Плутон — планета-джудже: свойства, орбита и класификация

Плутон — планета-джудже: открийте свойства, нестандартна орбита, история на прекласификацията и сравнение с обекти от пояса на Кайпер за 134340 Плутон.

Плутон е планета джудже в Слънчевата система. Официалното ѝ име е 134340 Плутон, а планетарният ѝ символ или. Плутон е едно от по-големите тела в пояса на Кайпер и е значимо за разбирането на външната част на нашата система.

Откриване и историческа класификация

Плутон е открит през 1930 г. от американския астроном Клайд Томбо. От откриването си до началото на XXI век той се смяташе за деветата планета на Слънчевата система. През 1970-те години стана ясно, че Плутон е значително по-малък от планетите, а откриването на множество подобни по големина обекти в пояса на Кайпер (като Ерис) постави въпроса за дефиниция на "планета". На 24 август 2006 г. Международният астрономически съюз (МАС) въведе официална дефиниция на термина и Плутон бе прекласифициран като "планета джудже". Номерът му в каталога на малките тела е 134340. Някои учени и обществени групи все още спорят за статута му и предлагат алтернативни дефиниции, според които Плутон може да бъде върнат в списъка на планетите.

Орбита и движение

Орбитата на Плутон е силно елиптична и наклонена спрямо равнината на еклиптиката. Параметрите ѝ го отдалечават от Слънцето на между приблизително 30 и 49 AU (4,4–7,4 млрд. км). Орбиталният му период е около 248 години. Орбитата е наклонена с около 17° спрямо равнината на планетите, а ексцентричността ѝ позволява Плутон в определени участъци да доближава Слънцето повече от Нептун — но благодарение на орбитална резонансна връзка 3:2 с Нептун сблъсък не може да настъпи.

Размери, маса и вътрешна структура

Плутон е сравнително малък небесен обект: радиусът му е около 1 188 km, масата му е приблизително 1.303×10^22 kg (приблизително 0,18 — 0,2 от масата на Луната), а средната плътност е около 1,86 g/cm³. Това сочи, че той е съставен от смес на скали и ледове. По обем Плутон е около една трета от Луната (приблизително 32%). Вътрешността му най-вероятно е стратифицирана — скалисто ядро и по-лесно плавлива ледена мантия; възможно е да има и течно или полутечно подповърхностно океанче в миналото или и в настояще при наличие на топлинен източник.

Повърхност и геология

Повърхността на Плутон е разнообразна и включва широки равнини от замръзнал азот (най-известната е формацията "Tombaugh Regio" с характерния "сърцеобразен" регион), глетчери от азотен лед, планински вериги от воден лед и области със сравнително стар материал, покрит с твърд метан и въглероден окис. Наблюденията показаха, че повърхностните форми и слоестата структура са резултат от геоложка активност и от сезонни и климатични процеси.

Атмосфера и температура

Плутон има тънка атмосфера, съставена предимно от азот, с добавки на метан и въглероден оксид. Атмосферата може да се разрежда и кондензира на повърхността в зависимост от орбиталната позиция и температурата. Средните температури са много ниски — приблизително между −226 °C и −240 °C (около 30–47 K), като локални и сезонни вариации са възможни. Атмосферата също показва слоеста мъгла и висока загуба на газове, които бавно се разпръскват в междузвездното пространство.

Спътници

• Харон — най-големият спътник (радиус ~606 km). Масата и размерът на Харон са достатъчно големи, че центърът на масите (барицентърът) на системата Плутон–Харон лежи извън самия Плутон, което прави системата двойна по характер.
• По-малки спътници: Никс, Хидра, Кербер и Стикс. Те са открити чрез наблюдения от космически и наземни телескопи и имат неправилен, по-малък размер и орбити около общия център на масите.

Мисии и наблюдения — New Horizons

На 14 юли 2015 г. космическият апарат New Horizons на НАСА премина край Плутон и предостави най-подробните снимки и данни за неговата повърхност, атмосфера и спътници. Резултатите показаха сложна геология, мрежа от канали, планински вериги, млади повърхности, активни ледени потоци и сложна атмосфера с многослойни мъгли. Откритията значително промениха представите за далечните ледени тела и показаха, че дори малки обекти могат да бъдат геологично активни.

Класификация и съвременна значимост

След решението на МАС от 2006 г. Плутон е официално класифициран като планета джудже. Причината е, че той не е "изчистил" околното пространство около своята орбита — едно от критериите в дефиницията за планета. Въпреки това Плутон остава обект на интензивни научни изследвания и обществен интерес: неговият сложен характер и откритията от New Horizons продължават да стимулират дискусии за това как най-добре да се класифицират малките тела в Слънчевата система.

Ключови факти (резюме)

• Откритие: 1930 г. (Клайд Томбо)
• Категория: планета джудже (номер 134340)
• Радиус: ~1 188 km
• Маса: ~1.303×10^22 kg (ок. 0,18–0,2 от масата на Луната)
• Орбитален период: ~248 години
• Орбитален диапазон: ~30–49 AU
• Ден (осево въртене): ~6,387 земни дни
• Повърхностна температура: приблизително −226 до −240 °C
• Най-голям спътник: Харон
• Основна мисия за изучаване: New Horizons (2015)

Плутон остава един от най-интересните обекти в Слънчевата система — малък, но сложен свят, който ни дава важни улики за формирането и еволюцията на външните региони около нашето Слънце.

Откритие

През 40-те години на XIX в. Урбан Льо Верие, използвайки Нютоновата механика, предсказва съществуването на планетата Нептун. Той открива това, след като изучава орбитата на Уран. Нептун е наблюдаван по-късно в края на XIX век. Тогава астрономите усещат, че друга планета нарушава орбитата на Уран. През 1906 г. Пърсивал Лоуел, човек от Бостън, започва мащабно търсене на деветата планета. Той я нарича "Планета Х". До 1909 г. Лоуел и Уилям Х. Пикеринг предлагат много възможни места в Слънчевата система, където би могла да се намира планетата. Лоуел продължава изследванията до 1916 г. То обаче не дава добър резултат. На 19 март 1915 г. неговата обсерватория заснема две изображения на Плутон. Лоуел не е знаел за това. Тогава снимките не са били признати за такива, каквито са.

Констанс Лоуел, вдовицата на Пърсивал, води десетгодишна съдебна битка за имота на Пърсивал. По тази причина търсенето на Планетата Х започва отново през 1929 г. Директорът на мисията, Весто Мелвин Слифер, възлага работата на Клайд Томбо, 23-годишен мъж от Канзас. Томбо току-що е постъпил в обсерваторията Лоуел. Слипър е бил впечатлен от неговите астрономически рисунки.

Томбо е трябвало систематично да прави снимки на нощното небе по двойки на всеки две седмици. След това трябвало да прегледа всяка двойка, за да види дали някой обект се е изместил. Използвал е машина, наречена компаратор на миганията. Той бързо сменял различните изгледи на всяка от плочите. Това му помогна да види дали някой обект е променил позицията си. На 18 февруари 1930 г. Томбо открива обект, който изглежда се движи от фотографските плаки, заснети на 23 и 29 януари същата година. Друга снимка, направена на 21 януари, потвърждава това. След като в обсерваторията направили повече изследвания по въпроса, на 13 март 1930 г. новината за откритието била изпратена по телеграфа до обсерваторията на Харвардския колеж.

Име

Откритието се появи на първите страници на вестниците по цялата Земя. Обсерваторията в Лоуел получи правото да даде името на новия обект. Те получили над 1000 предложения от цял свят. Някои от тях предложили името Атлас. Други искаха да го нарекат Зимал. Томбо призова Слипър бързо да предложи име на новия обект, преди някой друг да го е направил. Констанс Лоуел предложи Зевс, след това Лоуел и накрая Констанс. Тези предложения не били използвани.

Името Плутон е предложено от Венеция Бърни (по-късно Венеция Феър). Тогава тя е 11-годишна ученичка в Оксфорд, Англия. Венеция се интересувала от класическа митология и астрономия. Името е на римския бог на подземния свят. Тя смятала, че това е добро име за един тъмен и студен свят. Предложила го, когато разговаряла с дядо си Фалконър Мадан. Той беше бивш библиотекар в Бодлиевата библиотека на Оксфордския университет. Мадан предал името на професор Хърбърт Хол Търнър. Търнър разказал това предложено име на астрономите в Съединените щати.

Официалното име на обекта е дадено на 24 март 1930 г. Всеки член на обсерваторията Лоуел има право да гласува за кратък списък от три имена. Имената бяха Минерва (което вече беше име на астероид), Кронос и Плутон. Плутон получи всички гласове. Името е обявено на 1 май 1930 г. При обявяването на името Мадан дава на Венеция пет лири като награда.

Името става популярно в културата. През същата година е представен героят на Дисни - Плутон. Той е кръстен в чест на обекта. През 1941 г. Глен Т. Сиборг кръщава новосъздадения елемент плутоний на името на Плутон. По този начин се запазва традицията новите елементи да се именуват на новооткрити планети. Така например уранът е бил наречен на Уран, а нептуният - на Нептун.

Класификация на IAU

След дебати, през август 2006 г. с резолюция на МАС е създадено официално определение на термина "планета". Според тази резолюция има три условия, за да може даден обект в Слънчевата система да се счита за планета:

1. Обектът трябва да се намира в орбита около Слънцето.
2. Обектът трябва да е достатъчно масивен, за да може да бъде заобиколен от собствената си гравитация. По-конкретно, собствената му гравитация трябва да го привлича във форма, определена от хидростатичното равновесие.
3. Трябва да е изчистил района около орбитата си.

Плутон не отговаря на третото условие. Масата му е много по-малка от общата маса на останалите обекти в орбитата му: 0,07 пъти. Земята, напротив, е 1,7 милиона пъти по-голяма от масата на останалите обекти в нейната орбита (без Луната). МАС реши също така, че телата, които подобно на Плутон отговарят на критерии 1 и 2, но не отговарят на критерий 3, ще се наричат планети джуджета.

През септември 2006 г. Международният астрономически съюз (IAU) включва Плутон, Ерис и нейната луна Дисномия в своя Каталог на малките планети. той им дава официалните наименования на малките планети "(134340) Плутон", "(136199) Ерис" и "(136199) Ерис I Дисномия".

Луни

Плутон и най-голямата му луна Харон понякога се наричат "двойна система". Това е така, защото барицентърът на орбитите им не се намира в тях. МАС все още не е изготвил официално определение за бинарни планети джуджета и докато не приеме такова решение, класифицира Харон като луна на Плутон. Плутон има четири известни по-малки луни: Никс и Хидра, открити през 2005 г., Керберос, открит през 2011 г., и Стикс, открит през 2012 г.

 
Сравнение на размерите с Плутон и Харон  

Въпроси и отговори

В: Какво е официалното име на Плутон?

В: Колко голям е Плутон в сравнение с Луната на Земята?

Въпрос: Кога Плутон беше прекласифициран като планета джудже?

В: Каква е средната температура на Плутон?

Въпрос: На какво разстояние от Слънцето се намира Плутон, за да се завърти около него?

В: Кой откри Ерис и други подобни на нея обекти в началото на 21 век?

В: Защо някои учени не се съгласиха с понижаването на категорията на Плутон през 2006 г.?

Търсене по буква