самой планеты ученые пока не в силах.

Плутон является одним из мелкогабаритных объектов Солнечной системы. Данное сравнение объемов Плутона применительно не только к планетам, но и к некоторым спутникам. Даже Луна значительно превосходит Плутон по своим размерам. Плутон составляет только  20% от массы земного спутника.

Атмосфера Плутона

Атмосфера данной планеты представляет из себя тонкую оболочку, образованную в процессе испарения с поверхности ее льда таких соединений, как монооксид углерода, матан и азот.  По мере сближения Плутона с Солнцем, его льды начинают переходить в газообразное состояние. А по мере удаления планеты от Солнца, эти газы начинают кристаллизовываться, постепенно опускаясь на ее поверхность. Средняя температура  нижних слоев атмосферы Плутона составляет примерно -230 °C. Но в верхних слоях она значительно выше - около -170°С.

Атмосферу Плутона стали изучать в 1985 году. К этому шагу ученых подтолкнуло наблюдение покрытия им звезд. Ученые смогли выявить наличие оболочки у данной планеты очень простым способом. Процесс покрытия звезды происходит быстро только в том случае, если у покрываемого объекта атмосфера полностью отсутствует. Но, если очертания звезды тускнеют постепенно, что произошло в случае с Плутоном, то это указывает на наличие у объекта оболочки.

Спутники Плутона

У Плутона имеется пять естественных спутников. Самый первый - Харон, который  в 1978 году обнаружил ученый Джеймс Кристи. Еще два подобных объекта меньшего размера открыли в 2005 году. А Кербер - четвертый спутник Плутона зафиксировал аппарат "Хаббл" в 2011 году. Уже в 2012 сделали объявление о находке последнего - пятого спутника, которого ученые назвали "Стиксом".

Спутники Плутона находятся на меньшем к нему расстоянии, нежели все известные спутники иных планет Солнечной системы.

Данные "Хаббл" также помогли установить приблизительные размеры спутников Плутона. Ученые заявляют, что у этой планеты не имеется спутников, диаметр которых смог бы превысить 12 км.

Харон

Астрономы обнаружили этот спутник в 1978 года. Харон назвали в честь мифического персонажа, который по легенде переправлял души мертвых по реке Стикс. Его объем лишь на малую часть превышает половину объема Плутона. Диаметр Харона приблизительно равен 1205 км.

Ученым, исходя их итогов исследования покрытия звезды Хароном, которое происходило в 1980 году, удалось с достаточной точностью рассчитать его радиус. В этом же году были получены данные, позволяющие оценить радиус орбиты данного спутника. Но сегодняшние наблюдения, проводимые более современными машинами, позволили провести переоценку этой величины. Да данный момент принято считать, что примерный радиус орбиты Харона равен 19628-19644 км. 

Многие астрономы называют Харон и Плутон парной планетой. Эти доводы основываются на том, что барицентр системы этих двух объектов не лежит на поверхности Плутона.

В 2007 году работники научного центра Джемини обнаружили на поверхности Харона водяные кристаллы с гидратами аммиака. Исходя из данного факта, можно предположить существование на спутнике криогейзеров.

Гидра и Никта

В 2005 году Фото еще двух спутников Плутона были получены астрономами, работающими с мощной машиной "Хаббл". В 2006 году объекты получили свои официальные названия: Никта и Гидра. Эти небольшие спутники расположены дальше Харона примерно в 2 или 3 раза. Первый спутник - Гидра находится от Плутона на дистанции 65 тыс. км. А второй - Никта, расположен на расстоянии от планеты в 5 тыс. км. Никта и Гидра  находятся в резонансном соотношении друг с другом 6:1, а с Хароном в 4:1. Орбиты этих двух спутников имеют округлые очертания. Выявление их особенностей и отличий от других объектов Солнечной системы ведется и по сей день. Астрономами было замечено, что яркость Гидры зачастую проявляется сильнее, чем у Никты. И это может говорить о том, что поверхность первого спутника лучше отражает солнечный свет, чем поверхность второго.

Диаметр Гидры предположительно равен 61 км, а диаметр Никты -  46 км. Открытие этих небольших спутников сподвигло ученых на новые размышления о возможном наличии у Плутона некой системы колец, как у Юпитера. Но анализ работы телескопа "Хаббл" опроверг все предположения на этот счет. Даже, если кольцевая система у Плутона и существует, то она может достигать лишь 1000 км в ширину, что будет характеризовать ее, как незначительную.

Кербер и Стикс

В 2011 года телескоп "Хаббл" зафиксировал еще одно тело, вращающееся вокруг Плутона, приблизительный диаметр которого составил 13-34 км. И только в прошлом году ему было присвоено название Кербер.

В 2012 году был замечен еще один объект, вращающийся вокруг Плутона. Год спустя данный спутник получил имя Стикс. Ученые также успели рассчитать примерный диаметр Стикса, который составил 15-25 км. Также удалось выяснить, что данный спутник находится от Плутона на расстоянии 47 тыс. км.

Пояс Койпера

Происхождение Плутона на протяжении долго времени оставалось загадкой для многих ученых-астрономов всего мира. В 1936 году Реймонд Литлтон - известный ученый из Англии предположил, что сам Плутон ранее являлся спутником Нептуна. По его мнению Плутон был выброшен из системы большей планеты ее крупным спутником- Тритоном. Данное заявление вызвало много споров, а в конечном итоге было полностью опровергнуто на основе общепринятого факта о том, что Плутон никогда не сближается с Нептуном.

В конце прошлого века ученым стали попадаться новые объекты за орбитой Нептуна, которые были очень похожи на Плутон. Его сходство с обнаруженными астрономами ледяными космическими телами заключилось в идентичной форме орбиты, размере и составе оболочки. Данная область Солнечной систмы получила название "Пояс Койпера". Современные ученые считают, что Плутон является одним из крупных объектов этой части, так как его свойства схожи со свойствами тел, которые находятся в области этого пояса.


   
Поиск
Rambler's Top100