Плутон в астрономии

Из-за эксцентричности орбиты Плутон приближается к Солнцу на расстояние 29, 6 а.е. (4, 4 млрд. км), оказываясь к нему ближе Нептуна, и удаляется на 49, 3 а.е. (7, 4 млрд. км). Эксцентриситет Плутона равен 0, 25, что превосходит эксцентриситет орбиты Меркурия (0, 206). Большая полуось орбиты Плутона (среднее расстояние от Солнца) составляет 39, 439 а.е. или примерно 5, 8 млрд. км. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 17, 2°. Одно обращение Плутона вокруг Солнца длится 247, 7 земных лет.

Плутон и его спутник Харон рассматривают в качестве двойной планеты, поскольку барицентр их системы находится вне обоих объектов. Харон меньше Плутона по диаметру примерно в три раза, движется на расстоянии около 20 тысяч км от Плутона, делая один оборот за 6, 4 суток. У Плутона есть еще четыре спутника — Никта и Гидра, которые были открыты в 2005 году, P4, открытый 28 июня 2011 года и P5, обнаруженный 7 июля 2012 года.

Открытие планеты Нептун и уточнение параметров ее орбиты позволило в десятки раз уменьшить расхождения между расчетными значениями и результатами наблюдений (так называемые невязки) в движении Урана. Однако полностью устранить, точнее, свести эти невязки до уровня, который бы определялся только ограниченной точностью элементов орбиты и ошибками наблюдений, не удавалось. Первым обратил на это внимание в 1848 году американский астроном Б. Пирс, а в 1874 году астроном С. Ньюком приступил к построению теории движения Урана, которая учитывала бы возмущающие воздействия на эту планету со стороны Юпитера, Сатурна и Нептуна. Обсуждался и вопрос о возможном влиянии транснептуновой планеты.

К этому же вопросу обратился в 1879 году в книге «Популярная астрономия» французский астроном К. Фламмарион, опиравшийся на анализ движения трех комет. Он предсказывал существование большой планеты, движущейся по орбите в 43 раза большего радиуса, чем у Земли, и совершающей полный оборот вокруг Солнца за 330 лет. Однако в большей степени, чем этим исследованиям, открытие Плутона обязано П. Ловеллу. В 1915 году он опубликовал «Трактат о транснептуновой планете», в котором отражены (почти без упоминания об авторстве) итоги проделанной им работы. В 1919 году было предпринято фотографирование участков звездного неба, где предполагалось найти новую планету. Но успеха это не принесло. Впоследствии, когда Плутон уже был открыт, фотографические пластинки 1919 года были повторно изучены, и на них обнаружились четыре слабых и потому не замеченных ранее изображения Плутона.

В начале 1929 года в Ловелловскую обсерваторию поступил 33-сантиметровый объектив с фокусным расстоянием 169 см, что улучшило возможности астрономов. Наблюдения начались 1 апреля, а первые исследования фотопластинок — в сентябре 1929 года. Съемка области Водолея продолжалась месяц за месяцем с продвижением в восточном направлении через созвездия Рыб, Овна и Тельца. Обычно интервал между съемками равнялся двум суткам, однако между первым снимком окрестности дельта Близнецов (21 января 1930) и последующим прошло на четыре дня больше. Когда снимки были обработаны, 18 февраля 1930 года проводивший их исследование астроном К. Тибо убедился, что открыто новое небесное тело.

Новая планета имела желтоватый цвет, заметно отличающийся от голубоватого цвета Нептуна. В честь греческого бога тьмы, способного становиться невидимым, ее назвали Плутоном. В качестве символа планеты был избран знак, составленный из латинских букв P и L, которые совпадают с монограммой инициалов П. Ловелла. Многие проблемы, касающиеся Плутона, получили разрешение только на качественно новом этапе исследований, связанном с появлением космических аппаратов. После открытия пояса Койпера статус Плутона как планеты был подвергнут ревизии и в 2006 году он официально был переведен в разряд карликовых планет.

В 1978 году появилось сенсационное сообщение: на фотографии, полученной Д. Кристи с помощью 155-сантиметрового телескопа, изображение Плутона выглядело удлиненным, то есть имело небольшой выступ. Это дало основание утверждать, что у Плутона есть близко расположенный спутник. Этот вывод получил подтверждение на снимках с космических аппаратов. Спутник, названный Хароном (согласно греческой мифологии, таким было имя перевозчика душ в царство Плутона Аид через реку Стикс).

Плутон находится примерно в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, поэтому поток солнечной лучистой энергии более чем в полторы тысячи раз слабее, чем на Земле. Однако это не значит, что Плутон окутан вечной мглой: Солнце на его небосклоне выглядит более ярким, чем Луна для обитателей Земли. Но температура на планете, до которой свет от Солнца идет более пяти часов, низка — ее среднее значение порядка 43 К, так что в атмосфере Плутона, не испытывая сжижения, может оставаться только неон (более легкие газы из-за малой силы тяготения из атмосферы улетучиваются). Диоксид углерода, метан и аммиак затвердевают даже при максимальной для этой планеты температуре. В атмосфере Плутона могут быть и незначительные примеси аргона, и еще в более малых количествах азота. Давление у поверхности Плутона по имеющимся теоретическим оценкам составляет менее 0, 1 атмосферы. Данные о магнитном поле Плутона отсутствуют, но по теории бароэлектрического эффекта его магнитный момент на порядок ниже, чем у Земли. Приливные взаимодействия Плутона и Харона должны приводить к возникновению электрического поля.