Загадки космоса: почему Плутон больше не планета?

Загадки космоса: почему Плутон больше не планета?

Спец — Загадки космоса: почему Плутон больше не планета?
14 июля космический зонд «Новые горизонты» долетел до планеты Плутон. Но планеты ли? В 2006 году Плутон лишили этого статуса. В чем же штука?
Игроманияhttps://www.igromania.ru/
Спец
Загадки космоса: почему Плутон больше не планета?

14 июля отныне не будет больше ассоциироваться в умах людей исключительно с кровавыми событиями, сопутствовавшими взятию Бастилии в 1789 году.

Потому что в тот же день 14 июля, только уже 2015 года, произошло еще одно историческое событие, на сей раз мирового, даже космического масштаба. В 14:50 по московскому времени зонд NASA «Новые горизонты» (New Horizons) миновал точку наивысшего сближения с Плутоном.

Эта автоматическая космическая станция была запущена 19 января 2006 года для исследования самой дальней, девятой, из планет Солнечной системы — Плутона, и его спутника Харона. Она достигла Луны значительно быстрее, чем в свое время Apollo, и по пути к своей цели миновала Юпитер и его спутники, на которых ученые испытали бортовое оборудование.

► Команда «Новых горизонтов» ликует.

Но в августе того же 2006 года случилось невероятное: Международный астрономический союз после долгих дискуссий лишил Плутон статуса полноценной планеты. Однако в тот день Солнечная система не сократилась, как можно подумать, а, наоборот, невообразимо расширилась.

В связи со всей этой творящейся у нас на глазах историей мы решили рассказать вам, уважаемые читатели, и о Плутоне, и о его статусе, и о том, как так вообще вышло. А наши коллеги из журнала «Мир фантастики» любезно поделились с нами весьма интересными и пространными материалами на эту тему.


Лучший снимок Плутона, имеющийся на данный момент. Сделан 13 июля, за шестнадцать часов до пикового сближения.

Поиски странников

До появления в XVII веке телескопов человечеству были хорошо известны пять небесных тел, называемых планетами (в переводе с греческого — «странники», «блуждающие»): Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. Позже удалось открыть еще две крупные планеты: Уран и Нептун.

Открытие Урана примечательно тем, что его сделал любитель — учитель музыки Уильям Гершель. 13 марта 1781 года он проводил привычный обзор неба и вдруг заметил маленький желто-зеленый диск в созвездии Близнецов. Сначала Гершель счел его кометой, однако наблюдения других астрономов подтвердили: открыта самая настоящая планета, имеющая стабильную эллиптическую орбиту.

Гершель хотел назвать планету Георгией в честь короля Георга III, но астрономическое сообщество постановило, что имя любой новой планеты должно соответствовать другим и происходить из классической мифологии. Планету назвали Ураном в честь древнегреческого бога небес.

► Астроном-любитель Уильям Гершель, первооткрыватель Урана.

Но седьмая планета Солнечной системы упорно отказывалась следовать непреложным законам небесной механики, отклоняясь от расчетной орбиты. Дважды астрономы разрабатывали математические модели движения Урана с поправкой на действие гравитации других планет, и дважды тот «обманывал» их.

Тогда ученые предположили, что на Уран влияет еще одна планета, находящаяся за его орбитой. 1 июня 1846 года в журнале Французской академии наук появилась статья математика Урбена Леверье, где тот описал ожидаемое положение гипотетического небесного тела. В ночь на 24 сентября 1846 года немецкие астрономы Иоганн Галле и Генрих д’Арре по его подсказке обнаружили неизвестный объект, который оказался большой планетой и впоследствии получил название Нептун.

► Уран, седьмая планета Солнечной системы. ► Нептун, восьмая планета Солнечной системы.

Планета Икс

Эти открытия всего за полвека втрое раздвинули границы Солнечной системы. У Урана и Нептуна обнаружились спутники, что позволило точно вычислить массы планет и их взаимное гравитационное влияние. По этим данным Урбен Леверье построил самую точную на тот момент модель орбит. И опять реальность разошлась с расчетами! Новая загадка вдохновила астрономов на поиски транснептунового объекта, который стали условно называть «планетой Икс».

► Астроном Клайд Томбо, первооткрыватель Плутона.

Слава первооткрывателя досталась молодому астроному Клайду Томбо. Он отказался от математических моделей и занялся упорным изучением неба с помощью особого фотографического рефрактора. 18 февраля 1930 года, сравнивая январские фотопластины, Томбо обнаружил смещение слабого звездообразного объекта — им оказался Плутон.

Томбо летит на Плутон

Только после запуска «Новых горизонтов» руководитель миссии Алан Стерн подтвердил слухи о том, что часть пепла, оставшегося от кремации Клайда Томбо (он умер в 1997 году), была помещена на борт. Первое фото Плутона аппарат «Новые горизонты» сделал еще в конце сентября 2006 года, чтобы проверить камеру высокого разрешения. Картинки, полученные с расстояния приблизительно в 4,2 млрд км, подтвердили способность аппарата к наблюдению космических объектов.

На борту «Новых горизонтов» достаточно приборов, чтобы подробно картографировать Плутон, Харон и другие спутники, а также изучить структуру и состав их поверхности. Завершив работу над Плутоном, аппарат направится к одному из объектов пояса Эджворта-Койпера. Стоимость проекта, включая ракету-носитель и обслуживание космической связи, — 650 миллионов долларов, что соответствует сумме в 20 центов с каждого жителя США ежегодно в течение десяти лет полета станции.

Вскоре астрономы установили, что Плутон — очень маленькая планета, меньше Луны, и его массы явно недостаточно, чтобы влиять на движение огромного Нептуна. Тогда Клайд Томбо развернул мощную программу поиска еще одной «планеты Икс», но, несмотря на все усилия, обнаружить ее не удалось.

Сегодня, благодаря многолетним наблюдениям и орбитальным телескопам, известно, что у этого тела очень вытянутая орбита, наклоненная к плоскости эклиптики (плоскость земной орбиты) под значительным углом в 17,1°. Такое необычное свойство позволило вволю поспекулировать на тему, можно ли считать Плутон родной планетой Солнечной системы, или он был случайно притянут гравитацией Солнца (эту гипотезу рассматривает, например, Иван Ефремов в романе «Туманность Андромеды»).

► Вид с Плутона в представлении художника.

У Плутона есть небольшие спутники: Харон (открыт в 1978 году), Гидра (2005 год), Никта (2005), Р4 (2011) и Р5 (2012). Наличие столь сложной системы спутников позволило астрономам говорить, что у Плутона, возможно, есть разреженные кольца из обломков — такие всегда возникают при столкновении малых тел на орбитах вокруг планет.

► Плутон и его спутники.

Карты, составленные по данным орбитального телескопа «Хаббл», показали, что поверхность Плутона неоднородна. Часть, обращенная к Харону, содержит преимущественно метановый лед, в то время как на противоположной стороне больше льда из азота и окиси углерода. В конце 2011 года на Плутоне обнаружились сложные углеводороды, что позволило ученым заявить, будто там существуют простейшие формы жизни. Разреженная атмосфера Плутона, состоящая из метана и азота, за последние годы заметно «разбухла», что прямо указывает на наличие климатических изменений.

► Плутон на основе снимков телескопа «Хаббл».
Как называли Плутон

Официальное название Плутон получил 24 марта 1930 года. Астрономы выбирали из трех вариантов: Минерва, Кронос и Плутон и самым подходящим сочли третий вариант — имя античного бога царства мертвых, он же Аид и Гадес.

Имя предложила Венеция Берни, одиннадцатилетняя школьница из Оксфорда. Она интересовалась не только астрономией, но и классической мифологией, и решила, что имя Плутон отлично соответствует темному и холодному миру. Название всплыло в разговоре с ее дедом, прочитавшим об открытии планеты в журнале. Предложение Венеции он передал профессору Герберту Тернеру, а тот телеграфировал коллегам в США. За свой вклад в историю астрономии Венеция Берни получила премию в пять фунтов стерлингов.

Что интересно, Венеция дожила до момента, когда Плутон потерял статус планеты. На вопрос о ее отношении к этому «понижению» она ответила: «В моем возрасте уже нет никакого дела до подобных дебатов, но мне хотелось бы, чтобы Плутон оставался планетой».

Пояс Эджворта-Койпера

По всем признакам Плутон — обычная планета, хоть и маленькая. Почему же астрономы так неблагосклонно к нему отнеслись?

Поиски гипотетической «планеты Икс» продолжались десятилетиями, что привело к множеству интереснейших открытий. В 1992 году за орбитой Нептуна обнаружилось скопление малых тел, похожих на астероиды и ядра комет. Существование пояса, состоящего из мусора, который остался после формирования Солнечной системы, было предсказано ирландским инженером Кеннетом Эджвортом в 1943 году и американским астрономом Джерардом Койпером (в 1951 году).

► Телескопы на вулкане Мауна-Кеа, при помощи которых был обнаружен пояс Эджворта-Койпера.

Первый транснептуновый объект из пояса Койпера обнаружили астрономы Дэвид Джуитт и Джейн Лу, наблюдая небо с помощью новейших технологий. 30 августа 1992 года они заявили об открытии тела 1992 QB1, которое назвали Смайли в честь одного из персонажей Джона Ле Карре. Название официально не используется, поскольку уже есть астероид Смайли.

К 1995 году за орбитой Нептуна нашлось еще семнадцать тел, из них восемь — за орбитой Плутона. К 1999 году общее количество зарегистрированных объектов пояса Эджворта-Койпера перевалило за сотню, к настоящему моменту — за тысячу. Ученые полагают, что в обозримом будущем удастся выявить более семидесяти тысяч (!) объектов размером больше 100 км.

Известно, что все эти тела двигаются по эллиптическим орбитам, как настоящие планеты, а треть из них имеют такой же орбитальный период, как у Плутона (они получили название «плутино» — «плутончики»). Объекты пояса пока очень трудно классифицировать — известно только, что они имеют размеры от 100 до 1000 км, а поверхность у них темная с красноватым оттенком, что указывает на древний состав и присутствие органических соединений.

Подтверждение гипотезы Эджворта-Койпера, однако, не совершило революцию в астрономии. Да, теперь мы знаем, что Плутон — не одинокий странник в безднах пространства, но ведь соседние тела не способны потягаться с ним в размерах, а кроме того, у них нет атмосферы и спутников. Научный мир мог и дальше спать спокойно.

И тут случилось страшное!

► Пояс Эджворта-Койпера в представлении художника.
Оплутонили

На решение Международного астрономического союза общество отреагировало по-разному: кто-то не придал значения, а кто-то еще больше уверился, что ученые валяют дурака. Власти штатов Нью-Мексико и Иллинойс, где жил и работал Клайд Томбо, законодательно постановили сохранить за Плутоном статус планеты и объявили 13 марта ежегодным Днем планеты Плутон.

В английском языке появился глагол «to pluto» («оплутонить»), признанный словом 2006 года по версии Американского диалектологического общества. Слово обозначает «понижение в значении или в ценности».

Простые граждане откликнулись как онлайновыми петициями, так и уличными протестами. Людям, которые всю жизнь считали Плутон планетой, сложно было свыкнуться с решением астрономов. Кроме того, Плутон был единственной планетой, открытой американцем.

Дальние миры

Астроном Майк Браун в своих мемуарах утверждает, что еще в детстве путем наблюдений самостоятельно открыл планеты, не подозревая об их существовании. Став специалистом, он возмечтал о величайшем открытии — «планете Икс». И он ее открыл. И не одну, а целых шестнадцать.

► Поверхность Седны в представлении художника.

Первый транснептуновый объект, обозначенный как 2001 YH140, Майк Браун обнаружил вместе с Чедвиком Трухильо в декабре 2001 года. Это было стандартное небесное тело пояса Эджворта-Койпера, диаметром около 300 км. Астрономы продолжили поиски, и 4 июня 2002 года группа открыла объект 2002 LM60, намного больший — 850 км в диаметре (сейчас его диаметр оценивается в 1170 км). То есть размеры 2002 LM60 сопоставимы с размерами Плутона (2302 км). Позднее это тело, смахивающее на полноценную планету, получило название Квавар — по имени бога-создателя, которому поклонялись индейцы племени тонгва, обитавшего в Южной Калифорнии.

► Астроном Майк Браун — человек, который убил Плутон. ► Обложка мемуаров Майка Брауна.

Дальше — больше. 14 ноября 2003 года группа Брауна открывает транснептуновый объект 2003 VB12, получивший название Седна, в честь эскимосской богини моря, живущей на дне Северного Ледовитого океана. Сначала диаметр этого небесного тела оценивался в 1800 км. Дополнительные наблюдения с помощью орбитального телескопа «Спитцер» позволили снизить оценку до 1600 км, но сейчас считается, что размер Седны — 995 км. Спектроскопический анализ показал, что своей поверхностью Седна подобна некоторым другим транснептуновым объектам. Она движется по очень вытянутой орбите, и ученые считают, что некогда на нее повлияла звезда, прошедшая мимо Солнечной системы.

► Квавар в представлении художника.
Урожай планет

Надо сказать, что Плутон — единственный, кто потерял в статусе, остальные карликовые планеты ранее классифицировались как астероиды. Среди них и Церера (названа в честь римской богини плодородия), открытая в 1801 году итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци.

Некоторое время Церера считалась той самой недостающей планетой между Марсом и Юпитером, однако позже ее отнесли к астероидам (этот термин был специально введен именно после обнаружения Цереры и соседних крупных объектов).

Церера, диаметр которой достигает 950 км, находится в поясе астероидов, что серьезно затрудняет ее наблюдение. Решением астрономического союза в 2006 году Церера стала считаться карликовой планетой. Предполагается, что карликовая планета обладает ледяной мантией или даже океанами жидкой воды под поверхностью.

Качественным шагом в исследовании Цереры стала миссия межпланетного аппарата «Рассвет», который добрался до этого небесного тела 6 марта 2015 года, став первым космическим аппаратом, доставленным на орбиту карликовой планеты.

17 февраля 2004 года Майк Браун обнаружил объект 2004 DW, получивший имя Орк (божество подземного царства в этрусской и римской мифологиях), диаметром 946 км. Спектральный анализ Орка показал, что он покрыт водным льдом. Больше всего Орк похож на Харон — спутник Плутона.

28 декабря 2004 года Майк Браун открыл объект 2003 EL61, названный Хаумеа (гавайская богиня плодородия), диаметром около 1300 км. Позднее выяснилось, что Хаумеа очень быстро вращается, делая один оборот вокруг оси за четыре часа. Соответственно, ее форма должна быть сильно вытянутой.

Моделирование показало, что в таком случае продольный размер Хаумеа должен быть близок к диаметру Плутона, а поперечный — в два раза меньше. Возможно, Хаумеа появилась в результате столкновения двух небесных тел. При ударе значительное количество легких компонентов частично испарилось, частично было выброшено в пространство, впоследствии образовав два спутника — Хииака и Намака.

► Хаумеа в представлении художника.

Богиня раздора

Звездный час Майка Брауна пробил 5 января 2005 года, когда его группа обнаружила транснептуновый объект, диаметр которого оценили в 3000 км (более поздние измерения дали диаметр 2326 км). Таким образом, в поясе Эджворта-Койпера нашлось небесное тело, размерами превосходящее Плутон. Ученые зашумели: наконец-то открыта десятая планета!

После открытия новой планеты астрономы присвоили ей неофициальное имя Зена в честь героини популярного фэнтезийного телесериала. Ну а когда у Зены обнаружился спутник, его немедленно поименовали Габриэль, ведь именно так звали бессменную спутницу королевы воинов.

Но международный астрономический союз не мог принять столь «несерьезные» названия, поэтому Зену переименовали в Эриду (греческая богиня раздора), а Габриэль — в Дисномию (греческая богиня беззакония).

► Эрида в представлении художника. ► Зене и Габриэль очень понравилась шутка Майка Брауна.

Эрида и впрямь вызвала раздор среди астрономов. По логике, Зену-Эриду следовало признать десятой планетой, а группу Майкла Брауна внести в анналы истории как ее первооткрывателей. Но не тут-то было!

Предыдущие открытия указывали на то, что в поясе Эджворта-Койпера, возможно, прячутся еще десятки объектов, размеры которых сопоставимы с размерами Плутона. Что проще — множить число планет, переписывая учебники астрономии каждые пару лет, или выбросить из списка Плутон, а вместе с ним и все новооткрытые небесные тела?

Нас не найдут!

На американских межпланетных аппаратах «Пионер-10» и «Пионер-11», отправившихся в полет в начале семидесятых, размещены алюминиевые пластинки с посланием инопланетянам. Помимо изображений мужчины, женщины и указания, где нас искать в галактике, там представлена схема Солнечной системы, включавшая девять планет, вместе с Плутоном.

Аппараты давно улетели, и исправить сведения на пластинах невозможно. Получается, что, если когда-нибудь «братья по разуму», руководствуясь схемой «Пионеров», захотят нас отыскать, они с большой вероятностью проследуют мимо, запутавшись в количестве планет. Правда, если это окажутся злобные инопланетные захватчики, всегда можно будет сказать, что мы нарочно их запутали.

Приговор вынес сам Майк Браун, открыв 31 марта 2005 года объект 2005 FY9 диаметром 1500 км, названный Макемаке (бог-создатель человечества в мифологии рапануйцев, коренных жителей острова Пасхи). Терпение коллег лопнуло, и они собрались на конференцию Международного астрономического союза в Праге, чтобы раз и навсегда определить, что же такое планета.

В ходе дебатов ученые умы решили, что планетой может считаться небесное тело, которое вращается вокруг Солнца, не входит в число спутников другой планеты, имеет достаточную массу для приобретения сферической формы и «расчистило» окрестности своей орбиты от тел сопоставимого размера.

Последнему требованию (именно его добавили астрономы) Плутон не соответствовал и был лишен своего статуса, перекочевав в список «карликовых планет» (от английского «dwarf planet», можно перевести как «планета-гномик») под номером 134340.

Такое решение вызвало критику и насмешки. Ученый Алан Стерн, занимающийся Плутоном, сказал, что если применить это определение к Земле, Марсу, Юпитеру и Нептуну, на орбитах которых обнаружены астероиды, то их тоже надо лишить звания планет. По его словам, за постановление проголосовало меньше 5% астрономов, и их мнение нельзя считать всеобщим.

► Самые большие транснептуновые объекты в сравнении с Землей.

Однако сам Майк Браун признал определение Международного астрономического союза, довольствуясь тем, что дискуссия наконец завершилась ко всеобщему удовлетворению. И действительно — буря стихла, астрономы разъехались по своим обсерваториям.

* * *

Пока кажется, что классификация Плутона, Эриды, Седны, Хаумеа и Квавара вряд ли будет когда-нибудь пересмотрена. И только Майк Браун не унывает — он уверен, что в ближайшие годы на дальней границе пояса Эджворта-Койпера обнаружится небесное тело размером с Марс. Жутко представить, что тогда начнется!

► Лишившись статуса планеты, Плутон стал неиссякаемым источником вдохновения для интернет-творчества.
Комментарии
Загрузка комментариев