Муниципальная общеобразовательная школа-гимназия № 25
Реферат по астрономии на тему:
ЗАТЕРЯННЫЙ МИР: ПЛУТОН И ХАРОН
Ученика 11 Б класса Станкевича Артура
Краснодар 1999
Диаметр 2290 км
Масса 1,3*1022 кг
Плотность 2100 кг/м3
Период вращения 6,38 суток
Среднее расстояние от Солнца 39,53 а.е.
Период обращения 247,7 года
Эксцентриситет орбиты 0,249
Наклон орбиты 17,3°
В феврале 1930 г. молодой американский астроном Клайд Томбо на Ловелловской обсерватории во Флагстаффе открыл новую, 9-ю планету Солнечной системы, получившую название Плутон.
По представлениям древних греков, Плутон (Аид) – бог подземного царства, в котором господствует вечный мрак. На Плутоне действительно очень мрачно. Среднее расстояние от Плутона до Солнца в 40 раз больше расстояния до Земли, а значит, света и тепла он получает в 1600 раз меньше. Солнце на небе Плутона выглядит очень яркой звездой, не имеющей видимого диска. И всё же оно там светит в 300 раз ярче, чем полня Луна на нашем небе.
Открытие Плутона не было случайным. В продолжение 15 лет на обсерватории во Флагстаффе велись поиски занептуновой планеты, которая, по расчетам астронома Персиваля Ловелла, слегка возмущала движение Урана и Нептуна. Поиски увенчались успехом. Вскоре изображения Плутона были найдены и на более ранних фотографиях, начиная с 1914 г. Это позволило вычислить его орбиту.
Плутон при открытии имел блеск 15-й звёздной величины. Наблюдать его можно только в сильные телескопы. Вследствие малых размеров было очень трудно определить диаметр планеты.
Учёные применили косвенные методы. Так, если Марс условно перенести на место Плутона, то он будет освещён Солнцем в 625 раз слабее. В результате яркость Марса уменьшится на 15 звездных величин, т.е. станет такой же, как у Плутона. Следовательно, по размерам Плутон сопоставим с Марсом, а если его отражательная способность меньше, чем у Марса, – то и с Землёй.
Поэтому в течение 40 лет Плутон считали по размерам и массе равным Земле, в крайнем случае – Марсу. Но вот в апреле 1965 г. Плутон проходил вблизи звезды 15-й величины, причем так близко, что, если бы его диаметр превышал 5500 км, он полностью заслонил собой эту звезду. На самом деле же звезда не была закрыта. Это означало, что диаметр Плутона меньше 5500 км.
Новый этап в исследованиях Плутона начался в 1978 г., когда астроном Джеймс Кристи на Морской обсерватории в том же Флагстаффе с помощью полутораметрового рефлектора обнаружил у него неяркий спутник, получивший название Харон. По периоду обращения спутника вокруг планеты астрономы вычислили массу Плутона – 1,3*1022 кг, что составляет 1/500 массы Земли и 1/6 массы Луны.
Оставалось определить точные размеры Плутона и Харона. И тут учёным необычайно повезло. Орбита Харона расположена таким образом, что раз в 124 года (половина периода обращения Плутона вокруг Солнца) для земных наблюдателей наступает пятилетний период, когда через каждые 6,4 суток Харон проходит перед диском Плутона и с таким же интервалом (но на 3,2 суток раньше или позже) скрывается за планетой. Очередная серия таких прохождений пришлась на 1985-1990 гг.
Наблюдения этих явлений позволили точно установить диаметры Плутона (2290 км) и Харона (1186 км). Независимое определение размеров Плутона было выполнено по наблюдениям покрытия им звезды 9 июня 1986 г. Была рассчитана средняя плотность обоих тел – 2100 кг/м3. Это меньше плотности скальных пород, но вдвое больше плотности льда. По-видимому Плутон состоит и из того, и из другого.
Таким образом, Плутон является самой маленькой планетой. Кроме того, он (а не Земля) обладает самым массивным спутником (по отношению масс спутник/планета). В самом деле, Луна имеет массу, равную 1/81 массы Земли, а Харон – примерно 1/8-1/10 массы Плутона.
Ещё в 1976 г. Дейл Крукшенк и его коллеги из университета штата Гавайи (США) обнаружили у Плутона разрежённую атмосферу, состоящую из метана (СН4 ). Дальнейшие исследования подтвердили их открытие. Давление этой атмосферы у поверхности планеты в 7000 раз меньше атмосферного давления у поверхности Земли.
Поверхность Плутона покрыта метановым льдом и поэтому имеет сероватый оттенок в отличие от красноватого Харона, на котором преобладают скальные породы и водяной лёд.
В течение нескольких лет до и после прохождения перигелия Плутон бывает ближе к Солнцу, чем Нептун. Этот период можно считать «летом» для Плутона. Всё же температура у поверхности планеты в это время составляет (по разным оценкам) от 45 до 67 К (от –228 до –206 °С). В последний раз Плутон прошёл свой перигелий 9 сентября 1989 г. Через 124 года, когда он будет в афелии, приток солнечного тепла уменьшится и температура упадёт до 32–50 К.
В 1995 г. американские учёные с помощью специальной аппаратуры, смонтированной на орбитальном Хаббловском космическом телескопе, сфотографировали всю поверхность Плутона и составили его карту. Северный полюс планеты покрыт шапкой из замёрзших газов. В других областях светлые и тёмные районы перемежаются яркими вытянутыми полосами. Предполагается, что это связано с отложениями инея: древнейшим из них, успевшим разложиться под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца соответствует более тёмная окраска, а более свежим – светлая.
Орбиты Плутона и Нептуна лежат в разных плоскостях, так что они не пересекаются, как можно подумать, глядя на схему Солнечной системы, где все орбиты спроецированы на плоскость эклиптики. Более того, поскольку периоды обращения Нептуна и Плутона относятся как 2/3, движение этих планет происходит, как принято говорить, в резонансе, причём расстояние между ними не бывает меньше 18 а.е. Даже Уран подходит порой ближе к Плутону, чем Нептун: он может оказаться в 14 а.е. от самой далёкой планеты.
В 1936 г. английский астроном Реймонд Литлтон высказал гипотезу, согласно которой Плутон в прошлом был спутником Нептуна. Но убедительно обосновать её пока не удалось.
Плутон и Харон – далёкий, затерянный мир, живущий своей жизнью. Испаряется метановый лёд, поддерживая редкую атмосферу планеты. Газы увлекают в атмосферу мельчайшие льдинки, создавая дымку из аэрозолей. Падают на Плутон метеориты. Проносятся мимо кометы. На фоне знакомых нам созвездий тускло светит Харон…
www.ronl.ru
Муниципальная общеобразовательная школа-гимназия № 25
Реферат по астрономии на тему:
ЗАТЕРЯННЫЙ МИР: ПЛУТОН И ХАРОНУченика 11 Б класса Станкевича АртураКраснодар 1999ПлутонДиаметр 2290км
Масса 1,3*1022кг
Плотность 2100кг/м3
Период вращения 6,38суток
Среднее расстояние от Солнца 39,53а.е.
Период обращения 247,7года
Эксцентриситет орбиты 0,249
Наклон орбиты 17,3°
В феврале 1930 г. молодой американский астроном КлайдТомбо на Ловелловской обсерватории во Флагстаффе открыл новую, 9-ю планетуСолнечной системы, получившую название Плутон.
По представлениям древних греков, Плутон (Аид) – богподземного царства, в котором господствует вечный мрак. На Плутонедействительно очень мрачно. Среднее расстояние от Плутона до Солнца в 40 разбольше расстояния до Земли, а значит, света и тепла он получает в 1600 разменьше. Солнце на небе Плутона выглядит очень яркой звездой, не имеющейвидимого диска. И всё же оно там светит в 300 раз ярче, чем полня Луна на нашемнебе.
Открытие Плутона не было случайным. В продолжение 15лет на обсерватории во Флагстаффе велись поиски занептуновой планеты, которая,по расчетам астронома Персиваля Ловелла, слегка возмущала движение Урана иНептуна. Поиски увенчались успехом. Вскоре изображения Плутона были найдены ина более ранних фотографиях, начиная с 1914 г. Это позволило вычислить егоорбиту.
Плутон при открытии имел блеск 15-й звёздной величины.Наблюдать его можно только в сильные телескопы. Вследствие малых размеров былоочень трудно определить диаметр планеты.
Учёные применили косвенные методы. Так, если Марсусловно перенести на место Плутона, то он будет освещён Солнцем в 625 разслабее. В результате яркость Марса уменьшится на 15 звездных величин, т.е.станет такой же, как у Плутона. Следовательно, по размерам Плутон сопоставим сМарсом, а если его отражательная способность меньше, чем у Марса, – то и сЗемлёй.
Поэтому в течение 40 лет Плутон считали по размерам имассе равным Земле, в крайнем случае – Марсу. Но вот в апреле 1965 г. Плутонпроходил вблизи звезды 15-й величины, причем так близко, что, если бы егодиаметр превышал 5500 км, он полностью заслонил собой эту звезду. На самом дележе звезда не была закрыта. Это означало, что диаметр Плутона меньше 5500 км.
Новый этап в исследованиях Плутона начался в 1978 г.,когда астроном Джеймс Кристи на Морской обсерватории в том же Флагстаффе спомощью полутораметрового рефлектора обнаружил у него неяркий спутник,получивший название Харон. По периоду обращения спутника вокруг планетыастрономы вычислили массу Плутона – 1,3*1022кг, что составляет 1/500 массы Земли и1/6 массы Луны.
Оставалось определить точные размеры Плутона и Харона.И тут учёным необычайно повезло. Орбита Харона расположена таким образом, чтораз в 124 года (половина периода обращения Плутона вокруг Солнца) для земныхнаблюдателей наступает пятилетний период, когда через каждые 6,4 суток Харонпроходит перед диском Плутона и с таким же интервалом (но на 3,2 суток раньшеили позже) скрывается за планетой. Очередная серия таких прохождений пришласьна 1985-1990 гг.
Наблюдения этих явлений позволили точно установитьдиаметры Плутона (2290 км) и Харона (1186 км). Независимое определение размеровПлутона было выполнено по наблюдениям покрытия им звезды 9 июня 1986 г. Быларассчитана средняя плотность обоих тел – 2100 кг/м3. Это меньшеплотности скальных пород, но вдвое больше плотности льда. По-видимому Плутонсостоит и из того, и из другого.
Таким образом, Плутон является самой маленькойпланетой. Кроме того, он (а не Земля) обладает самым массивным спутником (поотношению масс спутник/планета). В самом деле, Луна имеет массу, равную 1/81массы Земли, а Харон – примерно 1/8-1/10 массы Плутона.
Ещё в 1976 г. Дейл Крукшенк и его коллеги изуниверситета штата Гавайи (США) обнаружили у Плутона разрежённую атмосферу,состоящую из метана (СН4). Дальнейшие исследования подтвердили ихоткрытие. Давление этой атмосферы у поверхности планеты в 7000 раз меньшеатмосферного давления у поверхности Земли.
Поверхность Плутона покрыта метановым льдом и поэтомуимеет сероватый оттенок в отличие от красноватого Харона, на которомпреобладают скальные породы и водяной лёд.
В течение нескольких лет до и после прохожденияперигелия Плутон бывает ближе к Солнцу, чем Нептун. Этот период можно считать«летом» для Плутона. Всё же температура у поверхности планеты в это времясоставляет (по разным оценкам) от 45 до 67 К (от –228 до –206 °С). В последний раз Плутон прошёл свой перигелий 9 сентября 1989 г.Через 124 года, когда он будет в афелии, приток солнечного тепла уменьшится итемпература упадёт до 32–50 К.
В 1995 г. американские учёные с помощью специальнойаппаратуры, смонтированной на орбитальном Хаббловском космическом телескопе,сфотографировали всю поверхность Плутона и составили его карту. Северный полюспланеты покрыт шапкой из замёрзших газов. В других областях светлые и тёмныерайоны перемежаются яркими вытянутыми полосами. Предполагается, что это связанос отложениями инея: древнейшим из них, успевшим разложиться под воздействиемультрафиолетового излучения Солнца соответствует более тёмная окраска, а болеесвежим – светлая.
Орбиты Плутона и Нептуна лежат в разных плоскостях,так что они не пересекаются, как можно подумать, глядя на схему Солнечной системы,где все орбиты спроецированы на плоскость эклиптики. Более того, посколькупериоды обращения Нептуна и Плутона относятся как 2/3, движение этих планетпроисходит, как принято говорить, в резонансе, причём расстояние между ними небывает меньше 18 а.е. Даже Уран подходит порой ближе к Плутону, чем Нептун: онможет оказаться в 14 а.е. от самой далёкой планеты.
В 1936 г. английский астроном Реймонд Литлтон высказалгипотезу, согласно которой Плутон в прошлом был спутником Нептуна. Ноубедительно обосновать её пока не удалось.
Плутон и Харон – далёкий, затерянный мир, живущийсвоей жизнью. Испаряется метановый лёд, поддерживая редкую атмосферу планеты.Газы увлекают в атмосферу мельчайшие льдинки, создавая дымку из аэрозолей.Падают на Плутон метеориты. Проносятся мимо кометы. На фоне знакомых намсозвездий тускло светит Харон…
www.ronl.ru
Муниципальная общеобразовательная школа-гимназия № 25
Реферат по астрономии на тему:
ЗАТЕРЯННЫЙ МИР: ПЛУТОН И ХАРОНУченика 11 Б класса Станкевича АртураКраснодар 1999ПлутонДиаметр 2290км
Масса 1,3*1022кг
Плотность 2100кг/м3
Период вращения 6,38суток
Среднее расстояние от Солнца 39,53а.е.
Период обращения 247,7года
Эксцентриситет орбиты 0,249
Наклон орбиты 17,3°
В феврале 1930 г. молодой американский астроном КлайдТомбо на Ловелловской обсерватории во Флагстаффе открыл новую, 9-ю планетуСолнечной системы, получившую название Плутон.
По представлениям древних греков, Плутон (Аид) – богподземного царства, в котором господствует вечный мрак. На Плутонедействительно очень мрачно. Среднее расстояние от Плутона до Солнца в 40 разбольше расстояния до Земли, а значит, света и тепла он получает в 1600 разменьше. Солнце на небе Плутона выглядит очень яркой звездой, не имеющейвидимого диска. И всё же оно там светит в 300 раз ярче, чем полня Луна на нашемнебе.
Открытие Плутона не было случайным. В продолжение 15лет на обсерватории во Флагстаффе велись поиски занептуновой планеты, которая,по расчетам астронома Персиваля Ловелла, слегка возмущала движение Урана иНептуна. Поиски увенчались успехом. Вскоре изображения Плутона были найдены ина более ранних фотографиях, начиная с 1914 г. Это позволило вычислить егоорбиту.
Плутон при открытии имел блеск 15-й звёздной величины.Наблюдать его можно только в сильные телескопы. Вследствие малых размеров былоочень трудно определить диаметр планеты.
Учёные применили косвенные методы. Так, если Марсусловно перенести на место Плутона, то он будет освещён Солнцем в 625 разслабее. В результате яркость Марса уменьшится на 15 звездных величин, т.е.станет такой же, как у Плутона. Следовательно, по размерам Плутон сопоставим сМарсом, а если его отражательная способность меньше, чем у Марса, – то и сЗемлёй.
Поэтому в течение 40 лет Плутон считали по размерам имассе равным Земле, в крайнем случае – Марсу. Но вот в апреле 1965 г. Плутонпроходил вблизи звезды 15-й величины, причем так близко, что, если бы егодиаметр превышал 5500 км, он полностью заслонил собой эту звезду. На самом дележе звезда не была закрыта. Это означало, что диаметр Плутона меньше 5500 км.
Новый этап в исследованиях Плутона начался в 1978 г.,когда астроном Джеймс Кристи на Морской обсерватории в том же Флагстаффе спомощью полутораметрового рефлектора обнаружил у него неяркий спутник,получивший название Харон. По периоду обращения спутника вокруг планетыастрономы вычислили массу Плутона – 1,3*1022кг, что составляет 1/500 массы Земли и1/6 массы Луны.
Оставалось определить точные размеры Плутона и Харона.И тут учёным необычайно повезло. Орбита Харона расположена таким образом, чтораз в 124 года (половина периода обращения Плутона вокруг Солнца) для земныхнаблюдателей наступает пятилетний период, когда через каждые 6,4 суток Харонпроходит перед диском Плутона и с таким же интервалом (но на 3,2 суток раньшеили позже) скрывается за планетой. Очередная серия таких прохождений пришласьна 1985-1990 гг.
Наблюдения этих явлений позволили точно установитьдиаметры Плутона (2290 км) и Харона (1186 км). Независимое определение размеровПлутона было выполнено по наблюдениям покрытия им звезды 9 июня 1986 г. Быларассчитана средняя плотность обоих тел – 2100 кг/м3. Это меньшеплотности скальных пород, но вдвое больше плотности льда. По-видимому Плутонсостоит и из того, и из другого.
Таким образом, Плутон является самой маленькойпланетой. Кроме того, он (а не Земля) обладает самым массивным спутником (поотношению масс спутник/планета). В самом деле, Луна имеет массу, равную 1/81массы Земли, а Харон – примерно 1/8-1/10 массы Плутона.
Ещё в 1976 г. Дейл Крукшенк и его коллеги изуниверситета штата Гавайи (США) обнаружили у Плутона разрежённую атмосферу,состоящую из метана (СН4). Дальнейшие исследования подтвердили ихоткрытие. Давление этой атмосферы у поверхности планеты в 7000 раз меньшеатмосферного давления у поверхности Земли.
Поверхность Плутона покрыта метановым льдом и поэтомуимеет сероватый оттенок в отличие от красноватого Харона, на которомпреобладают скальные породы и водяной лёд.
В течение нескольких лет до и после прохожденияперигелия Плутон бывает ближе к Солнцу, чем Нептун. Этот период можно считать«летом» для Плутона. Всё же температура у поверхности планеты в это времясоставляет (по разным оценкам) от 45 до 67 К (от –228 до –206 °С). В последний раз Плутон прошёл свой перигелий 9 сентября 1989 г.Через 124 года, когда он будет в афелии, приток солнечного тепла уменьшится итемпература упадёт до 32–50 К.
В 1995 г. американские учёные с помощью специальнойаппаратуры, смонтированной на орбитальном Хаббловском космическом телескопе,сфотографировали всю поверхность Плутона и составили его карту. Северный полюспланеты покрыт шапкой из замёрзших газов. В других областях светлые и тёмныерайоны перемежаются яркими вытянутыми полосами. Предполагается, что это связанос отложениями инея: древнейшим из них, успевшим разложиться под воздействиемультрафиолетового излучения Солнца соответствует более тёмная окраска, а болеесвежим – светлая.
Орбиты Плутона и Нептуна лежат в разных плоскостях,так что они не пересекаются, как можно подумать, глядя на схему Солнечной системы,где все орбиты спроецированы на плоскость эклиптики. Более того, посколькупериоды обращения Нептуна и Плутона относятся как 2/3, движение этих планетпроисходит, как принято говорить, в резонансе, причём расстояние между ними небывает меньше 18 а.е. Даже Уран подходит порой ближе к Плутону, чем Нептун: онможет оказаться в 14 а.е. от самой далёкой планеты.
В 1936 г. английский астроном Реймонд Литлтон высказалгипотезу, согласно которой Плутон в прошлом был спутником Нептуна. Ноубедительно обосновать её пока не удалось.
Плутон и Харон – далёкий, затерянный мир, живущийсвоей жизнью. Испаряется метановый лёд, поддерживая редкую атмосферу планеты.Газы увлекают в атмосферу мельчайшие льдинки, создавая дымку из аэрозолей.Падают на Плутон метеориты. Проносятся мимо кометы. На фоне знакомых намсозвездий тускло светит Харон…
www.ronl.ru
Самая далекая планета Солнечной системы , Плутон , — наименее изученнаяиз всех планет . Она была открыта в марте 1930 года американскимастрономом К. Томбо . Позже она была найдена и на более раннихфотографиях неба , начиная с 1914 года .
Замечательная история открытий Нептуна и Плутона в действительностиначинается с открытия Урана, потому что, не будь наблюдений Урана, дваболее поздних открытия могли бы задержаться на многие годы. Вместе с темоткрытие Урана знаменует начало новой эпохи в истории астрономии, таккак Уран был первой планетой, которая была “открыта”. Ведь Меркурий,Венера,Марс, Юпитер и Сатурн всегда были видимы невооруженным глазомлюбому человеку, посмотревшему на небо (если только глаза нашихдоисторических предков не были гораздо несовершеннее наших глаз).
Плутон выглядит как звезда примерно 15-й звездной величины . Нетрудноподсчитать , что почти такой же блеск имел бы Марс , если его отнести нарасстояние Плутона . Это значит , что Плутон примерно таких же размеров, как и Марс. Более точная оценка диаметра планеты была сделана в 1950году Дж. Койпером , измерившим с помощью 5-метрового телескопа егоугловой диаметр и нашедший его равным 0”,23 . Этому значениюсоответствует диаметр планеты 5900 км .
В ночь с 28 на 29 апреля 1965 года Плутон должен был пройти вблизизвезды 15-й звездной величины , причем так близко , что мог закрыть ее ,если бы его диаметр был равен определенному Койпером . Двенадцатьобсерваторий следили за блеском звезды , но он не ослабел ни на секунду. Это означало , что диаметр Плутона не превосходит 5500 км .
Еще труднее было определить массу Плутона . До 1978 года спутников унего известно не было , кометы вблизи него не проходили . Оставалосьизучать слабые возмущения , создаваемые Плутоном в движении ближайших кнему планет Нептуна и Урана .
-****************-
При взгляде на план Солнечной системы может создаться впечатление , чтоорбиты Нептуна и Плутона пересекаются (см. рис 1) . Это впечатлениеошибочно , так как орбита Плутона наклонена на угол 17( к плоскостиэклиптики и орбиты Нептуна , причем линия узлов (пересечения плоскостейорбит) расположена так , что как раз в районе кажущихся “точекпересечения” Плутон находится на 10 а.е. севернее эклиптики . Более того, из-за соизмеримости периодов обращения Нептуна и Плутона (три периодаНептуна почти равны двум периодам Плутона) расстояние между обеимипланетами никогда не может быть меньше 18 а.е. Сейчас Плутонприближается к своему перигелию и он уже ближе к Солнцу , чем Нептун .
Ближе к Плутону , как это не странно , может подходить Уран — расстояниемежду ними может иногда сокращаться до 14 а.е. Но все же это расстояниеслишком велико . Американские астрономы Р. Данкомб , П. Сейдельман , Э.Джексон и польский астроном В. Клепчинский проделали громадную работу пообработке 5426 наблюдений положений Нептуна за 1846 - 1868 годы с учетомвозмущений от всех остальных планет и получили наилучшее согласие теориис наблюдениями в случае , если масса Плутона равна 0,11 земной . Именнотакова , как мы помним , масса Марса , но Плутон меньше Марса , и еслимы примем для него такую массу и диаметр 5500 км , то средняя плотностьПлутона окажется равной 8 г/см^3 , что слишком много . И вдругнеожиданно американский астроном Дж. Кристи на пластинках , снятых вапреле-мае 1978 года на 155-сантиметровом рефлекторе Морскойобсерватории во Флагстаффе , обнаружил у Плутона спутник диаметром около500 км . Открытие было подтверждено с помощью 4-х метрового рефлектораобсерватории Серро-Тололо. По обращению спутника вокруг планеты удалосьопределить массу Плутона — 1,1 ( 10^25 г или примерно 1/500 массы Земли! Диаметр Плутона по определениям Кристи равен 2600 км иначе говоря ,именно Плутон , а не Меркурий , — самая маленькая среди больших планетСолнечой системы . Плотность Плутона получается равной 1,4 г/см^3 —почти как у спутника Юпитера Каллисто . По диаметру планеты и ее блескулегко определить альбедо ; оно равно 0,5 . Обычные скальные породы, какпоказывает пример Луны и Меркурия , необладают столь высоким альбедо ,значит , можно предположить , что значительная часть поверхности Плутонапокрыта льдом или инеем .
Температура на Плутоне должна быть около 40(К. Это значение нижетемпературы конденсации метана при очень низких давлениях (50(К) .Поэтому на поверхности Плутона может быть метановый лед . И вот совсемнедавно , в 1977 году , американские астрономы Д. Крукшенк , Д. Моррисони К. Пилчер с помощью 4-х метрового рефлектора обсерватории Китт Пикобнаружили в инфракрасном спектре Плутона две полосы , характерныеименно для метанового льда.
С другой стороны , канадский астроном Л. Маннинг , изучив спектр Плутонав видимой области , полученный в 1970 году Дж. Фиксом , Дж. Неффом и Л.Келси на 60-сантиметровом рефлекторе со спектрофотометром нашел в немпризнаки полос поглощения ионов железа и пришел к выводу , что породыпланеты обогащены железом .
В 1955 году американские астрономы М. Уокер и Р. Харди изфотоэлектрических наблюдений нашли период вращения Плутона вокруг оси —6 суток 9 часов 16,9 минуты . Спустя 12 лет советский астроном Р.И.Киладзе подтвердил этот период по собственным наблюдениям . В настоящеевремя ясно, что этот период является вместе с тем периодом обращенияспутника Плутона вокруг планеты .
Проникновение в тайны солнечной
системы на основе использования ньюто-
новского закона всемирного тяготения и
тщательнейших наблюдений продолжа-
лось и в нашем веке. Кульминацией этих
усилий было открытие Плутона, причем
обстоятельства этого открытия были
удивительно похожи на обстоятельства
открытия Нептуна. Как и тогда, планета
практически была обнаружена во время
одного из ранних поисков, но в силу
превратностей судьбы ее отождествление
произошло гораздо позднее.
В начале нашего столетия Персиваль Лоуэлл (1855-1916), основавший воФлагстаффе (Аризона) обсерваторию
целью наблюдения планет, и в особенности Марса, активно заинтересовался
возможностью существования планеты еще более далекой, чем Нептун. Онзаново исследовал орбиту Урана и пришел к выводу, что кажущиеся ошибкинаблюдений могли бы существенно уменьшить если учесть возмущения Урананеизвестной планетой. Вычисленные Лоуэллом орбита и положения планеты небыли опубликованы
о 1914 г., хотя поиски планеты он начал с 1905 г. Через 24 года в
1929 г. было завершено сооружение нового 13-дюймового рефрактора,который был установлен на обсерватории Лоуэлла для ускорения розыскановой планеты.
Молодому ассистенту Клайду Томбо было поручено систематическифотографировать области неба вдоль эклиптики. Для каждой области онделал две фотографии с длительными экспозициями,разделенные по временина 2 -- 3 дня. Затем в поисках ожидаемой планеты он очень тщательносравнивал полученные фотографические пластинки. Сравнение делалось припомоши блинк-компаратора—прибора, снабженного двойным микроскопом, чтопозволяет наблюдателю попеременно видеть одну и ту же область неба надвух пластинках. Любой объект, который в течение интервала между двумяэкспозициями перемещался по небу, кажется прыгающим “туда - сюда”, в товремя как звезды выглядят неподвижными.
12 марта 1930 г., т. е. менее чем через год после начала осущест-
вления новой программы, обсерватория Лоуэлла через Гарвардское бюропротелеграфировала астрономическим обсерваториям следующее сообщение:“Систематически начатые много лет назад
поиски в связи с исследованиями Лоуэллом планеты за орбитой
Нептуна привели к открытию объекта, скорость движения и траекториякоторого в течение семи недель последовательно соответствовали телу,находящемуся за орбитой Нептуна приблизительно на том расстоянии,которое ему приписывал Лоуэлл. Пятнадцатая звездная величина. Положениена 3 часа всемирного времени 12 марта было 7” к западу от ( Близнецов,что согласуется с предсказанной Лоуэллом долготой .”
Астрономический мир вскоре единодушно принял для этой планеты названиеПлутон, которое подходит ей, так как она движется
во внешних не освещенных Солнцем областях солнечной системы.
Кроме того, первые две буквы названия соответствуют инициалам
Персиваля Лоуэлла, умершего в 1916 г., т. е. всего через два года
после того, как им было опубликовано подробное предсказание движенияновой планеты.
Последующие вычисления орбиты, выполненные на основании фотографий новойпланеты, сделанных еще до ее открытия, показали, что она движется вокругСолнца с периодом 246,5 года по орбите, наклоненной на 17” к среднейплоскости других планет.
В перигелии орбита Плутона проходит внутри орбиты Нептуна,
но вследствие большого наклона орбиты эти два тела столкнуться
не могут .
Только несчастливая случайность помешала открыть Плутон в
1919 г. астрономам обсерватории Маунт Вилсон. В это время МилтонХьюмасон по поручению Уильяма Пикеринга (1858 -1938),
который независимо осуществил вычисления предполагаемого положенияпланеты, сфотографировал области вокруг предсказанного положения планетыи действительно получил изображение планеты на некоторых пластинках.Однако изображение Плутона на одной из двух лучших пластинок попало какраз на небольшой брак эмульсии (на первый взгляд оно казалось частьюэтого брака), в то время как на другой плзстинке изображение планетыоказалось частично наложенным на какую-то звезду ! Даже в 1930 г., когдаположение планеты в 1919 г. было довольно хорошо известно из вычисленнойорбиты, с трудом удалось отождествить те изображения Плутона , которыебыли получены 11 лет назад.
Если только Плутон не обладает фантастически большой плот-
ностью или же не является исключительно плохим отражателем
света, то его масса недостаточно велика, чтобы вызывать те откло-
нения в движении Нептуна, на основе которых было предсказано
существование Плутона. Вот почему многие астрономы ныне пола-
гают, что открытие Плутона было случайным. Тем не менее от-
крытие, последовавшее в результат неустанных поисков планеты,
представляет собой еще один шаг на пути прогресса науки. Все со-
трудники обсерватории Лоуэлла достойны высшей похвалы за свою
кропотливую работу и полученные результаты.
Томбо распространил начатые на обсерватории Лоуэлла по-
иски на все небо, но установил, что в пределах, доступных наблю-
дениям с 13-дюймовым телескопом, больше планет нет. Если другие
планеты и существуют, то они должны или находиться гораздо
дальше или быть гораздо меньше. Продолжение поисков гораздо более слабыхпланет с одним из больших телескопов, например, с
5-метровым, неоправданно с практической точки зрения. Чем большетелескоп, тем пропорционально меньшую область неба он фотографирует.Поиски по всему небу с охватом всех объектов, блеск которых являетсяпредельным для наблюдения с 5-метровым телескопом, потребовали бы егонепрерывного использования в течении всех безлунных ночей на протяжениидолгих веков . Поэтому открытие планет, возможно, и существующих заорбитой Плутона, представляется весьма трудным делом, если только несыграет роли какой-либо счастливый случай или же не будут примененыновые методы наблюдений. Для радиолокационных телескопов такиерасстояния слишком велики. Большой оптический телескоп, запущенный вмежпланетное пространство или установленный на Луне и работающий всочетании с телевизионной техникой и автоматической аппаратурой,предназначенной для поисков планет, возможно , и мог бы способствоватьуспеху, однако некоторые астрономы вообще сомневаются в том , что будутнайдены еще какие-то планеты значительных размеров .
Самая далекая от Солнца из всех открытых до сих пор планет со-
вершенно не похожа на другие планеты, находящиеся во внешних
областях солнечной системы. Чужестранцем-карликом выглядит
Плутон среди планет-гигантов. Наши сведения о Плутоне весьми
ограничены; помимо орбиты, а следовательно, и расстояния нам
известны его блеск и цвет, но масса Плутона неизвестна . Согласноопределению Койпера видимый диаметр Плутона равен 0”,2 - 0”,3 , чтосоответствует примерно5800 км. Если считать,что масса Плутона хотя быпримерно соответствует вычисленной
величине (0,8 массы Земли), то средняя плотность планеты по-
лучается больше плотности золота ! Так как металлы и другие вещества,плотность которых выше,чем у железа, по-видимому, встречаются в звездах,так же как и на Земле, в небольших количествах, представляетсясовершенно невероятным, чтобы плотность Плутона была гораздо вышеплотности железа, которая в 7,8 раза выше плотности воды. Очевидно, илиего масса или диаметр определены с большой ошибкой. Если предположить,что плотность Плутона близка к плотности Земли,то это предположение снеизбежностью влечет за собой увеличение
его диаметра вдвое, но так как такой диаметр вполне измерим, мы
вынуждены вместе с Брауэром и Клеменсом сделать вывод , что
масса Плутона определена пока еще ненадежно.
Совершенно иное объяснение тем же данным о Плутоне предложил Олтер ,согласно которому диаметр Плутона больше его видимого диаметра, ноблагодаря тому, что планета имеет довольно гладкую поверхность,солнечный свет отражается лишь от ее небольшой центральной области. Так,например, отполированные сферические или овальные поверхности приосвещении их точечным источником света дают от6леск с концентрациейсвета к центру поверхности. Однако объяснение Олтера все же не решаетпроблемы довольно слабого блеска Плутона. Если бы Плутон имелотражательную способность столь же низкую, как Луна, альбедо которойравно 0,07, то и тогда он должен был бы выглядеть вдвое более ярким, чемнаблюдается в действительности. В результате мы вынуждены сделатьмаловероятный вывод о том, что поверхность у Плутона довольно гладкая,но ее отражательная способность равна всего 3 - 4%.
Так как температура Плутона, по-видимому, ниже 220(С
т. е. всего лишь на каких-нибудь 50 - 60( выше температуры абсолютногонуля, то на его поверхности большинство обычных
газов должно было перейти в жидкое состояние или замерзнуть .
Можно, конечно, представить себе, что Плутон покрыт океаном
из жидкого (или твердого) кислорода (если бы кислород не был стольхимически активен) или из азота, а водород и гелий, которые могли быостаться на Плутоне газообразными, поэтому, вероятно, отсутствуют.
Хотя и можно представить себе, что отражательная способность поверхностипланеты благодаря наличию льда из кристаллов
аммиака и других распространенных соединений будет довольно
высокой , мы все же на практике должны быть готовы к тому , что этаповерхность подобно лунной, вследствие выпадения на нее
метеоритного и кометного вещества в особенности на ранних этапах историипланеты, довольно неровная. Судя по желтовато-белой окраске, можноутверждать,что поверхность Плутона покрыта не слишком пигментнымиматериалами. Поэтому очень трудно согласиться с предположением Олтера осравнительно гладкой поверхности Плутона в сочетании с рекордно низкимзначением альбедо .
Вероятно, Плутон является бесплодным холодным небольшим
шаром; диаметр его немного меньше половины диаметра Земли , а
альбедо порядка 0,15 , т. е. вдвое больше альбедо Луны. Безусловно, этапланета негостеприимна для пребывания на ней человека ; смертельнохолодная ночь прододжаегся там 76,5 часа, а вслед за нею наступаеттакой же длинный день, но и днем блеск Солнца будет в 1600 раз слабее,чем на Земле.
Высказывалось даже предположение, что Плутон—вообще
не настоящая планета, а всего лишь спутник, потерянный Нептуном.
Однако этот вопрос не может быть разрешен, пока мы не будем
располагать большими сведениями о механизме появления у планет
спутников.
geum.ru
Поиск Плутона начат Ловеллом, когда выяснилось, что особенности движения Урана нельзя объяснить только тяготением Нептуна. Открыт Плутон через 12 лет после смерти Ловелла в 1930 г. Клайдом Томбо, сотрудником обсерватории Ловелла.
Плутон отстоит от Солнца в среднем на 39,5 а.е., или в среднем на 5 905 000 000 км (по последним данным — на 5 913 520 000 км), то есть он почти в сорок раз дальше от Солнца, чем Земля. Свет от Солнца доходит до него в среднем за 5 с половиной часов.
Исходя из практического отсутствия атмосферы и удалённости от Солнца, можно предположить, что температура поверхности Плутона составляет в среднем минус 220 градусов Цельсия. Это царство полного холода, хотя далеко не полного мрака, так как Солнце сверкает на этой планеты в виде очень яркой звезды. Ярче, чем у нас ночью светит Луна.
Год на Плутоне длится 247,7 земного года (по новым уточнённым данным — 248,54). Плутон находится в резонансе 2:3 к Нептуну.
Средняя скорость движения вокруг Солнца — 4,74 км/с. В шесть с лишним раз медленней Земли.
Орбита Плутона заметно эллиптическая (эксцентриситет — 0,25). Это самая вытянутая орбита большой планеты в Солнечной системе. В течение 20 земных лет на каждом витке вокруг Солнца Плутон движется внутри орбиты Нептуна, то есть не является самой далёкой планетой Солнечной системы (в частности, с 1979 по 1999 годы). Это оптимальное время для изучения Плутона. Такие пересечения орбит для других больших планет не характерны.
Угол наклона орбиты резко отличен от угла наклона земной орбиты (отличие на 17,1 градуса). По сути Плутон находится вне плоскости остальной Солнечной системы.
Масса Плутона, как считали раньше, чуть меньше земной массы, но это представление теперь отброшено.
Диаметр Плутона считался примерно равным диаметру Земли, но эти представления оказались ошибочными.
Освещённость Солнцем — 1/1600 земной.
Период обращения вокруг оси считался равным 6 суткам и 9 часам, причём такое представление сейчас подтверждено. Период определялся по регулярным изменениям яркости планеты, так как какие-либо детали на поверхности Плутона до сих пор не видны. Даже в самый сильный телескоп Плутон выглядит звездой (диск не виден).
Яркость Плутона из-за его вращения вокруг оси меняется на 30%, что говорит о резко различном цвете планеты в разных местах [Тень Харона, 1985].
Спутники не были известны.
Новые сведенияНовые данные о Плутоне и его спутнике Хароне рассматриваются в статье Ричарда Бинцеля [1990]. Все они получены с Земли или из окрестностей Земли (инфракрасный спутник «IRAS» и оптический телескоп «Хаббл»).
Диаметр Плутона, как недавно выяснилось, составляет всего 2300 км. Значит, он отнюдь не равен Земле, а уступает ей по диаметру в пять с половиной раз, по объёму — в 174 раза! По диаметру он даже меньше Луны — в полтора раза. И всё-таки Плутон в два с половиной раза превосходит по этому показателю самый крупный астероид Цереру и по праву принадлежит к числу больших планет Солнечной системы. Недавние предложения ряда астрономов объявить Плутон астероидом и присвоить ему номер не были одобрены большинством учёных [Плутон «разжаловать» не удалось, 1999].
Масса Плутона составляет 0,0022 земной, то есть он «легче» Земли примерно в 450 — 500 раз [Купер, Хенбест, 1998], по другим данным — в 350 раз [Бинцель, 1990]. Масса Плутона была уточнена после того, как был открыт его спутник Харон и движение Харона было подробно изучено.
Отсюда средняя плотность этой планеты составляет 2,03 г/см3. Исходя из массы и объёма Плутона легко определяется сила тяжести на его поверхности — 0,04 земной.
Так как Плутон значительно плотнее планет-гигантов, можно предположить, что у него есть большое по объёму каменистое ядро (но всё-таки не металлическое). Сверху ядро покрыто ледяной мантией, а в самом верхнем слое этой мантии много замёрзшего метана. Из-за него поверхность Плутона выглядит слегка красноватой, и отражательная способность этой поверхности в 7 раз выше лунной [Бинцель, 1990]. Позднее было показано наличие на поверхности замёрзших метана, угарного газа и азота [Плутон и Харон, 2001].
Обычно у Плутона практически нет атмосферы (вымерзла), но, когда он подходит чуть ближе к Солнцу (пересекает орбиту Нептуна), метан частично испаряется, образуя разреженную газовую оболочку. Можно предположить также присутствие в атмосфере азота. Потом атмосфера вновь вымерзает, и поверхность планеты покрывается свежим метановым льдом, из-за чего выглядит такой светлой. Атмосфера открыта в 1988 г. во время покрытия звезды, которая гасла постепенно, т.е. методом Ломоносова [Плутон обладает атмосферой, 1989]. Атмосфера разреженная и соответствует 10-метровому слою воздуха [Изучается Плутон, 1988].
Яркость планеты чуть выше у полюсов. Это означает, что есть полярные шапки из замёрзшего метана. Шапки — свежее выпадение из атмосферы, и поэтому они светлее [Полярные шапки на Плутоне, 1989]. Шапки уменьшаются при приближении Плутона к Солнцу.
На экваторе Плутона — 59, на полюсах — 54 градуса по Кельвину [Изучается Плутон, 1988].
Ось Плутона наклонена к плоскости орбиты на 57,5 градусов, что означает наличие смены времён года. Плутон лежит на орбите почти боком, как Уран.
Плутон вращается вокруг своей оси в сторону, противоположную вращению большинства других планет.
Недавно у Плутона открыт огромный спутник Харон, который вращается близко от планеты и часто вызывает на ней солнечные затмения. Плутон и Харон повёрнуты друг другу всегда одной и той же стороной. Когда Плутон и Харон покрывают один другой, их суммарная яркость падает на 2-4% [Существование Харона подтверждено, 1985].
Какие-либо детали на поверхности планеты до сих пор не видны, но изучая яркость Плутона и Харона во время затмений, удалось составить схему яркости разных участков планеты. Так мы узнали, что на поверхности Плутона есть большие тёмные пятна (вероятнее всего, заливавшиеся лавой участки) и уже упоминавшиеся полярные шапки. Должны быть также метеоритные кратеры.
Обычно Плутон считают «убежавшим» спутником Нептуна (пересекает его орбиту, очень мал, вне плоскости остальной Солнечной системы и т.п.), но недавно высказывалось мнение, что он самостоятелен изначально, так как в его составе больше каменистых веществ и вообще он не похож на «коренные» спутники соседних планет, а более похож на захваченный Нептуном Тритон [Бинцель, 1990]. Вероятно, в этом случае Плутон можно рассматривать как тело, которое промежуточно между «истинными» большими планетами и телами пояса Койпера (см. ниже).
Харон — спутник Плутона
Харон открыт американским исследователем Джимом Кристи в 1978 г. при изучении снимков Плутона, сделанных при помощи земных телескопов. На этих снимках Плутон и Харон из-за дрожания земной атмосферы видны слитно (в общем сиянии), но Плутон имеет как бы грушевидную форму. Регулярные повторения этой «грушевидности» послужили доказательством наличия спутника. Чуть позднее космический телескоп «Хаббл» сумел расчленить «грушу» на два чётко различимых небесных тела.
В период максимального сближения Плутона с Солнцем (а, значит, и с Землёй) Харон, благодаря специфике своей орбиты, периодически был виден на фоне диска Плутона и периодически «прятался» за Плутон. Кроме того, эти два небесных тела периодически «затмевали» друг друга своими тенями. Это меняло их суммарную яркость. Яркость менялась также от того, каким участком — более светлым или менее светлым — тела поворачивались к Земле. Астрономам удалось расшифровать все эти периодические изменения яркости и узнать много сведений об этой двойной планете.
Харон, как выяснилось, имеет диаметр 1190 км, что несколько превышает половину диаметра Плутона. В Солнечной системе сейчас не известна другая пара планета-спутник, в которой два небесных тела были бы столь близки друг к другу по размеру и массе. На долю Плутона приходится 88%, а на долю Харона — 12% общей массы системы. Раньше самой двойной планетой считалась система Земля-Луна, а теперь первенство перешло к паре Плутон-Харон. Центр масс системы Плутон-Харон находится вне Плутона в 1200 км от его поверхности, и поэтому можно сказать, что оба члена двойной планеты вращаются вокруг общего центра масс, а не Харон вокруг Плутона. О паре Земля-Луна этого всё-таки сказать нельзя, так как центр масс расположен внутри Земли.
Харон и Плутон, как уже говорилось, всегда повёрнуты друг к другу одной и той же стороной, то есть день и месяц на Плутоне и Хароне длятся одно и то же время — 6 земных суток и 9 часов. Харон висит в плутоновом небе неподвижно и никогда не виден с одного из полушарий.
Плоскость орбиты Харона соответствует экваториальной плоскости Плутона (Харон «парит» над одной из точек экватора Плутона). Обе названные плоскости образуют угол 57,5 градуса к плоскости орбиты Плутона.
Харон находится в 19 640 км от Плутона, то есть примерно в 17 радиусах Плутона.
Предполагалось, что Харон покрыт льдом, не содержащим метана или содержащим лишь малые его количества, так как метановый лёд во время сближения системы с Солнцем должен был бы испариться и из-за своей лёгкости в виде газа покинуть Харон. Поверхность выглядит сероватой. Возможно, метан с Харона перетянут Плутоном [Бинцель, 1990]. В 1999 г. на основании изучения спектра доказано, что Харон покрыт водным льдом с присутствием аммиачного льда, т.е. резко отличается от Плутона [Плутон и Харон..., 2001].
На фотографиях, полученных с помощью космического телескопа «Хаббл», вблизи Плутона и Харона видна «дымка». Такой «дымкой» окружены оба члена двойной планеты, она образует еле заметную перемычку между ними и в виде тора распределена вдоль орбиты Харона [Купер, Хенбест, 1998]. Не исключено, что истечение газов с Харона продолжается и сейчас. Газ рассредоточивается вдоль орбиты Харона и течёт к Плутону. Есть также предположение, что метан течёт от Плутона к Харону, временно удерживается Хароном, а потом покидает его.
Харон и Плутон, согласно некоторым источникам [Купер, Хенбест, 1998], обладают сходной плотностью, и можно предположить, что их внутреннее строение тоже сходно, то есть у Харона тоже есть каменистое ядро и ледяная мантия. Есть, однако, указания, что плотность Харона лишь в 1,4 раза превышает плотность воды (а не в 2,1 раза, как плотность Плутона) [Харон оказался «снежком», 1993]. Если это так, то Харон — это лёд с некоторым количеством камней, то есть Харон похож на спутники соседних планет-гигантов. Высказывалось предположение, что Харон и Плутон когда-то столкнулись, и часть льда с Плутона упала на Харон.
Поверхность Харона представляется покрытой метеоритными кратерами, но достоверных сведений о рельефе этого далёкого небесного тела, разумеется, нет.
www.ronl.ru
