Плутон: особенности, спутники, интересные факты и будущее

Что мы узнали благодаря «Новым горизонтам»

«Новые горизонты» показали, что небольшие объекты вроде Стикса, Никты, Кербера и Гидры (спутники Плутона. — Прим. T&P) состоят почти полностью из водяного льда. Больше всего нас привлекал Харон (одна из карликовых планет. — Прим. T&P), на его поверхности происходит много интересного. Например, вдоль экватора видна большая долина, которая выглядит так, словно еще чуть-чуть — и Харон лопнул бы на две половинки. Значительная часть его поверхности — также водяной лед. Множество кратеров указывают на древнюю природу этого космического объекта. Можно предположить, что Харон практически ровесник Солнечной системы.

Через 15 минут после ближайшего подхода к Плутону «Новые горизонты» начал отлетать от него и сделал фотографию, на которой Солнце подсвечивает атмосферу планеты, — если присмотреться, в дымке можно увидеть, что ее поверхность неровная. И хотя раньше была версия, что это жидкий азот, новое наблюдение подсказывает нам, что верхняя оболочка Плутона должна быть твердой. Даже если на его поверхности и находится азот (скорее всего, глубина этого слоя не больше шести километров), то в районе коры должны быть какие-то твердые породы. Данные спектрометрии показывают, что в ней также есть водяной лед.

Нам удалось узнать, что ледники на Плутоне движутся — так же, как на Земле. На одном из снимков виден гигантский азотный ледник, который мы назвали в честь первого спутника, отправившегося на околоземную орбиту. Общая плотность ледника Спутник постоянно обновляется. Пока непонятно, как это происходит. Все-таки Плутон — небольшая планета, и его геологический двигатель давным-давно должен был заглохнуть, но что-то помогает ему не терять задора. По нашей теории, под азотом и водяным льдом начинается зона повышенного давления. И на глубине в несколько десятков километров в соответствии с законом идеального газа мы должны найти зону с жидкой водой — эдакий понемногу охлаждающийся внутренний океан, выполняющий функцию батарейки. А еще на Спутнике есть 50-километровый участок, место скопления материи — возможно, сходящей с соседних гор. Здесь нет кратеров — значит, это результат недавних явлений. Выходит, что

На одной из моих любимых фотографий Плутона видны высокие горы, похожие на Скалистые горы в моем родном Колорадо. На вершинах будто бы снег, но это метан, природный газ. Был бы в атмосфере кислород, все бы это красиво сгорело. На некоторых снимках видны кристаллы метанового льда, торчащие на километр вверх. Мы пока не понимаем, как это устроено. Плутон для нас все еще планета, полная загадок.

Объект Ultima Thule, снимок сделан 1 января 2019 года

Европа

Поверхность спутника Юпитера — Европы, покрыта льдом. Поверхностная температура этого спутника составляет около −160 °C на экваторе и −220 °C на полюсах, что придаёт ледяной коре высокую прочность — её толщина составляет примерно 10—30 километров. Сейчас большинство учёных сходятся во мнении, что под поверхностными льдами Европы находится жидкий океан, в котором не исключено наличие микроскопической жизни.

О наличии жидкого океана также свидетельствуют 2 открытия, сделанные НАСА в 2012 и 2016 годах. На Европе были зафиксированы признаки выбросов водяного пара, что, вероятно, является результатом действия гейзеров. Пар, бьющий из трещин ледяной коры Европы, вылетает из них со скоростью около 700 м/с на высоту до 200 километров, после чего падает обратно. Подобные гейзеры также известны на Энцеладе, но, в отличие от его гейзеров, гейзеры Европы более мощные и выбрасывают чистый водяной пар без примеси льда и пыли.

Слева — Европа, справа — трещины на ледяном панцире спутника. Изображения сняты космическим аппаратом «Галилео»

Интересные факты о планете Плутон

Мы собрали несколько самых любопытных фактов об этой планете:

Плутон открыт в 1930 году 23-летним американским астрономом Клайдом Томбо, после целого года фотографирования участков неба и изучения фотографий.
Плутон могли открыть еще в 1915 году – он был сфотографирован, но его не смогли опознать. Затем его 4 раза сфотографировали в 1919 году, но также не опознали.
Плутон назван в честь древнеримского бога, повелителя подземного царства. Название предложила Венеция Берни, 11-летняя школьница из Оксфорда.
С 1930 по 2006 годы Плутон считался полноценной девятой планетой Солнечной системой. Когда было открыто еще несколько похожих тел в поясе Койпера, встал вопрос об изменении классификации. Плутон был переведён в класс карликовых планет решением Международного астрономического союза в 2006 году. Теперь он числится в каталоге малых тел под номером 134340.
До сих пор есть учёные, не согласные с лишением Плутоном статуса планеты. Одна из причин этого – что он не расчистил свою орбиту от других тел. Как довод приводится факт, что и Земля, и Марс, и другие планеты, также часто пересекаются с орбитами астероидов и комет. То есть тоже не очистили свои орбиты полностью.
Плутон меньше по размеру некоторых спутников других планет. Он меньше Луны, Титана, Ганимеда, Тритона, Ио, Каллисто, и Европы.
Плутон имеет атмосферу, хотя и разреженную, из азота, окиси углерода и метана. Она может полностью замерзать и исчезать, когда Плутон удаляется от Солнца очень далеко. Затем она появляется с приближением к Солнцу, когда газ на поверхности снова оттаивает и испаряется.
Атмосферу Плутона можно видеть на снимках, сделанных зондом «Новые Горизонты». Она выглядит как дымка.
Плутон – единственная карликовая планета среди всех известных, у которой есть своя атмосфера.
День на Плутоне длится чуть больше 6 земных суток, почти земную неделю.
Год на Плутоне длится почти 248 земных лет – за столько он совершает один оборот вокруг Солнца.
С момента открытия Плутона там сменился всего один сезон. Сейчас там весна в северном полушарии.
Орбита Плутона сильно вытянута, в ближней точке он оказывается к нам даже ближе, чем Нептун.
Орбита Плутона не лежит в плоскости орбит остальных планет, а наклонена на 17 градусов. Поэтому он никогда не подходит к Нептуну близко и не может быть им захвачен.
У Плутона известно аж 5 естественных спутников.
Самый большой спутник Плутона – Харон. Он всего лишь вдвое меньше самого Плутона.
Центр масс системы Плутон-Харон лежит между ними, поэтому они оба вращаются вокруг этой точки. Эту систему некоторые астрономы считают двойной планетой.
Плутон и Харон всегда повёрнуты друг к другу одной стороной. Поэтому на одной стороне Плутона Харон никогда не заходит, а на другой его никогда не видно.
На Плутоне очень много водяного льда – треть всей планеты. Там есть горы высотой до 5 км, полностью из льда. Вся его поверхность и даже мантия тоже состоят в основном из водяного льда.

Под поверхностью Плутона возможно наличие подлёдного океана из жидкой воды.
Солнечный свет достигает Плутона за 5 часов. На путь до Земли ему нужно всего 8 минут.
Даже днём на поверхности Плутона темно, как на Земле ночью.
Человек, который на Земле весит 90 кг, на Плутоне весил бы всего 5.5 кг.
На Плутоне очень холодно – средняя температура на его поверхности достигает – 223.15 градусов по Цельсию. До абсолютного нуля не хватает всего 50 градусов.
У Плутона был только один космический аппарат с Земли. Зонд «Новые Горизонты» прошел мимо него на минимальном расстоянии в 12.5 тысяч километров 14 июля 2015 года. Он сделал первые детальные снимки Плутона и Харона и передал много ценных научных данных.
На борту зонда «Новые Горизонты» находится часть пепла первооткрывателя Плутона – Клайда Томбо, который умер в 1997 году и был кремирован.
Плутон плохо различим даже в космический телескоп «Хаббл». На фотографиях видны только пятна на его диске.
У Плутона есть полярные шапки из замёрзших газов. Они по очереди освещаются Солнцем и тают, насыщая атмосферу азотом, метаном и окисью углерода.
На Плутоне есть огромная равнина Спутника, заполненная замёрзшим азотом. В этом море азота плавают льдины и айсберги из обычного водяного льда, так как у них меньше плотность. За год они перемещаются на несколько сантиметров.
Химический элемент плутоний был назван в честь планеты Плутон. Было принято называть новые открытые элементы в честь последней открытой планеты.

Вот такой интересный мир Плутона. Он очень маленький и тёмный, но таит очень много загадок, которые еще ждут своих исследователей. Возможно, когда-нибудь, в далёком будущем, Плутон станет одним из важных форпостов человечества на окраине Солнечной системы.

Плутон – самый “человечный” среди богов

Ещё один раз Плутону пришлось покинуть своё царство для того, чтобы залечить полученную рану. Когда в мир мёртвых спустился Геркулес, у героя произошло столкновение с тёмным правителем, что не хотел отпускать живого человека со своей территории. В итоге победу одержал Геркулес, а Плутону пришлось срочно подниматься на поверхность земли, где боги помогли вылечить раны.

Несмотря на мрачную репутацию, Плутон был одним из самых гуманных богов. Большую популярность в Греции и Риме приобрела легенда о певце Орфее и Эвридике. Потеряв возлюбленную, что погибла от укуса змеи, певец отправился в царство мёртвых. Там он чудом сумел дойти до обители Плутона и Прозерпины.

Маттиас Стом «Орфей перед Плутоном и Прозерпиной», 1615-1624 годыМестонахождение: Музей Ватикана, Ватикан, Италия

Орфей попросил правителей иного мира вернуть ему супругу, что погибла такой юной. Выслушав его историю, дополненную прекрасной мелодией, Плутон и Прозерпина согласились отпустить душу девушки на свободу, вернуть жизнь умершей. Увы, Орфей так и не смог вернуть возлюбленную, поскольку нарушил обговорённое условие, однако вины властителя подземного мира в этом не было.

Плутона нередко называют богом смерти, но это лишь поверхностное определение. На мой взгляд, его можно назвать тем, кто следил за порядком и вечной гармонией. Именно в его царстве неукоснительно исполнялись правила. Малейшее отхождение от нормы стало бы гибелью для человечества. Плутон не погубил ни одного человека, однако этот бог ясно давал понять, что раньше или позже все души придут к нему – чтобы на земле появилось место для новых людей.

РЕКОРДЫ ВСЕЛЕННОЙ

Хоть Уран и является самым холодным в нашей Солнечной системе, Венера – самой горячей, а гигант Юпитер умещает на себе самый большой из планетарных океанов, все же в глубинах известной человечеству Вселенной есть свои поражающие воображение рекордсмены.

Достаточно вспомнить о самой горячей планете Kepler-70b с ее температурным адом в плюс 7000 градусов по Цельсию. Или, например, о самой быстрой – COROT Exo 7-B, облетающей свою звезду за 20 часов. Старше всех на ночном небе – открытая в 2014 суперземля Kapteyn B; по подсчетам она сформировалась спустя всего два миллиарда лет после Большого взрыва. А младше всех – BD+20 1790b, ее возраст составляет всего 35 миллионов лет. Пустяки по космическим меркам.

Влажнее всего во Вселенной на гиганте GJ 1214b, полностью состоящем из воды. А темнее всего – на TrES-2b, где едва ли отражается 1% света ближайшей звезды. Самая легкая экзопланета – водородно-гелиевый гигант KOI-314c, вращающийся вокруг красного карлика Kepler-138.

Самая большая скалистая экзопланета называется Kepler-10c. Она больше Земли примерно в два раза, но при этом в целых 17 раз превышает ее массу и состоит из камней и других плотных тел, что совершенно не свойственном такому гиганту.

Есть в бескрайних просторах Вселенной даже планета с самой странной орбитой – Fomalhaut B, которую еще в шутку именуют зомби. Траектория ее орбиты невероятным образом напоминает зигзаг. Куда уж там Урану с его “уникальным” наклоном оси.

Орбита Плутона

Орбита Плутона не похожа на орбиты остальных планет Солнечной системы. Она имеет большой эксцентриситет – 0.2488, то есть её форма заметно эллиптическая. При этом Солнце находится не строго по центру этой орбиты, а несколько сдвинуто. Поэтому расстояние от Солнца до Плутона в ходе его движения по орбите сильно меняется – от 4.4 млрд км до 7.4 млрд. км, или от 29.7 а.е до 49.3 а.е. Полный оборот вокруг Солнца Плутон делает за 247.92 земных года – столько там длится один местный год.

Ближайшая к Солнцу точка орбиты – перигелий, почти вдвое ближе, чем самая удалённая – афелий. Мало того, в перигелии Плутон находится к Солнцу ближе, чем Нептун. Можно подумать, что орбиты этих двух планет пересекаются, но на самом деле это не так.

Орбита Плутона не лежит в плоскости орбит остальных планет. Её наклон составляет 17.14. Поэтому, когда Плутон находится в перигелии и вблизи орбиты Нептуна, на самом деле он от нее выше на 10 а.е, что очень приличное расстояние.

Орбита Плутона лежит не в плоскости эклиптики.

Орбиты Плутона и Нептуна никогда не пересекаются и эти планеты находятся в орбитальном резонансе – за одно время Нептун делает 3 оборота, а Плутон – 2 оборота. Поэтому они сближаются всегда в одних и тех же точках, и расстояние между ними не бывает меньше 17 а.е. Когда Нептун и Плутон выстраиваются в одну линию с Солнцем, Плутон в это время находится в афелии, очень далеко. Весь цикл, когда всё начинается с того же места, у них занимает 495 лет.

Орбиты Плутона и Нептуна очень устойчивы и существуют в таком виде многие миллионы лет. Возможно, когда-то Плутон имел другую орбиту, но постепенно, под действием гравитации Нептуна и других планет, она стала такой, как сейчас, и не изменится еще очень долго. А вот если бы орбита Плутона лежала в одной плоскости с орбитами других планет, Нептун рано или поздно захватил бы его и сделал своим спутником.

Оборот вокруг оси Плутон делает за 6.387 земных суток, и вращается он в обратном направлении, как Венера. Ось наклонена на 120, то есть гораздо сильнее, чем у Земли, поэтому времена года на Плутоне выражены гораздо сильнее. Сейчас у него северный полюс обращён к Солнцу и в северном полушарии весна, которая началась в 1987 году. Когда на Плутоне солнцестояние, четверть его поверхности оказывается постоянно освещенной и греется, а вся остальная часть находится в тени – там долгая ночь.

Вечное движение

Многие параметры обуславливает наличие атмосферы. Нептуна характеризует не только необычный цвет, но и постоянное движение, создаваемое ветром. Скорость, с которой облака облетают планету в районе экватора, превышает тысячу километров в час. Двигаются они при этом в противоположном относительно вращения самого Нептуна вокруг оси направлении. При этом оборачивается планета еще быстрее: полный поворот занимает всего 16 часов и 7 минут. Для сравнения: один оборот вокруг Солнца занимает почти 165 лет.

Очередная загадка: скорость ветра в атмосфере у газовых гигантов увеличивается при удалении от Солнца и достигает пика на Нептуне. Это явление пока не получило обоснования, как и некоторые температурные особенности планеты.

Дорогие полярные ночи

Сезонные изменения на Плутоне происходят за весьма большие промежутки времени. Один оборот вокруг Солнца длится 248 земных лет таков плутонов год. Длинные на этой планете и сутки один оборот вокруг оси происходит за 6,4 земных суток. Поэтому в плутоновом году примерно 14 160 плутоновых суток. Со времени открытия планеты по ее календарю прошла всего треть года, а по земному счету набежало почти 76 лет. Каждое из времен года длится на Плутоне по 62 земных года. В отличие от всех планет, кроме Урана, ось вращения Плутона отклонена от положения, перпендикулярного плоскости орбиты, на 60°, поэтому его движение похоже на перекатывание колобка с боку на бок, тогда как все планеты движутся как волчки, вращаясь вокруг оси, почти перпендикулярной плоскости движения. Столь сильный наклон Плутона приводит к тому, что полярная ночь и полярный день там не ограничиваются, как на Земле, лишь районами около полюсов, а простираются почти наполовину каждого полушария от полюса до 30-го градуса соответствующей широты. На Земле это привело бы к смещению полярного круга с северных окраин Европы и Азии на Мексику, Флориду, Канарские острова и Египет, а полярная ночь охватила бы всю Европу, Россию, Японию, США и Канаду.

Из чего состоит Плутон?

В отличие от внешних планет по соседству, Плутон не является газовым или ледяным гигантом. Он представляет собой маленькое каменистое тело.

Формирование и Плутона

Плутон является частью пояса Койпера — области за пределами орбиты Нептуна, которая по форме напоминает пончик. Пояс Койпера содержит тысячи мелких ледяных тел (известных как транснептуновые объекты или плутоиды), которые остались после формирования Солнечной системы 4,5 млрд лет назад.

Строение Плутона

Как и другие объекты в поясе Койпера, Плутон состоит в основном из камня и льда: его плотное каменное ядро окружено мантией изо льда. Есть вероятность что, между ядром и мантией хранятся запасы жидкой воды.

Поверхность Плутона

У Плутона разнообразный рельеф: на поверхности карликовой планеты находятся горы, долины, равнины и кратеры. Горы на Плутона состоят из водяного льда и могут достигать 3 км в высоту.

Отличительной чертой поверхности карликовой планеты является область Томбо названная в честь астронома Клайда Томбо, открывшего Плутон. Ее форма напоминает сердце, поэтому эту область еще называют “сердцем Плутона”. Область Томбо — это обширная ледниковая зона, богатая азотом, оксидом углерода и метановым льдом. Западная часть “сердца” под названием равнина Спутника — более гладкая, чем восточная. Кроме этого, на ней нет кратеров, что означает, что этой области менее 10 миллионов лет.

Поверхность Плутона

На поверхности Плутона также много водяного льда, но он скрыт под льдами другого типа – замёрзшего азота, метана, монооксида углерода и других газов. Именно они способны оттаивать при приближении к Солнцу и образовывать атмосферу. Средняя температура на поверхности Плутона -223.15C.

Поверхность Плутона. Фото зонда «Новые Горизонты».

Самый примечательный объект, который известен на Плутоне сейчас – долина Спутника. Она представляет собой впадину размером более 1000 км, и по размеру занимает 5% всей площади планеты. Считается, что это древний ударный кратер, разрушившийся со временем.

Долина Спутника заполнена льдом из замёрзшего азота, а вокруг неё горы из водяного льда. Так как плотность водяного льда меньше плотности азотного, то его куски могут плавать по долине, подобно айсбергам. В азотном льде происходят процессы конвекции, и образуются борозды, в которых видно много мелких тёмных холмов. Это, видимо, и есть льдины из обычного водяного льда. Они могут плавать по всей долине. Конечно, плавание это очень медленное – смещение ледяных айсбергов происходит всего на несколько сантиметров в год.

Планета Плутон. Компьютерная графика, дающая представление о поверхности Плутона.

Такая вот интересная вещь есть на Плутоне – море азотного льда, в котором плавают обычные айсберги и льдины. Кстати, водяной лёд при таких низких температурах, как на Плутоне, очень крепкий – там есть ледяные горы высотой до 5 км.

Также на Плутоне есть огромная светлая область размером примерно 1800х1500 км, в форме сердца. Это возвышенность, на которой расположены ледяные горы высотой до 3.5 км.

Размер, масса и орбита планеты Плутон

При массе 1.305 х 1022 кг Плутон занимает вторую позицию по массивности среди карликовых планет. Показатель площади – 1.765 х 107 км, а объем – 6.97 х 109 км3.


Экваториальный радиус	1153 км
Полярный радиус	1153 км
Площадь поверхности	1,6697·107 км²
Объём	6,39·109 км³
Масса	(1,305 ± 0,007)·1022 кг
Средняя плотность	2,03 ± 0,06 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе	0,658 м/с² (0,067g)
Первая космическая скорость	1,229 км/c
Экваториальная скорость вращения	0,01310556 км/с
Период вращения	6,387230 сид. дней
Наклон оси	119,591 ± 0,014°
Склонение северного полюса	−6,145 ± 0,014°
Альбедо	0,4
Видимая звёздная величина	до 13,65
Угловой диаметр	0,065—0,115″

Теперь вы знаете, какая планета Плутон, но давайте изучим ее вращение. Карликовая планета движется по умеренному эксцентричному орбитальному пути, приближаясь к Солнцу на 4.4 млрд. км и отдаляясь на 7.3 млрд. км. Это говорит о том, что он иногда подходит ближе к Солнцу, чем Нептун. Но они обладают устойчивым резонансом, поэтому избегают столкновения.


Перигелий	29,65834067 а. е.
Афелий	49,30503287 а. е.
Большая полуось	39,48168677 а. е.
Эксцентриситет орбиты	0,24880766
Сидерический период обращения	90 613,3055 дней (248,09 лет)
Синодический период обращения	366,73 дней
Орбитальная скорость	4,666 км/с
Наклонение	17°,14175
Долгота восходящего узла	113,642 811°
Аргумент перицентра	113,76329°
Спутники	5

На проход вокруг звезды тратит 250 лет, а осевой оборот выполняет за 6.39 дней. Наклон составляет 120°, что приводит к примечательным сезонным колебаниям. В период солнцестояния ¼ поверхности непрерывно прогревается, а остальная находится во тьме.

Эта анимация наглядно показывает на какую высоту смог бы подпрыгнуть человек, находясь на поверхности Плутона

Титан

Крупнейший спутник Сатурна, Титан, является единственным, кроме Земли, телом в Солнечной системе, у которого доказано стабильное существование жидкости на поверхности. Жидкость на Титане представляет собой смесь жидких углеводородов, а также подповерхностный океан, который, предположительно, обладает экстремально высокой солёностью.

Несмотря на низкую температуру, которая составляет минус 170—180 °C, Титан сравнивают с Землёй на ранних стадиях её развития. В связи с этим учёные не исключают, что на спутнике возможно существование простейших форм жизни, в особенности, в подземных водоёмах.

Слева — мультиспектральный снимок Титана, справа — ландшафт Титана в месте посадки зонда «Гюйгенс»

Поверхность и внутреннее строение

До недавнего времени о возникновении и внутреннем строении Плутона было известно немного, так как мимо него не пролетал ни один космический аппарат, а даже в очень мощный земной телескоп этот объект виден как очень тусклая точка, детали которой почти невозможно различить.

Ситуация несколько улучшилась, когда на орбиту был выведен космический телескоп «Хаббл», свободный от воздействия атмосферных факторов, и с его помощью был получен ряд более крупных и подробных изображений Плутона. А 14 июля 2015 года систему Плутона впервые посетила автоматическая межпланетная станция — зонд «Новые горизонты».

Выяснилось, что это небесное тело может значительно изменять свой блеск (так же, как наблюдаемая из космоса Земля), что на ней существуют яркие полярные шапки, а также обширная область тёмных пятен неподалёку от экватора. В связи с огромной удалённостью от Солнца это замёрзший, ледяной мир, и по расчётам средняя температура на его поверхности составляет около -223º С. Эта температура увеличивается пропорционально высоте на 3-15º на километр, что является результатом вызванного метаном парникового эффекта.

По своему строению Плутон, видимо, напоминает Тритон — крупнейший спутник Нептуна: каменистое ядро, окружённое мощным слоем льда, толщина которого достигает примерно 300 км. Эта ледяная мантия состоит из замёрзшего азота (на 98 %), метана, воды, углекислоты и монооксида углерода.

По мнению астрономов, во время «лета» (периода, когда Плутон находится ближе всего к Солнцу) у этого небесного тела образуется тонкая атмосфера из растаявших газов — и она действительно была обнаружена в 1988 году.

Самая далекая планета солнечной системы

«А как же Плутон?», – вероятно, спросите вы. На самом деле тут все не так просто как кажется на первый взгляд. C момента своего открытия, в 1846 году, Нептун с полным правом считался самой далекой планетой от Солнца. Но вот в 1930 году был обнаружен маленький Плутон, который находится еще дальше. Вот только тут есть один нюанс, орбита Плутона сильно вытянута по эллипсу таким образом, что в определенные моменты своего движения Плутон оказывается ближе к Солнцу, нежели Нептун. Последний раз подобное астрономическое явления происходило с 1978 по 1999 год – в течение 20 лет Нептун опять имел звание полноправной «самой далекой планеты от Солнца».

Некоторые астрономы, чтобы избавиться от этих путанностей, даже предлагали «разжаловать» Плутон от звания планеты, дескать, это просто маленькое небесное тело, летающее по орбите, или присвоить статус «карликовой планеты», впрочем, споры на этот счет ведутся до сих пор.

Атмосфера и поверхность

Изображение атмосферы Плутона

Хотя большая часть поверхности Плутона покрыта льдом, мощные телескопы зафиксировали разноцветную неоднородную поверхность. Изображения показывают:

кратеры;
углубления;
равнины;
ледяные глыбы.

В 2015 году был обнаружен горный массив, состоящий из ледяной смеси метана, азота и угарного газа. Плутон имеет газообразную атмосферу. Большая его часть состоит из азота. Метан и монооксид углерода присутствуют в меньшей степени. Такой состав исключает возможность зарождения жизни даже в самой примитивной форме.

В период нахождения планеты На самом близком расстоянии от Солнца лед переходит в другое состояние — газообразное. Чем дальше от Солнца, тем больше образуется кристаллов, которые опускаются на поверхность и образуют своеобразную корку.

Плутон считался самым холодным небесным телом до того, как стал карликовым. планетой. Температура опускается до -230-240 градусов Цельсия. Сильные морозы обусловлены его большой удаленностью от Солнца: 7,4 миллиарда километров, но из-за характерной структуры его орбиты атмосфера иногда превращается в газ, а затем замерзает и падает на поверхность.

Однако температурные условия не везде одинаковы. Метан способен создавать парниковый эффект, так что показания на определенной высоте над поверхностью Земли повышаются, но незначительно: на 10-20 градусов Цельсия.

Цветное изображение Плутона

До 2015 года существовали лишь предположения об окраске поверхности Плутона. Поскольку большая его часть была окрашена в цвет планеты, можно было определить только цвет поверхности Плутона. планеты состоит из льда, цвет должен быть соответствующим: Белый с оттенками серого и голубого. Однако на фотографиях, сделанных с помощью телескопа, четко видна другая цветовая гамма: ярко-желтый цвет, который местами переходит в более темные тона.

Распределение тепла

Погода на планете Нептун характеризуется постепенным изменением температуры в зависимости от высоты. Тот слой атмосферы, где располагается условная поверхность, полностью соответствует второму названию космического тела (ледяная планета). Температура здесь опускается почти до -200 ºC. Если перемещаться от поверхности выше, то будет ощутимо увеличение тепла вплоть до 475º. Ученые до сих пор не нашли достойного объяснения таким перепадам. Как предполагается, Нептун обладает внутренним источником тепла. Такой «обогреватель» должен вырабатывать в два раза больше энергии, нежели приходит на планету от Солнца. Тепло от этого источника в сочетании с долетающей сюда от нашей звезды энергией, вероятно, и является причиной сильных ветров.

Однако ни солнечный свет, ни внутренний «обогреватель» не могут повысить температуру на поверхности так, чтобы здесь была ощутима смена времен года. И хотя другие условия для этого соблюдаются, отличить зиму от лета на Нептуне невозможно.

Сила тяжести и ускорение свободного падения на Нептуне:

Ускорение свободного падения на экваторе Нептуна (g) равно 11,15 м/с² или 1,336 g Земли . Для сравнения: на Земле ускорение свободного падения составляет 9,81 м/с2 и меняется от 9,832 м/с² на полюсах до 9,78 м/с² на экваторе.

Сила тяжести на Нептунев 1,336 раза больше, чем на Земле. Это означает, что человек, весящий 72 кг, будет весить на Нептуне всего 96,192 кг, т.е. около 96 кг. Каждый шаг потребует в 1,336 раз больше усилий, чем на Земле . Если быть точнее, то вес человека на Земле равен 72 кг · 9,81 м/с2 = 706,32 Н, а вес на Нептуне равен 72 кг · 11,15 м/с2 = 802,8 Н. В то время масса человека на Нептуне (72 кг) будет одинаковой, что и на Земле (72 кг).

Вес – это сила, с которой любое тело, находящееся в поле сил тяжести (как правило, создаваемое каким-либо небесным телом, например, Землёй, Солнцем и т. д.), действует на опору или подвес, препятствующие свободному падению тела. Вес тела, покоящегося в инерциальной системе отсчёта, равен силе тяжести, действующей на тело. Сила тяжести – это сила притяжения тела к небесному телу.

Границы физических законов

Сегодня исследователи работают с температурами ниже одного градуса Кельвина при чрезвычайно высоких давлениях. Чтобы превратить гелий в лед, что в конечном итоге может выявить невиданное ранее сверхтвердое состояние.

Если теория окажется верной, сверхтвердые тела могут посмеяться над самим понятием твердости. Поскольку они также будут подчиняться принципу неопределенности. Кусок гелиевого льда будет вести себя как единый твердый и ошеломляюще скользкий атом. Но это совсем другая история.

Самая низкая температура, когда-либо полученная на Земле, была достигнута в 2003 году. Когда ученые Массачусетского технологического института охладили облако атомов натрия до 0,45 нанокельвина. Примерно на половину миллиардной кельвина выше абсолютного нуля. С помощью лазеров, испарительного охлаждения и “гравитомагнитные ловушки”.

Современные ученые уверены, что абсолютный ноль сам по себе является абсолютно недостижимой температурой. Так как потребовалось бы бесконечное количество времени и энергии. Чтобы выжать последнюю крошечную долю тепловой энергии. Тем не менее, нет ничего круче, чем увидеть, как наука упирается в самые границы физических законов Вселенной. И увидеть, как странно они там себя ведут.

Почему Плутон перестали считать планетой

По определению планетой является небесное тело круглой формы, вращающееся вокруг Солнца и способное очистить его окрестности.

Несмотря на тот факт, что Плутон имеет круглую форму и вращается вокруг Солнца, он не может очистить свою орбиту в отличие от остальных восьми планет. Таким образом, Плутон не поглощает объекты на своей орбите, а соседствует с ними.

Факторы, повлиявшие на снятия с Плутона статуса планеты:

Он меньше, чем спутник Земли.
Плотная и каменистая поверхность Плутона не похожа на соседние газообразные планеты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).
Орбита планеты Плутон проходит вокруг Солнца под углом 17 градусов, а другие планеты вращаются в одной плоскости.
Его самый большой спутник Харон в два раза меньше «карлика», и они оба вращаются вокруг общего центра тяжести.

Все эти факторы позволили ученым отнести Плутон к карликовым планетам, которые вращаются по орбите вокруг Солнца и имеют достаточную массу для поддержания под действием сил гравитации гидростатического равновесия.

Атмосфера и климат

Радиотелескоп «Хаббл» позволил определить, что атмосфера Нептуна имеет примерно 80% водорода, 19% гелия и 1% метана. Поэтому с Земли Нептун видится ярко-голубым. По яркости окраски он превосходит даже Уран, имеющего гораздо больше метана в атмосфере. Ученые предполагают, что метан Нептуна находится в соединении с неизвестным веществом. Облака вращаются в противоположную сторону от вращения самого небесного тела.

Планета слишком далека от Солнца, поэтому верхние слои атмосферы держится на уровне -221°С. При этом Нептун излучает тепла больше, чем получает от нашей звезды, почти в 2,5 раза.

По некоторым данным ядро Нептуна — второе Солнце, поэтому нагревается сердце планеты до +7000°С. Такие перепады температуры порождают невиданные по масштабам шторма.

Атмосфера Нептуна имеет широтные полосы. Все они крайне беспокойные — бури здесь обычное явление. В некоторых широтах ветер достигает скорости 600 км/сек. Бури (или «темные пятна») были зафиксированы «Вояджером-2». Он же передал данные об особо мощных ураганах, ветер в центре которых достигал 2100 км/сек. По масштабам они равны Большому красному пятну Юпитера, только длятся всего по несколько месяцев. Вихревые антициклоны появляются и в тропосфере (Большие и Малые темные пятна). Довольно часты здесь и всполохи северного сияния.

Необычным явлением на восьмой планете являются «белые шторма», которые называются «Скутер». Они намного меньше темных пятен, существуют еще более короткий период времени. Предполагают, что это своеобразные ливневые системы.

Области

Состав атмосферы Нептуна условно подразделяется на 2 области, которые и формируют её базу.

Низкая (тропосфера). Здесь происходит снижение температуры по мере набора высоты.
Высокая (стратосфера). В этом случае температурный режим по мере подъёма, наоборот, повышается.

В качестве границы между данными слоями выступает тропопауза, показатель давления которой равен 0,1 бар. После стратосферы по мере изменения давления следует термосфера. Далее наблюдается плавный и постепенный переход термосферы в экзосферу. Составленная модель тропосферы способствует убеждению в том, что исходя из высоты, в составе присутствуют облака переменных составов. Что касается облачности верхнего уровня, она располагается в области давления меньше 1 бара, где метан подвергается конденсации.

Внутреннее строение Нептуна:

Верхняя атмосфера, верхние облака
Атмосфера, состоящая из водорода, гелия и метана
Мантия, состоящая из водяного, аммиачного и метанового льда
Каменно-ледяное ядро

Облачность

При уровне давления, равном 1-5 бар, происходит создание аммиачных облаков и сероводородных сгустков. Когда оно повышается, в составе может наблюдаться аммиак, сульфид аммония, сероводород, вода. При погружении вглубь, когда давление достигает отметки 50 бар, есть вероятность существования облаков из водяного льда, температура при этом нулевая.

Состав атмосферы Нептуна подразумевает существование высотных облаков, которые можно было обнаружить по теням, отбрасываемым на слой непрозрачного типа. В этой же области наблюдается выделение так называемых полос облаков, которые фигурируют на постоянной широте. На термосфере планеты наблюдается высокая температура, составляющая 750 К.

Таким образом, атмосферный состав планеты до сих пор до конца не изучен.

История открытия и названия Плутона

Французский математик, который занимался небесной механикой, Урбен Леверье, провел исследования орбиты Урана. Он выявил там 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, который занимался поиском девятой планеты. Длительное время поиски были безуспешными – сделано множество фотоснимков с многочисленными небесными телами, но искомую планету там никто не увидел.

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

Интересно: Венера — поверхность, метеориты, инфографика и видео

Клайдом Томбо

Интересный факт: космический аппарат под названием «Новые горизонты» запущен в 2006 году и его предназначение – изучение Плутона. На борту содержится часть праха Клайда Томбо – человека, который открыл это небесное тело.