Претич - Статті Плутон - планета Сонячної системи
Чудова історія відкриттів Нептуна і Плутона насправді починається з відкриття Урана, тому що, якби не було спостережень Урана, два пізніших відкриття могли б затриматися на багато років. Разом про те відкриття Урану знаменує початок нової доби історія астрономії, оскільки Уран був першою планетою, яка була “відкрита”. Адже Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн завжди були видимі неозброєним оком будь-якій людині, яка подивилася на небо (якщо тільки очі наших доісторичних предків не були набагато недосконалішими за наші очі).
Плутон виглядає як зірка приблизно 15-ї зіркової величини. Неважко підрахувати, що майже такий самий блиск мав би Марс, якщо його віднести на відстань Плутона. Це означає, що Плутон приблизно таких самих розмірів, як і Марс. Більш точна оцінка діаметра планети була зроблена в 1950 Дж. Койпером, який виміряв за допомогою 5-метрового телескопа його кутовий діаметр і знайшов його рівним 0”,23. Цьому значенню відповідає діаметр планети 5900 км.
Ще важче було визначити масу Плутона. До 1978 супутників у нього відомо не було, комети поблизу нього не проходили. Залишалося вивчати слабкі обурення, створювані Плутоном у русі найближчих щодо нього планет Нептуна і Урану.
При погляді план Сонячної системи може скластися враження, що орбіти Нептуна і Плутона перетинаються. Це враження помилково, тому що орбіта Плутона нахилена на кут 17 ° до площини екліптики і орбіти Нептуна, причому лінія вузлів (перетину площин орбіт) розташована так, що саме в районі здається "точок перетину" Плутон знаходиться на 10 а. на північ від екліптики. Більше того, через сумірність періодів звернення Нептуна і Плутона (три періоди Нептуна майжерівні двом періодам Плутона) відстань між обома планетами ніколи не може бути меншою за 18 а. Зараз Плутон наближається до свого перигелію і вже ближче до Сонця, ніж Нептун.
Температура на Плутоні має бути близько 40°К. Це значення нижче за температуру конденсації метану при дуже низьких тисках (50°К). Тому на поверхні Плутона може бути метановий лід. І ось зовсім недавно, 1977 року, американські астрономи Д. Крукшенк, Д. Морісон і К. Пілчер за допомогою 4-метрового рефлектора обсерваторії Кітт Пік виявили в інфрачервоному спектрі Плутона дві смуги, характерні саме для метанового льоду.
З іншого боку, канадський астроном Л. Маннінг, вивчивши спектр Плутона у видимій області, отриманий в 1970 Дж. Фіксом, Дж. Неффом і Л. Келсі на 60-сантиметровому рефлекторі зі спектрофотометром знайшов у ньому ознаки смуг поглинання іонів заліза і прийшов до висновку, що породи планети збагачені залізом.
1955 року американські астрономи М. Вокер і Р. Харді з фотоелектричних спостережень знайшли період обертання Плутона навколо осі — 6 діб 9 годин 16,9 хвилини. Через 12 років радянський астроном Р.І. Кіладзе підтвердив цей період за власними спостереженнями. В даний час ясно, що цей період є водночас періодом звернення супутника Плутона навколо планети.
Проникнення в таємниці сонячної системи на основі використання Ньютонівського закону всесвітнього тяжіння і ретельних спостережень тривало і в нашому столітті. Кульмінацією цих зусиль було відкриття Плутона, причому обставини цього відкриття були напрочуд схожі на обставини відкриття Нептуна. Як і тоді, планета практично була виявлена під час одного з ранніх пошуків, але через мінливість долі її ототожнення сталося набагато пізніше.
Молодому помічнику Клайду Томбо було доручено систематично фотографувати області неба вздовж екліптики. Для кожної області він робив дві фотографії з тривалими експозиціями, розділені за часом на 2-3 дні. Потім у пошуках очікуваної планети він ретельно порівнював отримані фотографічні платівки. Порівняння робилося за допомогою блінк-компаратора - приладу, з подвійним мікроскопом, що дозволяє спостерігачеві поперемінно бачити одну і ту ж область неба на двох пластинках. Будь-який об'єкт, який протягом інтервалу між двома експозиціями переміщався небом, здається стрибаючим "туди - сюди", тоді як зірки виглядають нерухомими.
Астрономічний світ незабаром одностайно прийняв для цієї планети назву Плутон, яка підходить їй, оскільки вона рухається у зовнішніх не освітлених Сонцем областях сонячної системи.
Наступні обчислення орбіти, виконані на підставі фотографій нової планети, зроблених ще до її відкриття, показали, що вона рухається навколо Сонця з періодом 246,5 по орбіті, нахиленої на 17” до середньої площини інших планет.
У перигелії орбіта Плутона проходить усередині орбіти Нептуна, але внаслідок великого нахилу орбіти ці два тіла не можуть зіткнутися.
Тільки нещаслива випадковість завадила відкрити Плутон у 1919 р. астрономам обсерваторії Маунт Вілсон. У цей час Мілтон Х'юмасон за дорученням Вільяма Пікерінга (1858-1938), який незалежно здійснив обчислення передбачуваного становища планети, сфотографував області навколо передбаченого становища планети і отримав зображення планети на деяких платівках. Однак зображення Плутона на одній із двох найкращих платівок потрапило якраз на невеликий шлюб емульсії (на перший погляд воно здавалося частиною цього шлюбу), на той часяк на іншій плзстинці зображення планети виявилося частково накладеним на якусь зірку! Навіть у 1930 р., коли становище планети у 1919 р. було досить добре відоме з обчисленої орбіти, важко вдалося ототожнити ті зображення Плутона, які були отримані 11 років тому.
Якщо тільки Плутон не має фантастично великої щільності або ж не є виключно поганим відбивачем світла, то його маса недостатньо велика, щоб викликати ті відхилення в русі Нептуна, на основі яких було передбачено існування Плутона. Ось чому багато астрономів нині вважають, що відкриття Плутона було випадковим. Проте відкриття, що послідувало в результаті невпинних пошуків планети, є ще одним кроком на шляху прогресу науки. Всі співробітники обсерваторії Лоуелла гідні найвищої похвали за свою кропітку роботу та отримані результати.
Томбо розповсюдив розпочаті на обсерваторії Лоуелла пошуки на все небо, але встановив, що в межах, доступних спостереженням з 13-дюймовим телескопом, більше планет немає. Якщо інші планети і існують, то вони повинні або бути набагато далі або бути набагато меншими. Продовження пошуків набагато слабших планет з одним із великих телескопів, наприклад, із 5-метровим, невиправдано з практичної точки зору. Чим більший телескоп, тим пропорційно меншу область неба він фотографує. Пошуки по всьому небу з охопленням всіх об'єктів, блиск яких є граничним для спостереження з 5-метровим телескопом, зажадали б його безперервного використання протягом усіх безмісячних ночей протягом багатьох століть. Тому відкриття планет, можливо, і існуючих за орбітою Плутона, представляється дуже важкою справою, якщо тільки не зіграє ролі будь-який щасливий випадок чи не будутьзастосовано нові методи спостережень. Для радіолокаційних телескопів такі відстані дуже великі. Великий оптичний телескоп, запущений у міжпланетний простір або встановлений на Місяці і працюючий у поєднанні з телевізійною технікою та автоматичною апаратурою, призначеною для пошуків планет, можливо, і міг би сприяти успіху, проте деякі астрономи взагалі сумніваються в тому, що будуть знайдені ще якісь планети значних розмірів.
Найдальша від Сонця зі всіх відкритих досі планет зовсім не схожа на інші планети, що знаходяться у зовнішніх областях сонячної системи. Чужинцем-карликом виглядає Плутон серед планет-гігантів. Наші відомості про Плутона дуже обмежені; крім орбіти, отже, і відстані нам відомі його блиск і колір, але маса Плутона невідома. Відповідно до визначення Койпера видимий діаметр Плутона дорівнює 0”,2 - 0”,3, що приблизно5800 км. Якщо вважати, що маса Плутона хоча б приблизно відповідає обчисленій величині (0,8 маси Землі), то середня щільність планети виходить більшою за щільність золота! Так як метали та інші речовини, щільність яких вища, ніж у заліза, мабуть, зустрічаються в зірках, так само як і на Землі, в невеликих кількостях, представляється абсолютно неймовірним, щоб щільність Плутона була набагато вище щільності заліза, яка в 7 ,8 рази вище за щільність води. Очевидно, чи його маса чи діаметр визначені з великою помилкою. Якщо припустити, що щільність Плутона близька до щільності Землі, це припущення неминуче тягне у себе збільшення його діаметра вдвічі, але оскільки такий діаметр цілком виміряємо, ми змушені разом із Брауером і Клеменсом зробити висновок, що маса Плутона визначено поки що ненадійно.
Зовсім іншепояснення тим самим даними про Плутоне запропонував Олтер, за яким діаметр Плутона більше його видимого діаметра, але завдяки тому, що планета має досить гладку поверхню, сонячне світло відбивається лише її невеликий центральної області. Так, наприклад, відполіровані сферичні або овальні поверхні при освітленні їх точковим джерелом світла дають от6леск з концентрацією світла до центру поверхні. Однак пояснення Олтера все ж таки не вирішує проблеми досить слабкого блиску Плутона. Якби Плутон мав відбивну здатність так само низьку, як Місяць, альбедо якого дорівнює 0,07, то й тоді він мав би виглядати вдвічі яскравішим, ніж спостерігається насправді. В результаті ми змушені зробити малоймовірний висновок про те, що поверхня у Плутона досить гладка, але її відбивна здатність дорівнює лише 3 – 4%.
Оскільки температура Плутона, очевидно, нижче 220°З тобто. лише на якихось 50-600 вище температури абсолютного нуля, то на його поверхні більшість звичайних газів мали перейти в рідкий стан або замерзнути.
Можна, звичайно, уявити собі, що Плутон покритий океаном з рідкого (або твердого) кисню (якби кисень не був настільки хімічно активний) або з азоту, а водень і гелій, які могли б залишитися на Плутоні газоподібними, тому, ймовірно, відсутні .
Хоча і можна уявити собі, що відбивна здатність поверхні планети завдяки наявності льоду з кристалів аміаку та інших поширених сполук буде досить високою, ми все ж таки на практиці повинні бути готові до того, що ця поверхня подібна до місячної, внаслідок випадання на неї метеоритної та кометної речовини Особливо ранніх етапах історії планети, досить нерівна. Судячи з жовтувато-білоїЗабарвлення, можна стверджувати, що поверхня Плутона покрита не надто пігментними матеріалами. Тому дуже важко погодитися з припущенням Олтера про порівняно гладку поверхню Плутона у поєднанні з рекордно низьким значенням альбедо.
Ймовірно, Плутон є безплідною холодною невеликою кулею; діаметр його трохи менше половини діаметра Землі, а альбедо порядку 0,15, тобто вдвічі більше за альбедо Місяця. Безумовно, ця планета неприйнятна для перебування на ній людини; смертельно холодна ніч триває там 76,5 години, а слідом за нею настає такий самий довгий день, але і вдень блиск Сонця буде у 1600 разів слабшим, ніж на Землі.
Висловлювалося навіть припущення, що Плутон — взагалі не справжня планета, а лише супутник, втрачений Нептуном. Однак це питання не може бути вирішене, поки ми не матимемо великих відомостей про механізм появи у планет супутників.