Плутон, имеющий видимую звёздную величину всего 15,3, выглядит как слабая световая точка даже в крупнейшие наземные телескопы, и ещё ни один космический аппарат не побывал в его окрестностях. В середине1990-хкосмический телескоп им. Хаббла получил первые изображения поверхности Плутона, на которых видны светлые и темные пятна. Ось вращения Плутона наклонена к плоскости орбиты на 122,5°; таким образом, Плутон, как и Уран, вращается, «лежа на боку». Диаметр Плутона равен 2274±16 км — примерно 2/3 диаметра Луны.
Планета имеет разреженную атмосферу, плотность и толщина которой сильно варьируют в зависимости от расстояния до Солнца. Атмосфера была открыта в1988г. при прохождении Плутона перед звездой. Скорее всего, атмосфера существует только вблизи от перигелия; по мере удаления планеты от Солнца, атмосферные газы вымерзают. Недавние наблюдения показывают, что несмотря на то, что Плутон прошел перигелий в1989г. и удаляется от Солнца, давление атмосферы продолжает нарастать. Вероятно, процесс испарения замерзших газов имеет определенную инерцию. Судя по всему, атмосферу образует азот, с примесями но оксида углерода и метана. Давление атмосферы оценивается от нескольких десятых микробара до нескольких микробар.
Поверхность Плутона на снимках выглядит слегка красноватой, возможно, в результате присутствия органических соединений, образовавшихся из азота, метана и оксида углерода. Ее отражательная способность изменяется от 0,3 до 0,5. На снимках телескопа им. Хаббла видны полярные шапки, вероятно, из замерзшего азота. Более темные участки, скорее всего, покрыты метановым инеем, потемневшим под воздействием солнечного излучения. На планете также обнаружен этан. Чередование светлых и темных участков может представлять сезонное распределение инея на поверхности Плутона, хотя часть из них может быть связана с топографическими чертами, например, с бассейнами и ударными кратерами Ядро планеты, вероятно, из силикатов, может быть довольно большим — с радиусом до 885 км.
Долгие полярные ночи
Сезонные изменения на Плутоне происходят за весьма большие промежутки времени. Один оборот вокруг Солнца длится 248 земных лет — таков плутонов год. Длинные на этой планете и сутки — один оборот вокруг оси происходит за 6,4 земных суток. Поэтому в плутоновом году примерно 14 160 плутоновых суток. Со времени открытия планеты по ее календарю прошла всего треть года, а по земному счету набежало почти 76 лет. Каждое из времен года длится на Плутоне по 62 земных года. В отличие от всех планет, кроме Урана, ось вращения Плутона отклонена от положения, перпендикулярного плоскости орбиты, на 60°, поэтому его движение похоже на перекатывание колобка с боку на бок, тогда как все планеты движутся как волчки, вращаясь вокруг оси, почти перпендикулярной плоскости движения. Столь сильный наклон Плутона приводит к тому, что полярная ночь и полярный день там не ограничиваются, как на Земле, лишь районами около полюсов, а простираются почти наполовину каждого полушария — от полюса до 30-го градуса соответствующей широты. На Земле это привело бы к смещению полярного круга с северных окраин Европы и Азии на Мексику, Флориду, Канарские острова и Египет, а полярная ночь охватила бы всю Европу, Россию, Японию, США и Канаду.
Газовая вуаль планеты
Атмосферу вокруг Плутона обнаружили сравнительно недавно — в 1988 году, когда планета в процессе своего движения закрыла одну из далеких звезд и заслонила собой идущий от нее свет. Атмосферное давление на Плутоне ничтожное — 0,3 паскаля, что в три сотни тысяч раз меньше, чем на Земле. Тем не менее даже в такой разреженной атмосфере могут дуть ветры, возникать дымки и происходить химические реакции. Не исключено, что имеется и ионосфера — слой электрически заряженных частиц в верхней части атмосферы. Предполагается, что газовая оболочка Плутона состоит из азота с примесью метана и угарного газа, поскольку льды этих веществ обнаружены на поверхности планеты путем спектроскопических наблюдений. Слабое гравитационное поле планеты-малютки не в состоянии удерживать атмосферу, и она постоянно улетучивается в космос, а на место улетевших молекул приходят новые, испаряющиеся с ледяной поверхности. Таким образом, атмосфера Плутона напоминает кометную, которая «убегает» от ядра кометы. Ни на одной из планет такого не происходит, во всяком случае, в столь значимых масштабах, как на Плутоне, где атмосфера, по сути, постоянно обновляется.
На Плутоне очень холодно, средняя температура там –230°С. На ночной стороне планеты существенно холоднее, чем на дневной, поэтому атмосферный газ там охлаждается и конденсируется на поверхности в виде инея. Самые же крупные изменения атмосферы Плутона происходят при смене времен года. Увеличение температуры азотного льда на поверхности планеты всего на два градуса приводит к возрастанию массы атмосферы в два раза. Сейчас на Плутоне как раз «летний» период: планета прошла наиболее близкую к Солнцу точку своей орбиты в 1989 году и все еще находится в «теплой» части орбиты. Правда, из-за удаленности и большого коэффициента отражения Плутон получает на единицу поверхности в 1 500 раз меньше солнечного тепла, чем Земля. Когда же Плутон передвинется по своей сильно вытянутой орбите на более далекое расстояние, то нагрев Солнцем уменьшится почти в три раза, температура существенно упадет и наступит глобальная зима, сезонный ледниковый период. Газы сконденсируются и выпадут на поверхность Плутона в виде кристаллов льда. Атмосфера на длительное время исчезнет. Такое не происходит больше ни на одной из планет. В 2015 году, во время пролета автоматической станции New Horizons, на планете по плутоновым меркам все еще будет тепло. В Южном полушарии наступит полярный день, а половина Северного полушария погрузится во тьму полярной ночи. Поэтому можно ожидать, что атмосфера еще не вымерзнет и космическому аппарату будет что изучать не только на поверхности Плутона, но и в его газовой оболочке.
На борту New Horizons — семь научных приборов, с помощью которых предстоит узнать, из каких газов состоит атмосфера Плутона и что за процессы в ней происходят, какие геологические структуры присутствуют на Плутоне и Хароне и каков химический состав материала поверхности планеты и ее спутника, как поток заряженных частиц, выброшенных Солнцем (солнечный ветер), взаимодействует с атмосферой Плутона и с какой скоростью атмосферные газы улетучиваются в космос. Приборы сконструированы таким образом, что получаемые ими данные отчасти дублируются, давая страховку на случай отказа какого-либо из них. В ходе межпланетного перелета намечено раз в год выполнять проверку всех приборов, а затем снова переводить их в «спящий» режим. Солнечные батареи, обычно применяемые на космических станциях, в данном полете бесполезны, поскольку в районе Плутона поступающей от Солнца энергии будет явно недостаточно для работы станции. Получать электроэнергию приборы будут от термоэлектрического генератора, работающего на радиоактивном изотопе плутония. Этот химический элемент был открыт в США в 1940 году и назван в честь планеты Плутон, подобно тому, как ранее имена планет получили его предшественники по таблице Менделеева — уран и нептуний.
Спустя три месяца после пролета вблизи Плутона и Харона станция начнет передавать полученные сведения, зафиксированные в ее электронной памяти. Из-за большого расстояния до Земли радиопередача будет вестись медленно, чтобы слабые сигналы можно было выделить на фоне космических и земных шумов и расшифровать. Процесс передачи растянется на целых девять месяцев. В это время станция будет продолжать полет, все дальше уходя от Солнца. Ее новой целью будет взглянуть с близкого расстояния на некоторые из недавно обнаруженных малых планет, находящихся во внешнем поясе астероидов, так называемом поясе Койпера, который лежит за орбитой Плутона. Этот пояс состоит из множества небольших космических тел — ледяных астероидов, считающихся остатками древнейшего материала, сохранившегося со времени образования планет Солнечной системы. Полет через пояс Койпера может занять еще от трех до шести лет.
Спутники-лилипуты
Крупное астрономическое открытие, связанное с Плутоном, произошло в конце 2005 года, когда автоматическая станция New Horizons уже находилась на космодроме в ожидании старта к этой планете. 31 октября Международный астрономический союз разместил в сети Интернет сообщение об открытии, сделанном группой американских астрономов, которые обнаружили у Плутона сразу два новых спутника. В преддверии полета к Плутону участники предстоящих исследований тщательно анализировали все снимки этой планеты, сделанные космическим телескопом «Хаббл», находящимся на орбите вокруг Земли. И сам Плутон, и его крупный спутник Харон выглядят на них маленькими точками, тем не менее ученым удалось распознать на одном из снимков, сделанном еще в мае 2005 года, две совсем крошечные тусклые точки, которые не были ни звездами, ни какими-либо из астероидов транснептунового пояса. Какова же была радость исследователей, когда они обнаружили еще один снимок, сделанный через три дня после первого, где эти точки были уже в ином расположении. Характер их перемещения показал, что они движутся вокруг Плутона, каждая на своем расстоянии. При последовавшей после этого ревизии более старых снимков был найден еще один, сделанный в 2002 году, который подтвердил находку. Правда, на старом снимке эти спутники видны как очень слабые пятна. Чтобы окончательно удостовериться в том, что обнаруженные объекты действительно представляют собой спутники Плутона, намечено провести в феврале 2006 года с помощью телескопа «Хаббл» серию наблюдений, специально посвященных этим крошечным спутникам. По нынешним данным, они имеют в диаметре от 110 до 160 км и расположены на расстояниях 50 и 65 тыс. км от планеты — намного дальше, чем Харон. В результате этой находки Плутон еще раз показал свою уникальность, став единственным среди транснептуновых объектов обладателем более чем одного спутника. Возможно, что этой троицей дело не закончится, поскольку программа станции New Horizons предусматривает поиск еще меньших спутников Плутона — диаметром вплоть до 1 км.
Заключение
Плутон является уникальной и самой интересной планетой Солнечной системы. Благодаря ему были введены и пересмотрены такие понятия, как "классическая планета", "карликовая планета", "малые тела". Чтобы небесное тело можно было отнести к разряду классических планет, оно должно удовлетворять тройному критерию: обращаться вокруг звезды, обладать сферической формой и, самое главное, не пересекать орбиты других планет.
После "утраты" Плутона Солнечная система стала выглядеть более гармонично: планеты земной группы — пояс астероидов — планеты-гиганты — пояс Койпера. Это изменение сделало необходимым внесение коррективов в содержание изучения курса астрономии в школе и вузах.
Справочный материал
https://www.vokrugsveta.ru/vs/article/1924/
https://studfiles.net/preview/5357019/page:8/
https://doklad-i-referat.ru/soobshchenie/astronomiya/planeta-pluton
https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=25585