Зміст.
ВСТУП
I. НОВІ РУБЕЖІ підносити сюрпризи.
1. ДАЛЕКО ЗАГАДКА-ПЛУТОН.
2. ВІДКРИТТЯ "Дивна планета".
2.1 ГІПОТЕЗИ ПОХОДЖЕННЯ ПЛАНЕТИ.
3. ВІДКРИТТЯ СУПУТНИКА.
II. ФІЗИКА, МЕХАНІКА, ХІМІЯ І ВНУТРІШНЄ БУДОВА
Плутон.
1. ОСОБЛИВОСТІ Плутон.
2. ВНУТРІШНЄ БУДОВА І ТЕПЛОВАЯ ІСТОРІЯ.
3. ПОВЕРХНОСТЬ ПЛАНЕТИ.
4. АТМОСФЕРА І КЛІМАТ.
ОСТАННІ ВІДКРИТТЯ І Розбіжності гіпотез.
1. ПЛАНЕТА АБО АСТЕРОЇД
2. НОВІТНІ РОЗРОБКИ З ВИВЧЕННЯ Плутон.
ВИСНОВОК
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
ВСТУП.
Люди здавна цікавилися всім незрозумілим і таємничим. Головноюпричиною цього був некерований страх і містика. Ще в давнину у людейпочали з'являтися перші роздуми про нескінченність. Багато вчених, такі як
Арістотель, Піфагор і багато інших, стали присвячувати себе в наукуматематичних знаків і спостереження за зірками. Багато хто відкрив новізакони, що діють, і до цього дня і на яких будується наша фізикаі головне астрономія. Якщо брати астрономія нинішнього часу, то вона сталажахливо швидко розвиватися завдяки новітнім технічним пристроям, такимяк супутники, потужні радіотелескопи і багато іншого. За допомогою цихтехнологій ми стали дивитися так далеко в глибини космосу, що це сталодуже важко для розуміння. Важкий для розуміння, наприклад такий факт, що,дивлячись на зірку, наприклад Вега, яка знаходиться на відстані 26світлових років, ми спостерігаємо, що там відбувалося 26 років тому. Але і цеще не досягнення. Але перш ніж дивитися так далеко, треба подивитися,перш за все, собі "під ноги". І для цього багато вчених почали давновивчати нашу Сонячну систему, перш за все, як кажуть деякі вчені,щоб розгадати таємниці глибокого космосу, потрібно розгадати всі таємниці, яківідбуваються у тебе під носом. Мені захотілося трохи допомогти вченому світу ісамому собі з вивчення Плутона, а також спробувати довести, що Плутон --це астероїд. Він зберігає досить в собі загадок, навколо яких, ходитьтак багато суперечок. Щоб спростувати всі ці суперечки я буду досліджувати цютему за допомогою вченого з Бюрроканского обсерваторія Лазаря Гаспаровіча.
I. НОВІ РУБЕЖІ ПРІПОДНОСЯТ СЮРПРИЗИ.
1. Далека загадка-Плутон.
Далека планета Сонячної системи, Плутон, - найменш вивчена з усіхпланет. Вона була відкрита в березні 1930 року американським астрономом К.
Томбо. Пізніше вона була знайдена і на більш ранніх фотографіях неба, починаючи з
1914 року.
Чудова історія відкриттів Нептуна і Плутона в дійсностіпочинається з відкриття Урану, тому що, якби не було спостережень Урана, двапізніших відкриття могли б затриматися на багато років. Разом з тимвідкриття Урану знаменує початок нової епохи в історії астрономії, так як
Уран був першою планетою, яка була "відкрита". Адже Меркурій, Венера,
Марс, Юпітер і Сатурн завжди були видимі неозброєним оком будь-якомулюдині, котра подивилася на небо (якщо тільки очі наших доісторичнихпредків не були набагато недосконале наших очей).
Плутон виглядає як зірка приблизно 15-ї зоряної величини. Неважкопідрахувати, що майже такий же блиск мав би Марс, якщо його віднести навідстань Плутона. Це означає, що Плутон приблизно таких же розмірів, які Марс. Більш точна оцінка діаметра планети була зроблена в 1950 році Дж.
Койпера, визначений за допомогою 5-метрового телескопа його кутовий діаметр іщо знайшов його рівним 0 ", 23. Цьому значенню відповідає діаметр планети
5900 км.
У ніч з 28 на 29 квітня 1965 Плутон повинен був пройти поблизу зірки
15-й зоряної величини, причому так близько, що міг закрити її, якщо б йогодіаметр дорівнював певного Койпера. Дванадцять обсерваторій стежилиза блиском зірки, але він не ослаб ні на секунду. Це означало, щодіаметр Плутона не перевищує 5500 км. Ще важче було визначити масу
Плутона. До 1978 супутників у нього відомо не було, комети поблизу ньогоне проходили. Залишалося вивчати слабкі збурювання, створювані Плутоном врусі найближчих до нього планет Нептуна й Урана.
При погляді на план Сонячної системи може створитися враження, щоорбіти Нептуна і Плутона перетинаються. Насправді це враженняпомилково, тому що орбіта Плутона нахилена на кут 17 ° до площиниекліптики й орбіти Нептуна, причому лінія вузлів (перетину площинорбіт) розташована так, що саме в районі здаються "точок перетину"
Плутон знаходиться на 10 а.е. на північ від екліптики. Більше того, черезсумірності періодів обертання Нептуна й Плутона (три періоди Нептунамайже дорівнюють двом періодам Плутона) відстань між обома планетаминіколи не може бути менше 18 а.е.
Ближче до Плутона, як це не дивно, може підходити Уран - відстаньміж ними може іноді скорочуватися до 14 а.е. Але все ж ця відстаньзанадто велика. Американські астрономи Р. Данкомб, П. Сейдельман, Е.
Джексон і польський астроном В. Клепчінскій проробили величезну роботу пообробці 5426 спостережень положень Нептуна за 1946 - 1968 роки з урахуваннямзбурень від всіх інших планет і отримали найкращу згоду теорії зспостереженнями у випадку, якщо маса Плутона дорівнює 0,11 земної. Саме така,наскільки ми знаємо, маса Марса, але Плутон менше Марса, і якщо ми приймемодля нього таку масу і діаметр 5500 км, то середня щільність Плутонавиявиться рівною 8 г/см3, що занадто багато. І раптом несподівано американськийастроном Дж. Крісті на платівках, знятих у квітні-травні 1978 року на 155 --сантиметровому рефлекторі Морської обсерваторії під Флагстаффе, виявив у
Плутона супутник діаметром близько 500 км. Відкриття було зроблено за допомогою
4-х метрового рефлектора обсерваторії Серра-Тололо. За зверненням супутниканавколо планети вдалося визначити масу Плутона -1,3 * 1022 кг або приблизно
1/500 маси Землі і 116 маси Місяця.! Діаметр Плутона за визначеннями
Крісті дорівнює 2600 км, інакше кажучи, саме Плутон, а не Меркурій, - самамаленька серед великих планет Сонячної сістеми.Іменно тому можнаприєднатися до гіпотези про те, що ця не планета, а астероїд колисьзахоплений полями Урана і Нептуна.Но про це трохи нижче. Щільність Плутонавиходить рівною 1,4 г/см3 - майже як у супутника Юпітера Каллісто. Задіаметром планети та її блиску легко визначити альбедо; воно дорівнює 0,5.
Звичайні скельні породи, як показує приклад Місяця і Меркурія, не володіютьтаким високим альбедо, отже, можна припустити, що значна частинаповерхні Плутона вкрита льодом або інеєм.
За цими результатами температура на Плутоні повинна була бути близько 40 ° К, алеяк показують новітні дослідження це не так. Це значення нижчетемператури конденсації метану при дуже низьких тисках (50 ° К). Томуна поверхні Плутона може бути метановий лід. У 1977 році, американськіастрономи Д. Крукшенк, Д. Моррісон і К. Пілчер за допомогою 4-х метровогорефлектора обсерваторії Кітт Пік виявили в інфрачервоному спектрі Плутонадві смуги, характерні саме для метанового льоду.
З іншого боку, канадський астроном Л. Маннінг, вивчивши спектр Плутона ввидимої області, отриманий в 1970 році Дж. Фікс, Дж. Нефф і Л. Келсіна 60-сантиметровому рефлекторі з спектрофотометром знайшов у ньому ознакисмуг поглинання іонів заліза і прийшов довисновку, що породи планети збагачені залізом.
У 1955 році американські астрономи М. Уокер і Р. Харді з фотоелектричнихспостережень знайшли період обертання Плутона навколо осі - 6 діб 9 годин 16,9хвилини. Через 12 років радянський астроном Р.І. Кіладзе підтвердив цейперіод за власними спостереженнями. В даний час ясно, що цей періодє разом з тим періодом обертання супутника Плутона навколо планети.
Проникнення в таємниці Сонячної системи на основі використанняньютонівського закону всесвітнього тяжіння й ретельне спостереженняпродовжувалося і в двадцятому столітті. Винагородою цих зусиль було відкриття
Плутона, причому обставини цього відкриття були напрочуд схожі наобставини відкриття Нептуна. Як і тоді, планета практично булавиявлена під час одного з ранніх пошуків, але в силу мінливостейдолі її ототожнення відбулося набагато пізніше.
На початку нашого століття Персіваль Лоуелл (1855-1916), що заснував у
Флагстаффе (Арізона) обсерваторію метою спостереження планет, і особливо
Марса, активно зацікавився можливістю існування планети ще більшедалекої, ніж Нептун. Він заново досліджував орбіту Урана і Нептуна і прийшовдо висновку, що здаються помилки спостережень могли б істотно зменшити,якщо врахувати збурювання Урана невідомою планетою. Обчислені Лоуелломорбіта і положення планети не були опубліковані про 1914 р., хоча пошукипланети він почав з 1905 р. Через 24 року в 1929 р. було завершеноспорудження нового 13-дюймового рефрактора, який був встановлений наобсерваторії Лоуелла для прискорення розшуку нової планети.
Молодому асистентові Клайду Томбо було доручено, систематичноДля кожної області він робивдві фотографії з тривалими експозиціями, розділені за часом на 2 - 3дня. Потім у пошуках очікуваної планети він дуже ретельно порівнювавотримані фотографічні пластинки. Порівняння робилося за допомогою Блінков -компаратора-приладу, забезпеченого подвійним мікроскопом, що дозволяєспостерігачеві поперемінно бачити одну і ту ж область неба на двохплатівках. Будь-який об'єкт, який протягом інтервалу між двомаекспозиціями переміщався по небу, здається стрибаючою "туди - сюди", в тойчас як зірки виглядають нерухомими. І нарешті ця подія відбулася !!!
12 березня 1930, тобто менш ніж через рік після початку здійсненнянової програми, обсерваторія Лоуелла, через Гарвардському бюропротелеграфіровала астрономічним обсерваторія таке повідомлення:
"Систематично розпочаті багато років тому пошуки, у зв'язку з дослідженнями
Лоуеллом планети за орбітою Нептуна, призвели до відкриття об'єкта, швидкістьруху й траєкторія якого протягом семи тижнів послідовновідповідали тілу, що знаходиться за орбітою Нептуна приблизно на томувідстані, яке йому приписував Лоуелл. П'ятнадцята зоряна величина.
Положення на 3 години всесвітнього часу 12 березня було 7 "на захід від d
Близнюків, що узгоджується з передвіщеної Лоуеллом довготою. "
Астрономічний світ незабаром одностайно прийняв для цієї планети назва:
Плутон, яке підходить їй, тому що вона рухається в зовнішніх не освітлених
Сонцем областях сонячної системи.
Чому її назвали Плутон? Вся справа в тому, що перші дві букви назвивідповідають ініціалами Персиваля Лоуелла, який помер у 1916 р., тобто всьогочерез два роки після того, як їм було опубліковано докладний прогнозруху нової планети.
Подальші обчислення орбіти, виконані на підставі фотографій новоїпланети, зроблених ще до її відкриття, показали, що вона рухається навколо
Сонця з періодом 246,5 року по орбіті, нахиленою на 17 "до середньоїплощині інших планет. Уявіть наскільки це багато земного року, ніодна людина не змогла б зустріти плутонівські "Новий рік". Я сумніваюся,що це навіть комусь захотілося.
У перигелії орбіта Плутона проходить усередині орбіти Нептуна, але внаслідоквеликого нахилу орбіти ці два тіла зіткнутися не можуть. Тількинещаслива випадковість завадила відкрити Плутон у 1919 р. астрономамобсерваторії Маунт Вільсон. У цей час Мілтон Хьюмасон за дорученням
Вільяма Пікерінг (1858 -1938), який незалежно здійснив обчисленняпередбачуваного положення планети, сфотографував області навколопередбаченого положення планети і дійсно отримав зображенняпланети на деяких пластинках. Однак зображення Плутона на одній здвох кращих платівок потрапило саме на невеликий шлюб емульсії (на першійпогляд воно здавалося частиною цього шлюбу), у той час як на іншій пластинцізображення планети виявилося частково накладеним на якусь зірку! Навітьв 1930 р., коли положення планети в 1919 р. було досить добре відомоз обчисленої орбіти, насилу вдалося порівняти ті зображення Плутона,які були отримані 11 років тому.
Якщо тільки Плутон не володіє фантастично великою густиною або ж неє винятково поганим відбивачем світла, то його маса недостатньовелика, щоб викликати ті відхилення в русі Нептуна, на основі якихбуло передбачене існування Плутона. Ось чому скоріше всього багатоастрономи нині вважають, що відкриття Плутона було випадковим. Тим не менше,відкриття, що послідувало в результат невпинних пошуків планети,являє собою ще один крок на шляху прогресу науки. У 1995 р.американські вчені за допомогою спеціальної апаратури, змонтованої наорбітальному Хаббловском космічному телескопі, сфотографували всюповерхню Плутона і склали його карту. Північний полюс планети покритийшапкою з замерзлих газів. В інших областях світлі й темні райониперемежовуються яскравими витягнутими смугами. Передбачається, що це пов'язано звідкладеннями інею-найдавнішим з них, що встигли розкластися під впливомультрафіолетового випромінювання Сонця відповідає більш темне забарвлення, асвіжішим - світла.
Всі співробітники обсерваторії Лоуелла гідні вищої похвали за своюкопітку роботу і отримані результати. Томбо розповсюдив започатковані наобсерваторії Лоуелла пошуки на все небо, але встановив, що в межах,доступних спостереженнями з 13-дюймовим телескопом, більше планет немає. Але навітьякщо інші планети й існують, то вони повинні були або знаходитисянабагато далі чи бути набагато менше. Тому продовження пошуків набагатослабших планет з одним з великих телескопів, наприклад, з 5-метровим,невиправдано з практичної точки зору. Чим більше телескоп, тимпропорційно меншу область неба він фотографує. Пошуки по всьому небуз охопленням всіх об'єктів, блиск яких є граничним для спостереження з
5-метровим телескопом, зажадали б його безперервного використання вПротягом всіх безмісячні ночей протягом довгих століть. Тому відкриттяпланет, можливо, і існуючих за орбітою Плутона, представляється вельмиважкою справою, якщо тільки не зіграє ролі якої-небудь щасливий випадок чиж не будуть застосовані нові методи спостережень. Для радіолокаційнихтелескопів такі відстані занадто великі. Великий оптичний телескоп,запущений в міжпланетний простір або встановлений на Місяці тащо працює в поєднанні з телевізійною технікою а також автоматичноїапаратурою, яка призначена для пошуків планет, я думаю, можливо, і мігб сприяти успіху, проте деякі астрономи взагалі сумніваються всхожа на інші планети, що перебувають у зовнішніх областях сонячноїсистеми. Чужинцем-карликом виглядає Плутон серед планет-гігантів. Що -тобто в ній містичне і незрозуміле, а тому, що ми дуже і дуже малознаємо про неї, тому нас вона притягує, манить і кличе, що ми власнеі робимо: підкоряємося її покликом. Наші відомості про Плутоні досить обмежені;крім орбіти, а, отже, і відстані нам відомі його блиск іколір, але маса Плутона невідома. Відповідно до визначення Койпера видимийдіаметр Плутона дорівнює 0 ", 2 - 0", 3, що відповідає приблизно 5800 км. Якщовважати, що маса Плутона хоча б приблизно відповідає обчисленоївеличиною (0,8 маси Землі), то середня щільність планети виходить більшещільності золота! Так як метали та інші речовини, щільність якихвище, ніж у заліза, очевидно, зустрічаються в зірках, так само як і на
Землі, в невеликих кількостях, представляється абсолютно неймовірним,щоб щільність Плутона була набагато вище щільності заліза, яка в 7,8рази вище щільності води. Відразу стає зрозуміло, що або його маса абодіаметр визначені з великою помилкою. Але якщо припустити, що щільність
Плутона близька до щільності Землі, то це припущення з неминучістютягне за собою збільшення його діаметра вдвічі, але так як такий діаметрцілком виміряємо, ми змушені разом з Брауера і Клеменсом зробити висновок,що маса Плутона визначена поки що ненадійно.
Зовсім інше пояснення тими ж даними про Плутоні запропонував Олтер,згідно з яким діаметр Плутона більше його видимого діаметра, алезавдяки тому, що планета має досить гладку поверхню, сонячнийсвітло відбивається лише від її невеликий центральній області. Так, наприклад,відполіровані сферичні або овальні поверхні при висвітленні їхточковим Істочна?? ком світла дають відблиск з концентрацією світла до центруповерхні. Проте пояснення Олтера все-таки не вирішує проблеми доситьслабкого блиску Плутона. Якби Плутон мав відбивну здатність настількиж низьку, як Місяць, альбедо якої дорівнює 0,07, то й тоді він повинен бувб виглядати удвічі більш яскравим, ніж спостерігається насправді. Урезультаті ми змушені зробити малоймовірний висновок про те, що поверхняу Плутона досить гладка, але її відбивна здатність дорівнює всього 3 -
4%. Так як температура Плутона, мабуть, нижче 220 ° С тобто всього лишена яких-небудь 50 - 60 ° С вище температури абсолютного нуля, то на йогоповерхні більшість звичайних газів повинно було перейти в рідкийстан або замерзнути.
Можна, звичайно, уявити собі, що Плутон вкритий океаном з рідкого (аботвердого) кисню (якби кисень не був настільки хімічно активний) абоз азоту, а водень і гелій, які могли б залишитися на Плутонігазоподібними, тому, я думаю, скоріше за все відсутні.
Хоча й можна уявити собі, що відбивна здатність поверхніпланети завдяки наявності льоду з кристалів аміаку та іншихпоширених сполук буде досить високою, ми все-таки на практиціповинні бути готові до того, що ця поверхня подібно до місячної, внаслідоквипадіння на неї метеоритного і кометної речовини особливо на ранніхетапах історії планети, досить нерівна. Судячи з жовтувато-білому кольорі,можна стверджувати, що поверхня Плутона вкрита не надто пігментнимиматеріалами. Тому дуже важко погодитися з припущенням Олтера пропорівняно гладкої поверхні Плутона в поєднанні з рекордно низькимзначенням альбедо. Безумовно, ця планета негостинна для перебування наній людини, а дуже шкода; смертельно холодна ніч триває там 76,5години, а слідом за нею наступає такий самий довгий день, але і вдень блиск
Сонця буде в 1600 разів слабкіше, ніж на Землі.
Висловлювалася навіть припущення, що Плутон-взагалі не справжня планета, авсього лише супутник, втрачений Нептуном. Однак це питання не може бутидозволений, поки ми не будемо мати у своєму розпорядженні великими відомостями про механізмпояви в планет супутників. Так що давайте, спробуємо розібратися вце разом.
2. Відкриття "дивної планети".
23 вересня 1846 Йоганн Готфрід Галле (1812 р. - 1910 р.) в
Берлінської обсерваторії за допомогою розрахунків астронома Жана Жозефа Левер'є
(1811-1877гг), який працював в Паризької політехнічної школі, відкриввосьму планету Сонячної системи - Нептун.
У 1905 році, вивчивши обурення (неправильність) в русі Урана за йогоорбіті американський теоретик Персіваль Лоуелл (1855-1916гг) вирішив, що за
Нептуном повинна знаходиться ще одна планета, і розрахував її передбачувануорбіту.
Проте пошуки нової планети не обмежилися одним ввечері. Справа все вте, що дев'ята планета, як згодом, виявилося, має світінням в
600 разів меншим, ніж у Нептуна. Тому, незважаючи на всі зусилля зібраногона Флагстаффе колективу, знадобилося майже тридцять років, щоб відкрити
Плутон. Удача прийшла до молодого астроному Клайду Вільяму Томбо (народився в
1906 р.). У 1930 році, коли Лоуелла вже давно не було в живих, наобсерваторії його імені, де за рік до цього було встановлено новийсучасний 13-дюймовий (33 см.) рефрактор, Томбо знайшов дев'яту планетумайже там (за космічними мірками), де їй і належало бути за розрахунками Лоуелла. Плутон отримав свою назву по іменідавньогрецького бога земних надр (підземного царства), оскільки вона дужебідно висвітлюється Сонцем. Цікаво, що це ім'я для знов відкритійпланети запропоновано ... 11-річною дівчинкою, дочкою англійського професораастрономії.
Але Лоуелл не зовсім точно розрахував орбіту Плутона. Її ніяк не вдавалося
"Підігнати" (за земними мірками) під його обчислення. Орбіта проходила всередньому всього в 5 900 000 000 км від Сонця, тобто на півмільярдакілометрів ближче, ніж має бути за Лоуелл. Взагалі, Плутон і його рухвкрай дивні!
2.1. Гіпотези походження планети.
Плутон має багато особливостей, він абсолютно не схожий зі своїми сусідами.
Може "володар підземелля" супутник? Але чий же? Звідки взявся Плутон?
На такі питання відповідає такий факт. На кожні три повні обороти
Нептуна навколо Сонця доводиться точно два таких же обороту Плутона.
Значить, не виключено, що Плутон був колись "приурочений" Нептуном і внайдальші часи "морський владика" мав, крім Тритона і Нереїди, щеодного прислужника, якому вдалося стати більш незалежним, а слідиколишнього рабства в його біографії все ж таки залишилися.
Одним з перших, кому спало на думку побачити в Плутоні "побіжногоприслужника "Нептуна, був японський астроном, директор Квасанскойобсерваторії в Кіото І. Ямамото (1889-1959гг). Він запропонував наступнийсценарій цієї драми. Колись Нептун обертався навколо Сонця на відстані,більше належному дев'ятого планеті (включаючи і "не відбулася" - поясастероїдів). Потім з глибин Всесвіту з'явився прибулець - якесь великенебесне тіло. Воно вторглося царство Нептуна і своїм тяжінням відняло внього один із супутників. Зовсім відвести видобуток з собою воно не змогло, але з
"Околонептунной" орбіти зірвати супутник йому виявилося під силу. Прибулець намежі Сонячної системи кинув свою жертву, яка, переставши бутисупутником, з тих пір і стала незалежною планетою. А Нептун під впливомвтрати теж змінив свою орбіту, наблизившись до Сонця.
Іншу сторону аналогічної гіпотези розробив в 1936 році англійськийастрофізик Р. А. Літлтон. Він задумався над причиною дуже повільногообертання Плутона навколо його власної осі. Дійсно, шість зневеликим доби для такого дрібного тіла, та ще лежить настільки далеко відгальмуючого впливу Сонця, - це вже занадто. Нептун - ось хто винен уподібної дивацтва. Якщо у нього є такий масивний супутник, як Тритон,то що могло перешкодити Нептуну минулого тимчасово володіти і ще одним, небільшим, а саме Плутоном? Тяжіння Нептуна, "що помсти" Плутона зайого втеча, могло уповільнити обертання його колишнього супутника, та заодно ще йзмусити його вічно дивитися на покинутого хазяїна однією і тією ж стороною.
Якщо так, то період обертання Плутона навколо осі повинен був збігатися зперіодом обертання його навколо Нептуна. Обходячи планету за 6,39 доби, Плутонзнаходився в 375 000 км від неї. Але ж і нинішній, більш вірний
"Прислужник" Нептуна, Тритон, теж не йде від планети в середньому більш ніжна 355 000 км.
Явище рідкісне: у Нептуна в минулому було два дуже великих супутника,причому майже на однакових за довжиною орбітах. Близькі один до одноговеликі тіла повинні були тяжінням впливати одне на одне, приводячи допорушення стабільності всієї системи. Тут, відповідно до такої гіпотези, і моглостатися щось не дуже вже неймовірне, щоб рівновагу порушилося.
Плутон в результаті катастрофи "вилетів" на свою нинішню орбіту, а орбіта
Тритона так нахилилася, що він став фактично обертатися у зворотнийсторону.
Припущення цікаве, але воно породжує нові загадки. Що закатастрофа призвела до порушення сформованої системи? Чому Плутон вийшов наорбіту, так сильно віддалену від Нептуна? І що змусило Тритон ходити потакий, у всьому іншому спотвореної, але майже круговій орбіті? Всі ціпитання висіли в повітрі.
Обидві гіпотези, хоча й трохи умоглядні, але прийнятні. Але є їм іальтернативи. Так, німецький астроном Е. Медлі припускає, що за орбітою
Нептуна сховалася від наших очей ще одне кільце астероїдів, цілком схожез тим, що лежить між Марсом і Юпітером. І таємниця Плутона полягаєпросто в тому, що він усього лише член цього величезного скупчення в основномудрібних тіл - одна з багатьох, але більший, ніж інші, чому і був,на відміну від них, астрономами помічений. Є ж така мала планета,астероїд Ерот (Ерос), орбіта якого частково так само лежить усередині орбіти
Марса, і його можна розглядати як члена відомого нам астероїдноїкільця. Є також малі планети, що перетинають орбіту Землі (діаметромбільше 1000 км - понад 1000 штук) ... І Тритон колись, можливо, був тежодним з тіл, що входять до гіпотетичне зовнішнє кільце астероїдів, а потімйого захопив Нептун і перетворив на свого супутника. До речі, це пояснило бі загадку зворотного руху Тритона.
Звичайно, все це лише гіпотези. Для того, щоб придбати титул теоріїїм бракує ще багато чого. У першу чергу - спостережних фактів. А вони -то в такій відстані від Землі дістаються нелегко.
2.2. Відкриття супутника.
А тим часом відбулася подія, яка, здавалося б, усе роз'яснив.
22 червня 1978 Дж. У. Крісті з Морської обсерваторії у Вашингтоні
(США) вирішив переглянути платівки із знімками Плутона, зробленими за місяць,щоб уточнити орбіту цієї все ще слабоізученной планети.
Тут Крісті впало в око, що тіло Плутона виглядає якось дивно:воно начебто витягнуто в один бік, приблизно з півночі на південь. Гора? Аленавіть уявити неможливо таку гігантську вершину, щоб вона булапомітна за мільярди кілометрів, нехай і в найкращий телескоп. Крістівирішив: супутник!
Колега першовідкривача (хоча відкриття ще потребувало підтвердження) Р.
С. Харрігон зайнявся обчисленнями. Його висновок був той самий. Спираючись навизначення часу, за який "виступ", зникнувши з одного боку Плутона,з'являвся з іншого, він підрахував період обертання новачка навколо йогопланети. Виявилося 6 діб 9 годин 17 хвилин, тобто той же самий час,яке витрачає Плутон, щоб обернутися власної осі. Значить "луна"
Плутона постійно "висить" над однією і тією ж точкою поверхні планети.
Першовідкривач запропонував для супутника ім'я Харон .... На берегах Стіксу,ріки забуття і скорботи, поселила фантазія давніх греків перевізника
Харона. Він у своїй човнику доставляв тіні померлих у царство Плутона, такщо пропозиція виглядало цілком доречним. Єдиний недолік --схожість з назвою незадовго до цього відкритого астероїда Хірона. Алеміфічний Хірон був не човнярем, а кентавром, і греки їх не плутали.
У вересні 1980 року французькі астрономи Д. Бонно і Р. Фуа отрималисерію фотографій і обробили їх за допомогою ЕОМ. У результаті буловстановлено, що радіус орбіти Харона дорівнює 19 000 кілометрів.
Діаметр Плутона вийшов рівним приблизно 4 000 км, а діаметр Харона близько
2 000 км.
Дуже близько оселився "перевізник тіней" до самого владиці загробногосвіту. Навіть Місяць із Землею представляють собою менш компактну систему. Та йвідносини мас у цих двох тіл дуже незвичайні. У випадку, якщо їх середнящільність однакова (близько 0,4 г/смі), маса Плутона складає 0,005, а
Харона - близько 0,0008 маси Землі. Тим самим Харон стає масивніший
"Місяцем" в Сонячній системі, якщо вважати відносно до маси їїцентрального тіла (маса нашого Місяця, для порівняння, становить лише 1,2%маси Землі).
Тому багато фахівців вважають за краще вважати цю систему парної,подвійною планетою "Плутон - Харон", відомі ж подвійні зірки, тежобертаються навколо центру мас, так що такі думки астрономів виглядаютьцілком логічно.
II. Фізика, механіка, хімія та внутрішню будову Плутона.
1. Особливості Плутона.
Орбіта нової планети виявилася неймовірно сильно нахиленою - на 17 ° 2 '
- Ні в одній відомій планети нічого подібного не було. Нахил осістановить 50 °. Мало того, орбіта володіє незвичайною видовженістю. Тому йвиходить, що Плутон то проходить всього в 4 400 000 000 км від світила, товіддаляється від нього на 7 400 000 000 км. У результаті складається зовсім вжепарадоксальне положення ...
... Запитайте освіченої людини, але не фахівця в небесні справи:яка планета є найбільш віддаленою від Сонця? Він, швидше за все,відповість: зрозуміло, Плутон. І буде правий. Але не завжди, а лише протягомдвохсот двадцяти восьми земних років з тих кожних двохсот сорока восьми, заякі ця планета робить один повний оберт навколо світила. Інші 20років Плутона на зміну приходить Нептун.
У 1979 році така "зміна варти" і відбулася, на два десятки років вартовимдалеких околиць Сонячної системи став Нептун. 23 січня 1979 ціпланети опинилися на рівній відстані від Сонця - в 30,3 астрономічноїодиниці, а потім як би помінялися місцями. На схемах це виглядає якперетинання орбіт. Насправді ж воно не існує, і одна планетапроходить в мільйонах кілометрів від іншої.
До вересня 1989 Плутон досяг свого перигелію (найближчої до Сонцяточки) і почав віддалятися від світила. 15 березня 1999 Плутон та Нептунповернулися на свої більш звичні місця, і самої далекої планетою зновустав Плутон.
Весь цей "контрданс" небесних тіл, звичайно ж, не просто так. Щоб в ньомурозібратися, бажано було б знати розміри Плутона. Спершу вважали, щовін приблизно з Землю або навіть більше. Але в 1950 році Койпер встановив, щойого розміри набагато менше, і діаметр Плутона не перевищує 5800 км. Років через
25 - новина: Плутон відбиває світло так, як ніби він покритий розмороженимболотних газом. А якщо є метановий іній, то тіло планети холодне, і ввипадку, якщо Плутон весь складається з метану, щільність його повинна бутименше одиниці. До кінця 70-х років учені прийшли до висновку, що Плутон --зовсім невелике тіло, навіть менше, ніж наша Місяць, і, хоча в 1980 роцінадійшли відомості, що його діаметр становить 4000 км (на 500 км більшемісячного), за масою вона у кілька разів поступається Місяці. За самим останнімданими його діаметр становить приблизно 3100 - 3200 км. Словом, за розмірами,по орбіті та інші характеристики - більше не планета, а ... супутник.
Дійсно, Плутон являє собою як би неповноцінну планету.
На користь такого припущення говорять і старанність в періоді обертання
Плутона навколо власної осі. На повний оборот у нього йде 6 діб 9годин 17 хвилин, а це дуже багато для такого невеликого тіла, так що йшвидкість обертання видає його з головою як самозванця в сім'ї планет.
Ще одне свідчення: всі чотири планети, що лежать безпосередньо за
Марсом і за поясом астероїдів: Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун - гігантськимирозмірами, величезними розмірами, загальним газорідку будовою рішучевідрізняються від внутрішньої орбіти Марса - Меркурія, Венери, Землі та Марса. Аось Плутон, хоча і розташований у зовнішній частині Сонячної системи, всімацими параметрами, як здається, схожий з меншими і твердотільнимиоколосолнечнимі планетами, а не зі своїми сусідами. Якщо повністюрозплавити Плутон, то він навіть не заповнить ніші водного океану Землі.
Швидкість, з якою рухається Плутон по своїй орбіті, приблизно дорівнює 16,8км/ч. Орбіта дуже тривала і тому один плутонівські рік дорівнює 247,7земним рокам. Наприклад, якщо вам зараз 17 років, то на Плутоні вам було б
0,07 років.
Прискорення вільного падіння над поверхнею Плутона дорівнює 0,49м/СІ. Якщо ваша маса приблизно дорівнює 70 кг, то на цій планеті ви б важили
4 кг!
2. Внутрішня будова і теплова історія.
Беручи до уваги дані про щільність, радіусі та період обертання
Плутона, а також з огляду на велику кількість води і силікатів на такийвіддаленості від Сонця, вчені гіпотетично визначили внутрішнюструктуру планети. На сьогоднішній день існують дві версії про структуру,і поки вчені не віддали жодної з них перевагу. Згідно з першим, підповерхнею, що складається з різних елементів з перевагою азоту,метану та оксиду вуглецю, знаходиться шар товщиною до 230 км з льоду
(130км) і з молекулярних структур.
Під ними розташоване ядро з силікатно-кам'янистих утворень і частковоз гідрітних. Друга версія також передбачає перший шар з льодутовщиною до 250 км. Але між ними і силікатною ядром вважається можливиміснування шару органічних речовин товщиною до 100км.
Наявність льоду може бути внаслідок його відокремлення від первиннихскам'янілостей планети в результаті удару астероїда. Якщо виключитизіткнення, підйом води до верхніх шарах планети міг статися черезтепла, що виділяється радіоактивними елементами, що входять до складу кам'янистихутворень.
Ще кілька років тому на поверхні планети були помічені яскраві зони.
Їх з великою точністю зафіксував космічний телескоп Хаббл. Єприпущення, що речовина, що надають яскравість, є твердий азот зприєдналися до нього іншими молекулами. Спектроскопічнідослідження, проведені з Землі, свідчать, що метан складаєблизько 1% маси планети. Схоже, що він утворює добре помітні плями.
Наступним компонентом поверхні може бути оксид вуглецю, при пов?? м%його змісту набагато менше 1%.
Лабораторні дослідження умов, спеціально відтворених і імітуютьплутонієвий, дозволяє зробити висновок, що кристали азоту вимірюютьсяметрами.
У рамках моделі рівноважної конденсації з протопланетному туманності притемпературі близько 40 Кельвін це тіло, очевидно, акумулювалосяпереважно з метанового льоду, і складали його речовина не зазналонадалі помітної диференціації. Інша можливість - формування згідратів метану (CH4, 8H2O) при температурі конденсації близько 70 Кельвін зподальшим їх розкладом у процесі внутрішньої еволюції, дегазацією CH4 іосвітою метанового льоду на поверхні. Ототожнення його в спектрівідображення Плутона сприяє обом цим моделей, не дозволяючи, проте,зробити між ними вибір.
Зміна температури під час довгих сезонних циклів впливає настан азоту. Іншими словами, під час плутонієвому року, рівного 248земним рокам, кристалічна структура азоту має то велику, то меншущільність, що відбивається на яскравості поверхні планети.
Цілком можливо, що не тільки азот, метан та оксид вуглецю єєдиними елементами, що входять до складу поверхні Плутона. Але досьогоднішнього дня, не вдалося з'ясувати ні які інші молекули.
Використання інфрачервоної техніки на супутнику JRAS для проведеннядосліджень дозволяє припустити, що деякі зони Плутона вкриті нетільки азотом. Саме тому вони мають меншу відбивну здатність,червонуватий колір і більш високу температуру. Склад темних плям,сконцентрованих поблизу екватора і в деяких районах полюсів, невідомий, але цілком може містити органічні речовини.
поверхня Харона має меншу відбивну здатність у порівнянні з
Плутоном.
Спектроскопічні дослідження свідчать про те, що вона покритазамерзлою водою і невідомими компонентами, саме вони утворюють сіруватіплями на супутнику. Важливим завданням є точне визначення складуінших зон на Плутон і Харон. Це допоможе знайти відповіді на питання про їхпоходження і про появу малих небесних тіл, що існують на периферії
Сонячної системи. Вивчення цих 2 об'єктів внесений внесок вирішення проблемипро органічних речовинах, що входять до їх складу. Але хочу зауважити, що цетільки гіпотеза.
Слід з'ясувати, чи існували ці речовини в міжзоряних хмарах, зяких утворилася Сонячна система, або ж вони утворилися пізніше наповерхні в результаті космічних бомбардувальників або фотохімічнихпроцесах.
3. Поверхня планети.
На відміну від супутників планет-гігантів, у Плутона ототожненіспектральні ознаки метанового конденсату. За результатами вузькополосноїфотометрії відношення інтенсивності відображення в двох спектральних областях,в одній з яких розташовані смуги поглинання водяного і аміачногольоду, а в іншій - сильна смуга поглинання метанового льоду, виявилосярівним 1,6. Якщо взяти чистий метановий лід і зняти ті
