Как сделать плутон

Обновлено: 06.07.2024

Астрономы вновь предлагают изменить определение планеты, чтобы вернуть Плутону его статус. Свое предложение они изложили в журнале Icarus.

С чего все началось?

Американский астроном Клайд Томбо открыл Плутон в 1930 году во время наблюдений из обсерватории Лоуэлла в Аризоне. Учебники быстро обновили — с тех пор считалось, что в Солнечной системе всего девять планет. Но в последующие десятилетия астрономы задавались вопросом, действительно ли Плутон (2 400 км в диаметре) можно приравнять к Юпитеру (140 000 км) и Сатурну (116 000 км) и считать планетой. Ученые сомневались. Возможно, этот объект — всего лишь часть популяции маленьких ледяных тел за орбитой Нептуна.

Больше не планета

В итоге Международный астрономический союз (МАС) создал комитет, которому поручили определить, что такое планета вообще. Согласно одному из планов, количество планет увеличилось с девяти до 12: Плутон и его спутник Харон предложили считать планетами-близнецами, а Церера и Эрида получили право вступить в эксклюзивный клуб. Но идея подверглась критике и ее и отвергли.

В итоге обсуждения в 2006 году привели к тому, что появилась новая версия определения планеты. В последний день собрания, 24 августа, члены МАС проголосовали за принятие новой резолюции, которая определяет критерии для наименования планеты. Во-первых, она должна находиться на орбите вокруг Солнца, во-вторых, иметь массу, достаточную для того, чтобы под воздействием сил гравитации принять почти сферическую форму, в-третьих, не иметь возможности расчистить окрестности своей орбиты от других тел (этим карликовая планета отличается от обычных планет).

Согласно одному из планов, количество планет увеличилось с девяти до 12: Плутон и его спутник Харон предложили считать планетами-близнецами. Фото: НАСА

Почему Плутону хотят вернуть статус планеты?

Филип Мецгер из Университета Центральной Флориды и его коллеги предлагают пересмотреть не только статус Плутона, но и сам подход к определению планеты. Они считают, что требование о гравитационном доминировании планеты в районе своей орбиты основано скорее на астрологии и фольклоре, и не имеет отношения к научной систематике. Чтобы доказать свою позицию, ученые изучили научную литературу за последние 400 лет. Они выяснили, что, начиная с Галилея, который интересовался образованием гор на Луне, планетой считалось геологически активное тело в космосе.

Представим, что речь идет о млекопитающих. Они остаются млекопитающими, живут ли они на суше или в море. Дело не в их местонахождении, а во внутренних характеристиках, которые делают их такими, какие они есть.

Филип Мецгер, соавтор исследования о статусе Плутона

Зачем это нужно?

Солнечная система

Плутон – бывший объект Солнечной системы, перенесенный в разряд карликовых планет по причине малого веса, недостаточного для притягивания других космических тел. Изучен недостаточно из-за удаленности, представляет повышенный интерес для ученых.

Физические характеристики

Подробные характеристики и сведения о состоянии космического тела были получены лишь в 2015 году после сближения Плутона со спутником New Horizons.

диаметр: 2376,6 км;
масса: 1,3х10^22 кг – 0,0022 массы планета Земля;
температура: -230 градусов по Цельсию;
средняя удаленность от Солнца: 7,4 млрд км или 39,4 а.е;
скорость вращения по орбите: 4,7 км/с;
плотность: 2 г/см3;
полярный радиус: 1153 км;
отражательная способность поверхности: 0,4.

Интересный факт: масса Плутона рассчитана приблизительно. Ученые руководствовались третьим законом Кеплера, который допускает погрешность в пределах 1%.

Орбита

Орбита Плутона относительно других планет

Орбита имеет форму вытянутого эллипса. На один оборот вокруг звезды Плутон тратит 248 лет. За этот период расстояние до Солнца постоянно меняется: уменьшается до 30 а.е (астрономических единиц) и удаляется до 39 а.е., где 1 а.е. равна 150 млн км. Наклон плоскости вращения составляет угол в 17 градусов относительно других планет.

Поскольку положение орбиты непостоянно: в одних случаях ниже плоскости эклиптики, в других выше, то Плутон время от времени меняется местами с Нептуном, находящимся ближе к Солнцу. Предположение о том, что карликовый объект был его спутником, было опровергнуто лишь по той причине, что уже несколько миллионов лет их орбиты находятся в постоянном резонансе в соотношении 3:2. Это значит, что за одно и тоже время одна из планет обращается вокруг Солнца три раза, а другая всего лишь два. Пока ученым удается прогнозировать поведение орбит Нептуна и Плутона, но на перспективу этот вопрос остается открытым

Внутреннее строение

Строение Плутона

Планета состоит из трех составляющих элементов:

атмосферы, представленной тонким слоем метана, азота и окиси углерода;
мантии, толщиной в 250 км, состоящей из воды и льда;
ядра диаметром в 1772 км, представляющего смесь камней и льда.

Выводы предположительные, сделаны на основе спектрального анализа, поскольку планета мало изучена.

Интересный факт: лед на Плутоне значительно прочнее, чем закаленная сталь, и составляет третью часть всей планеты.

Атмосфера и поверхность

Изображение атмосферы на Плутоне

Несмотря на то, что большая часть поверхности Плутона покрыта льдами, мощные телескопы зафиксировали неоднородную по цветовой гамме поверхность. На снимках были обнаружены:

кратеры;
углубления;
равнины;
ледяные глыбы.

В 2015 году обнаружена горная цепь, представляющая собой замерзшую смесь метана, азота и окиси углерода. На Плутоне есть газообразная атмосфера. Ее большая часть состоит из азота. В меньшей степени присутствуют метан и окись углерода. Такой состав исключает зарождение жизни даже в самой примитивной форме.

В период нахождения планеты в максимальной близости к Солнцу лед принимает иное состояние: газообразное. После удаления от небесного светила он превращается в кристаллы, опускающиеся на поверхность и образующие своеобразную корку.

До перехода в разряд карликовых небесных тел Плутон считали самой холодной планетой. Температура здесь опускается до -230-240 градусов по Цельсию. Сильные морозы обусловлены огромной удаленностью от Солнца: 7,4 миллиарда км, но из-за характерного строения орбиты атмосфера иногда становится газом, а затем замерзает и выпадает на поверхность.

Однако температурный режим не везде одинаков. Метан способен создавать парниковый эффект, поэтому на некоторой высоте от поверхности показатели повышаются, но незначительно: на 10 – 20 градусов по Цельсию.

Изображение Плутона в цвете

До 2015 года относительно окраса поверхности Плутона были только предположения. Поскольку большая часть планеты состоит изо льда, то и цвет должен быть соответствующий: белый с серыми и светло-синими оттенками. Однако на фотографиях, которые удалось сделать с помощью телескопа, явно просматривается иная палитра: светло-желтая, местами переходящая в более темные тона.

Есть ли жизнь на Плутоне

Для зарождения жизни на планете нет никаких условий:

огромная удаленность от Солнца;
низкая температура, при которой превращается в лед не только вода, но и газы: метан, азот и окись углерода;
давление на поверхности в миллион с лишним раз ниже земного;
газообразный атмосферный слой;
поверхность, покрытая ледяной коркой.

Атмосфера постоянно меняется в зависимости от приближения или удаления от Солнца. В подобной среде невозможно даже предположить зарождение, а уж тем более существование жизни.

Спутники Плутона

У Плутона пять спутников:

Харон – открыт в 1978 году, в два раза меньше Плутона, диаметр – 1212 км, значительно отличается по составу. Предположительно, спутник является осколками самой планеты, выброшенными при столкновении, а потому и габариты более скромные.
Никта – обнаружен в 2005 году при помощи телескопа Хаббл, первоначальный диаметр – 45 км. Перемещается по орбите с той же скоростью, что и Харон, а с Гидрой находится в резонансном соотношении 3:2. Длительность одного витка вокруг Плутона составляет 25 дней.
Гидра – открыт в 2005 году, удален от Плутона на 65 000 км. Диаметр, исходя из уровня яркости, варьируется от 40 до 60 км, на орбитальный путь уходит 32 дня. Данных о составе спутника нет, но есть предположение о ледяной мантии и каменном ядре.
Кербер – обнаружен в 2011 году, располагается между Гидрой и Никтой. Предположительная причина образования – столкновение Плутона с более крупным космическим телом, диаметр – 13-34 км, большая полуось – 59 000 км, время обращения – 32 дня.
Стикс – открыт в 2012 году, самый маленький из пяти. От Плутона удален на 58 000 миль, диаметр – 10-25 км, один оборот преодолевает за 19 дней, большая полуось – 42 000 км. Иные физические данные не установлены.

Интересный факт: систему Плутон-Харон некоторые астрономы считают двойной планетой, поскольку они вращаются вокруг одной точки центра масс планет.

Сколько лететь до Плутона

Расстояние от Земли до Плутона

Расстояние от Солнца до Плутона

По земным меркам оно составляет 4,4 млрд км или 29 астрономических единиц, но это при максимальном приближении Плутона к третьей планете от Солнца. При удалении расстояние увеличивается до 7,3 млрд км или 49 а.е. При расчете требуется брать во внимание орбитальный наклон в 17 градусов. С учетом всех особенностей, среднее расстояние определяется показателем в 5,91 млрд км или 40 а.е.

Интересный факт: солнечный свет добирается до Плутона за 5 ч, тогда как на Землю он падает через 7 мин.

История открытия

Французский математик, занимающийся небесной механикой, Урбен Леверье, провел исследование орбиты Урана. Он выявил определенные волнения, натолкнувшие на мысль, что именно какая-то неизвестная близлежащая планета является их причиной. В 1894 году американский бизнесмен, астроном и математик Персиваль Лоуэлл основал на собственные средства обсерваторию. Также стал инициатором проекта, в рамках которого осуществлялся поиск девятой планеты. Длительное время исследования были безуспешными. Энтузиасты сделали множество фотоснимков с многочисленными небесными телами, но искомое там никто не увидел.

Плутон был открыт 18 февраля 1930 года американским астрономом Клайдом Томбо. Будучи принятым на работу в обсерваторию, он делал фотографии и вдруг заметил на снимках движущийся объект (из нескольких фотокарточек была сделана простейшая анимация). Это и был Плутон. Лоуэлловская обсерватория 13 марта этого же года сделала заявление об открытии новой планеты.

Почему Плутон так называется?

Ныне используемое название придумала Венеция Берни – обыкновенная оксфордская школьница. Дело в том, что Плутон – это бог из древнеримской мифологии, который правил подземным царством. Это отлично подходило для холодной и мрачной поверхности планеты.

Исследование

Аппарат предоставил данные, по которым удалось сделать спектральный анализ поверхности. В разное время делались снимки, появилась возможность сравнить геологическую активность.

Статус Плутона сейчас

В 1930 году Плутон признали планетой – 9-ой по счету от Солнца, однако сравнительно недавно он потерял свой статус. Ученые начали сомневаться, что небесное тело соразмерно параметрам Земли. В результате исследований его определили в разряд карликовых планет. По данному поводу несколько раз устраивали дебаты, и окончательное решение приняли в 2006 году. Ученые выделили несколько критериев для определения статуса планеты:

Космическое тело должно вращаться по орбите вокруг Солнца, а также быть спутником одной из звезд, а не какой-либо планеты.
Объект должен иметь такую массу, которая позволит ему под действием гравитации обрести форму сферы.
Размеры тела должны быть настолько большими, чтобы в пределах его орбиты не было более крупных объектов. Исключением являются только его спутники или объекты под действием гравитации.

Таким образом, после проверки этих факторов ученые установили, что называть Плутон планетой нельзя из-за третьего критерия. Поскольку он находится в поясе Койпера, его массу сравнили с близлежащими объектами. Выяснилось, что Плутон занимает всего 7% массы остальных космических тел.

Другие карликовые планеты

Поскольку Плутон удовлетворял первым двум критериям, его определили в категорию карликовых планет, а также отнесли к классу плутоидов. Такими небесными телами считаются сферические объекты с небольшой массой. Они должны вращаться вокруг Солнца. При этом, орбите необходимо иметь больший радиус, чем у Нептуна. Кроме Плутона считаются плутоидами: Эрида, Макемаке и Хаумеа.

Интересный факт: на Плутоне одни сутки соответствуют шести земным, а одно полноценное вращение вокруг Солнца по земным меркам занимает целых 248 лет.

Официально Плутон внесли в список малых планет под номером 134340 (7 сентября 2006). Интересно, что если бы ученые с самого начала правильно охарактеризовали этот объект, то в каталоге он бы занимал место в первых тысячах. Единственное отличие между обычной планетой и карликовой теперь заключается только в размере объектов. По остальным параметрам они совпадают.

Интересное видео о Плутоне

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Немного матчасти

Запуск

Анимация отделения от разгонного блока и дальнейшего полета

Пролет Юпитера

Большое красное пятно глазами Ralph

Анимация вулкана на Ио

Плутон

Плутон. Самый свежий снимок от 11 июля

Циклограмма пролета уже известна, ее можно посмотреть, скачав приложение NASA's Eyes с официального сайта или посмотрев запись на YouTube (лучше разверните на весь экран):

Привет, Плутон!

F1 — переключение вида от первого/третьего лица.
T — ускорить время в 10 раз, R — замедлить.
Клавиши управления ориентацией:

И очень полезная Num 5 останавливает вращение по всем осям.
Z — уменьшить поле зрения (приблизить объект), X — увеличить поле зрения (отдалить объект)
F9 — режим планетария, с подписанными названиями объектов и созвездиями.
H — режим индикатора на лобовом стекле. Циклически переключает режимы Орбита/Поверхность/Стыковка.

Плутон в прицеле:

14 июля:

11:11 UTC, Плутон и Харон крупным планом, до точки максимального сближения меньше часа.

11:50 UTC (14:50 МСК). Точка максимального сближения находится уже с внешней стороны орбиты Плутона, отсюда он будет виден как серп.

Небольшой FAQ

Когда будут новые уникальные фотографии?
Фото Плутона с участка максимального сближения ожидают получить 15 июля, фото Харона ожидаются 16 числа. Первые цветные фото ожидаются в районе 18 июля. А передача всех собранных данных займет месяцы, ее планируют завершить аж в 2016 году.

Десятилетий на гравитационные маневры или просто более медленное движение (чтобы гасить меньшую относительную скорость у Плутона)
Использования ядерных двигателей или связки ядерного реактора и ионных двигателей.
Использования более тяжелой ракеты-носителя для вывода гораздо большей начальной массы на орбиту Земли.

А где сейчас Плутон?
Если после полуночи посмотреть на небо и провести мысленно линию через Денеб и Альтаир, то Плутон будет низко над горизонтом в созвездии Стрельца. Его звездная величина 14, и в любительские телескопы увидеть Плутон не получится.

По тегу Orbiter другие публикации о виртуальных космических путешествиях.

Состав Плутона – описание для детей: рисунок строения карликовой планеты, атмосфера, мантия, холодное каменное ядро, азот и водяной лед, Новые Горизонты.

Родители или в школе могут рассказать для самых маленьких, что Плутон прячется в поясе Койпера среди таких же холодных скалистых и ледяных тел. Из-за низких температур на нем много льда. Но подробности состава стали известны благодаря полету аппарата Новые Горизонты в июле 2015 года. Итак, какой же состав карликовой планеты Плутон?

Поверхность Плутона - объяснение для детей

Состав Плутона больше похож на каменистые планеты, чем на газовые гиганты. В доминирующем количестве присутствует азотный лед с небольшим количеством метана и углерода. В момент прилета корабля стала заметной удивительная особенность – форма сердца (Область Томбо). На рисунке представлено детальное строение Плутона.

Предположительное строение Плутона

Остальные регионы старше, так как в некоторых участках кратеров намного больше. Поверхность отличается по цвету и яркости: черный, оранжевый и белый. Есть изменения и в метане, который концентрируется на ярких равнинах и кратерах, но полностью отсутствует в кратерных центрах и более затемненных областях.

Этот ландшафт охватывает сотни километров. Кажется, что перед вами шкура дракона или древесная кора. Пока ученые думают, что это комбинация внутренних тектонических плит или же сублимация льда, созданная слабым отражением солнечного света.

Когда Плутон был вне доступа, астрономы могли рассчитывать только на мощный телескоп Хаббл. Ему удалось найти спутники. Причем ученые используют самый большой (Харон), чтобы лучше исследовать поверхность карликовой планеты. Харон периодически пересекает линию видимости, поэтому уменьшает свет от поверхности и помогает определить изменение яркости на Плутоне.

Внутри карликовой планеты - объяснение для детей

Родители или учителя в школе могут объяснить детям, что до полета Новых Горизонтов все думали, что перед ними мертвый объект. Но удивительно молодой вид поверхности намекает на то, что она активнее, чем ожидалось. Внутри может находиться скалистое ядро, окруженное мантией, которая могла быть жидкой, но замерзла.

О нагреве стоит судить по плавающим айсбергам в Равнине Спутника. Когда ледяные куски переходят в более теплую область, то начинают таять. Одна из групп (Challenger Colles) простирается на 60 км в длину и 35 в ширину. Плутон расположен в поясе Койпера, где обитает множество ледяных и каменных объектов. Исследователи считают, что если бы Плутон подошел к Солнцу ближе, то у него мог бы образоваться кометный хвост.

Теперь вы знаете, как выглядит состав Плутона. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться во внешнем виде карликовой планеты и особенностях ее поверхности.

Читайте также: