Планета Джудже Плутон: Факти за ледената бивша планета

Плутон през юли 2015 г.

Широк изглед на Плутон, направен от космическата сонда на New Horizons през юли 2015 г. (Изображение: НАСА/APL/SwRI)



Плутон, считан някога за девета и най -отдалечена планета от Слънцето, сега е най -голямата известна планета джудже в Слънчевата система. Той е и един от най -големите известни членове на пояса на Кайпер, сенчеста зона извън орбитата на Нептун, за която се смята, че е населена от стотици хиляди скалисти, ледени тела, всяко по -голямо от 100 километра в диаметър, заедно с 1 трилион или повече комети.



През 2006 г. Плутон е прекласифициран като планета джудже, промяна, която се смята широко за понижаване. Въпросът за статуса на планетата на Плутон предизвика спорове и бурен дебат в научната общност и сред широката общественост , от тогава. През 2017 г. научна група (включително членове на мисията New Horizon) предложи нова дефиниция на планетата, базирана на „кръгли обекти в космоса, по -малки от звездите“, което ще накара броят на планетите в нашата Слънчева система да се увеличи от 8 на приблизително 100 .

Американският астроном Персивал Лоуел за пръв път намеква за съществуването на Плутон през 1905 г. от странни отклонения, наблюдавани в орбитите на Нептун и Уран, което предполага, че гравитацията на друг свят е дърпала тези две планети отвъд. Лоуъл прогнозира местоположението на мистериозната планета през 1915 г., но умира, без да я открие. Плутон е открит окончателно през 1930 г. от Клайд Томбо в обсерваторията Лоуел, въз основа на прогнози на Лоуел и други астрономи.



Плутон получи името си от 11-годишната Венеция Бърни от Оксфорд, Англия, която предложи на дядо си новият свят да получи името си от римския бог на подземния свят. След това дядо й предава името на обсерваторията Лоуел. Името също почита Персивал Лоуъл, чиито инициали са първите две букви на Плутон.

Физически характеристики

Тъй като Плутон е толкова далеч от Земята, до 2015 г. малко се знаеше за размера или повърхностните условия на планетата -джудже, когато космическата сонда на НАСА New Horizons направи прелитане близо до Плутон. New Horizons показа, че Плутон има диаметър 1473 мили (2370 км), по-малко от една пета от диаметъра на Земята и само около две трети от ширината на Луната на Земята.

Наблюденията на повърхността на Плутон от космическия кораб „Нови хоризонти“ разкриха различни повърхностни характеристики, включително планини, които достигат до 11 000 фута (3 500 метра), сравними с Скалистите планини на Земята. Докато метанът и азотният лед покриват голяма част от повърхността на Плутон, тези материали не са достатъчно здрави, за да поддържат такива огромни върхове, така че учените подозират, че планините са образувани върху основата на воден лед. [Снимки на Плутон и неговите луни]



Повърхността на Плутон също е покрита с изобилие от метанен лед, но учените от New Horizons са забелязали значителни разлики в начина, по който ледът отразява светлината по повърхността на планетата джудже. Планетата джудже също притежава леден хребет което изглежда като змийска кожа; астрономите забелязаха подобни характеристики на пенитентите на Земята или образувани от ерозия черти на планински терен. Характеристиките на Плутон са много по -големи; те се изчисляват на височина от 500 м, докато размерите на Земята са с размери само няколко метра.

Друга отличителна черта на повърхността на Плутон е голям регион във формата на сърце, известен неофициално като Tombaugh Regio (след Clyde Tombaugh;регионе латински за регион). Лявата страна на региона (област, която придобива форма на сладолед) е покрита с лед от въглероден окис. Други вариации в състава на повърхностните материали са идентифицирани в „сърцето“ на Плутон.

Вляво в центъра на Tombaugh Regio е много гладък район, неофициално известен от екипа на New Horizons като „Sputnik Planum“, след първия изкуствен спътник на Земята, Sputnik. В тази област на повърхността на Плутон липсват кратери, причинени от удари на метеорити, което предполага, че в геоложки план тази област е много млада - не повече от 100 милиона години. Възможно е този регион все още да се оформя и променя от геоложки процеси.



Тези ледени равнини също показват тъмни ивици с дължина няколко мили и подравнени в същата посока. Възможно е линиите да са създадени от силни ветрове, които духат по повърхността на планетата джудже.

Космическият телескоп Хъбъл на НАСА също разкри доказателства, които кората на Плутон може да съдържа сложни органични молекули .

Повърхността на Плутон е едно от най -студените места в Слънчевата система, на приблизително минус 375 градуса по Фаренхайт (минус 225 градуса по Целзий). В сравнение с предишни изображения, снимки на Плутон, направени от космическия телескоп Хъбъл, разкриват, че планетата джудже очевидно е станала по -червена с течение на времето, очевидно поради сезонни промени.

Плутон може да има (или може да е имал) подземен океан, въпреки че все още няма доказателства за това откритие. Ако подземният океан е съществувал, това би могло да повлияе значително на историята на Плутон. Например, учените откриха, че зоната на Sputnik Planitia пренасочва ориентацията на Плутон поради количеството лед в района, което е толкова тежко, че засяга Плутон като цяло; Според New Horizons ледът е с дебелина около 10 км. Подземният океан е най -доброто обяснение за доказателствата, добавиха изследователите, въпреки че разглеждайки по -малко вероятните сценарии, по -дебел слой лед или движения в скалата може да са отговорни за движението. Ако Плутон наистина имаше течен океан и достатъчно енергия, някои учени смятат, че Плутон би могъл да приюти живот.

Орбитални характеристики

Високо елиптичната орбита на Плутон може да я изведе повече от 49 пъти по -далеч от Слънцето от Земята. Тъй като орбитата на планетата джудже е толкова ексцентрична или далеч от кръговата, разстоянието на Плутон от Слънцето може да варира значително. Планетата джудже всъщност се доближава до Слънцето, отколкото Нептун е в продължение на 20 години от орбитата на Плутон с дължина 248 земни години, което предоставя на астрономите рядък шанс да изследват този малък, студен, далечен свят.

В резултат на тази орбита, след 20 години като осма планета (за да излезе от слънцето), през 1999 г. Плутон прекоси орбитата на Нептун, за да стане най -отдалечената планета от Слънцето (докато не беше понижен до статут на планета джудже) ).

Когато Плутон е по -близо до слънцето, повърхностните му ледове се размразяват и временно образуват тънка атмосфера, състояща се предимно от азот, с малко метан. Ниската гравитация на Плутон, която е малко повече от една двадесета от тази на Земята, кара тази атмосфера да се простира на много по-висока надморска височина от земната. При пътуване по -далеч от слънцето се смята, че по -голямата част от атмосферата на Плутон замръзва и почти изчезва. И все пак, докато има атмосфера, Плутон очевидно може да изпита силен вятър. Атмосферата също има вариации в яркостта, които могат да се обяснят с гравитационни вълни или въздух, течащ над планините.

Докато атмосферата на Плутон е твърде тънка, за да позволи течности да текат днес, те може да са течали по повърхността в древното минало. New Horizons изобразява замръзнало езеро в Tombaugh Regio, което изглежда има древни канали наблизо. В един момент от древното минало планетата би могла да има атмосфера, приблизително 40 пъти по -дебела, отколкото на Марс.

През 2016 г. учените обявиха, че може да са забелязали облаци в атмосферата на Плутон, използвайки данните на New Horizons. Разследващите са видели седем ярки черти, които са близо до терминатора (границата между дневна светлина и тъмнина), където обикновено се образуват облаци. Всички функции са с ниска надморска височина и приблизително с еднакъв размер, което показва, че това са отделни характеристики. Съставът на тези облаци, ако наистина са облаци, вероятно ще бъде ацетилен, етан и циановодород.

Изглед отблизо на повърхността на Плутон, направен от космическата сонда на New Horizons през юли 2015 г., разкри наличието на ледени планини на планетата джудже

Изглед отблизо на повърхността на Плутон, направен от космическата сонда на New Horizons през юли 2015 г., разкри наличието на ледени планини на повърхността на планетата джудже.(Кредит на изображението: NASA-JHUAPL-SwRI)

Състав и структура

Някои от параметрите на Плутон, според НАСА:

Атмосферен състав: Метан, азот. Наблюденията на New Horizons показват, че атмосферата на Плутон се простира до 1000 мили (1600 км) над повърхността на планетата джудже.

Магнитно поле: Остава неизвестно дали Плутон има магнитно поле, но малкият размер и бавното въртене на планетата джудже предполагат, че има малко или никакво такова поле.

Химичен състав: Плутон вероятно се състои от смес от 70 процента скала и 30 процента воден лед.

Вътрешна структура: Планетата джудже вероятно има скалисто ядро заобиколен от мантия от воден лед, с по -екзотични ледове като метан, въглероден оксид и азотен лед, покриващи повърхността.

(Изображение кредит: Карл Тейт, guesswhozoo.com)

Орбита и въртене

Ротацията на Плутон е ретроградна в сравнение с другите светове на слънчевите системи; върти се назад, от изток на запад.

Средно разстояние от слънцето: 3 670 050 000 мили (5 906 380 000 км) - 39,482 пъти по -голямо от това на Земята

Перихелий (най -близкият подход към слънцето): 2 756 902 000 мили (4 436 820 000 км) - 30,171 пъти по -голямо от това на Земята

Афелион (най -далечното разстояние от слънцето): 4,583 190 000 мили (7 375 930 000 км) - 48,481 пъти повече от това на Земята

Луните на Плутон

Плутон има пет луни: Харон, Стикс, Никс, Керберос и Хидра, като Харон е най -близкият до Плутон, а Хидра - най -отдалечения.

През 1978 г. астрономите откриха, че Плутон имаше много голяма луна почти половината от размера на планетата джудже. Тази луна е наречена Харон, след митологичния демон, който пренася душите в подземния свят в гръцката митология.

Тъй като Харон и Плутон са толкова сходни по размер, орбитата им е различна от тази на повечето планети и техните луни. И Плутон, и Харон обикалят около точка в пространството, която лежи между тях, подобни на орбитите на двоични звездни системи Поради тази причина учените наричат ​​Плутон и Харон планета с двойно джудже, двойна планета или двоична система.

Плутон и Харон са само 19 200 км един от друг, по -малко от разстоянието с полет между Лондон и Сидни. Орбитата на Харон около Плутон отнема 6,4 земни дни, а едно въртене на Плутон-ден на Плутон-също отнема 6,4 земни дни. Това е така, защото Харон се движи над едно и също място на повърхността на Плутон и една и съща страна на Харон винаги е обърната към Плутон, явление, известно като приливно заключване.

Докато Плутон има червеникав оттенък, Харон изглежда по -сивкав. В първите си дни Луната може да е съдържала подземен океан, въпреки че днес спътникът вероятно не може да поддържа такъв.

В сравнение с повечето планети и луни на Слънчевата система, системата Плутон-Харон е наклонена на една страна спрямо слънцето.

Наблюденията на Харон от New Horizons разкриха наличието на каньони на повърхността на Луната. Най -дълбокият от тези каньони се спуска надолу за 9 мили (6 мили). Дълга част от скали и корита се простира на 600 мили (970 км) през средата на сателита. Част от повърхността на Луната близо до един полюс е покрита с много по -тъмен материал от останалата част на планетата. Подобно на регионите на Плутон, голяма част от повърхността на Харон е без кратери - което предполага, че повърхността е доста млада и геологически активна. Учените видяха доказателства за свлачища по повърхността му, като за първи път такива белези бяха забелязани в пояса на Койпер. Луната може също да притежава своя собствена версия на тектониката на плочите, която причинява геологични промени на Земята.

През 2005 г. учените заснеха Плутон с космическия телескоп Хъбъл в подготовка за мисията „Нови хоризонти“ и откриха още две малки луни на Плутон , сега наречени Nix и Hydra. Тези спътници са два и три пъти по -далеч от Плутон, отколкото Харон. Въз основа на измерванията на New Horizons, Nix се оценява на 26 мили (42 км) дълъг и 22 мили (36 км) широк, докато Hydra се оценява на 34 мили (55 км) дълъг и 25 мили (40 км) широк. Вероятно повърхността на Хидра е покрита предимно с воден лед.

Учени, използващи Хъбъл, откриха четвърта луна, Kerberos, през 2011 г. Тази луна се изчислява на диаметър от 13 до 34 км. На 11 юли 2012 г. пета луна , Styx, е открит (с приблизителна ширина 6 мили или 10 км), което допълнително подхранва дебата за статута на Плутон като планета.

Четирите новозабелязани луни може да са се образували от сблъсъка, създал Харон. Установено е, че техните орбити са силно хаотични.

Изследвания и проучване

Мисията на НАСА New Horizons е първата сонда, която изследва Плутон, неговите луни и други светове в пояса на Кайпер отблизо. Той стартира на януари 2006 г. и успешно направи най -близкия си подход към Плутон на 14 юли 2015 г. Последните данни бяха изтеглени на Земята през 2016 г. New Horizons сега е на път към обекта на пояса на Кайпер 2014 MU69, който той ще лети до 1 януари 2019 г.

Сондата New Horizons носи някои от пепел от откривателя на Плутон , Клайд Томбо.

Ограничените познания за системата на Плутон създадоха безпрецедентни опасности за сондата New Horizons. Преди стартирането на мисията учените знаеха за съществуването само на три луни около Плутон. Откриването на Kerberos и Styx по време на пътуването на космическия кораб подхранва идеята, че повече спътници могат да обикалят около планетата джудже, невиждан от Земята . Сблъсъци с невидими луни или дори малки отломки биха могли сериозно да повредят космическия кораб. Но дизайнерският екип на New Horizons оборудва космическата сонда с инструменти, за да я защити по време на пътуването си.

Формиране и произход на Плутон

Водещата хипотеза за образуването на Плутон и Харон е, че зараждащият се Плутон е бил ударен с остър удар от друг обект с размер на Плутон. По -голямата част от комбинираната материя стана Плутон, а останалата част се отдели, за да стане Харон, предполага тази идея. [ Инфографика: Плутон: Странност на планетата джудже ]

Допълнителен доклад от писателката на персонала Кала Кофийлд и от Елизабет Хауъл и Нола Тейлър Ред, сътрудници на guesswhozoo.com.