Не карлик, а двойная планета: что же такое Плутон? Плутон - двойная планета.

Вернемся к паре Земля-Луна и проиллюстрируем некоторые их взаимодействия нижеследующим рисунком. Для наглядности все масштабы на нем нарушены, а рассматриваемые расстояния, силы, скорости, детали и процессы многократно гипертрофированы. Однако качественная сторона явлений, суть дела от этого не страдает.

Гипотетический наблюдатель находиться на большой высоте, примерно над северным полюсом Земли* (голубой шар слева). Точка О1 - это и центр Земли, и проекция полюса (точнее, обоих полюсов) на плоскость чертежа. Желтый шар справа - Луна.

*Примечание (для любителей точности). Из-за наклона земной оси, наблюдателю лучше находиться не над самим полюсом, а в любой удаленной точке перпендикуляра, установленного с центра Земли по отношению к плоскости орбиты Луны (которая сама немного, примерно на 5 градусов, не совпадает с плоскостью земной орбиты - эклиптикой). А еще точнее, проведенного через точку ОЦМ (см. ниже), а не через сам центр Земли. Однако, ни одно из этих трех уточнений ничего не меняет в рассматриваемом механизме приловов (а только осложняет понимание вопроса). Он никак не зависит от местонахождения (или самого наличия) наблюдателя.

Оба этих космических тела совместно вращаются (с периодичностью около 29 дней) вокруг их общего центра масс ОЦМ , а он сам движется по т.н. "орбите Земли" вокруг Солнца. (Из-за большого ее радиуса условно показана отрезком прямой). Вращение и самой Земли вокруг ОЦМ с лунным (почти месячным) циклом замечать как-то не принято. Правда, к проблеме приливов это почти никакого отношения не имеет. (Но важна справедливость).

Под воздействием силы притяжения Луны земной шар (и расплавленные недра, и земная кора с океанами, и атмосфера) превращается в эллипсоид , вытянутый в направлении Луны (обозначен красным цветом, слева). Ближайшая к Луне точка земной поверхности 1 перемещается в позицию 2.

Отметим, что эта вытянутость в среднем составляет меньше одного метра. Большая разница уровня воды при морских приливах и отливах (в некоторых местах планеты - больше 10 метров) объясняется значительными океанскими массами воды, собранными с расстояний в тысячи километров на относительно небольших по площадям мелководьям.

Правое (по чертежу) возвышение уровня поверхности Земли (т. 2) вызвано непосредственно силой притяжения Луны. Противоположное, левое возвышение вызвано, возможно, спецификой сил поверхностного натяжения шарообразного расплава планеты, на который действует боковая сила. (Твердой уверенности в правильности такого объяснения у автора нет). В случае толстого слоя коры (или полностью остывшего ядра) картина была бы аналогичной уже за счет сил упругости твердых пород планеты.

Другие интерпретаторы объясняют левое возвышение разницей сил тяжести в разных местах деформированного земного шара. В направлении, перпендикулярном линии Земля-Луна, в зоне отлива, поперечник Земли меньше (из-за неизменности общего объема планеты), значит, там сила тяжести наибольшая . А поскольку в среднем по Земле она неизменная, значит, слева - несколько меньшая . Вот поэтому там и образуется левое возвышение (Может быть, верно именно это объяснение).

Так или иначе, в реальной жизни приливы и отливы на Земле чередуются через каждые 6 часов, так что уж картина эллипсоида, вытянутого в обе стороны, не подлежит никакому сомнению.

Из-за сравнительно быстрого вращения Земли вокруг своей оси (линейная скорость движения поверхности вблизи экватора равна примерно 460 м/с) накапливаемая в точке 2 вершина приливного возвышения (не важно, воды или суши!) постоянно уносится с этой скоростью на восток, в точку 3. В точке 2 поверхность вновь несколько приподнимается силой притяжения Луны, но и эта приподнятость вновь уносится в точку 3. Таким образом, реальное положение вершины приливной возвышенности, точка 3, всегда смещена в направлении вращения Земли на угол, равный примерно 2 градусам (на рисунке обозначен красной дугой идущей от т. 2 к т. 3).

Аналогичное приливное возвышение от действия силы притяжения Земли имеется и на твердой Луне. По расчетным данным точка 5 приподнята над уровнем стандартной сферы Луны (точка 4) на 13 метров. Поскольку Луна всегда повернута к земле одной стороной, то положение т. 5 неизменно и для земного наблюдателя, и для наблюдателя, находящегося на самой Луне. (То есть, это фиксированная точка на карте видимой части Луны).

Сила притяжения Луны воздействует не только на всю Землю, но и, в частности, на оба приливные возвышения на Земле. Поскольку левое находится существенно, почти на 13000 км, дальше, то главное воздействие происходит именно на правое возвышение, центр которого находится в т. 3. (Это воздействие преобладающее и решающее, поэтому дальше будем рассматривать только его). Условно оно обозначено силой F1 . Так как ее направление не совпадает с направлением на центр Земли, то оно действует на т. 3 таким образом, чтобы вернуть ее в т. 2 (или хотя бы поближе к ней).

В действительности эту работу (в буквальном смысле слова!) проделывает сила, равная F1, но противоположно ей направленная и приложенная к т. 3. Эта сила имеет вертикальную (на чертеже!) составляющую (Fт ), направленную от т.3 к т.2 .

И эта составляющая конкретно и реально тормозит вращение Земли! За счет этого продолжительность земных суток ежегодно увеличивается на 2.10^(-5) сек. Вроде бы, совсем немного. Но что будет, например, через миллион лет? Сутки увеличатся на 20 сек.

А через несколько миллиардов лет?

Открытие Плутона случилось в 1930 году. Но спустя 76 лет МАС лишил этот объект права называться планетой и перевёл его в ранг планет-карликов. Теперь считается, что Плутон, подобно Эриде, лишь один из наиболее крупных нептуноидов, населяющих пояс Койпера.

А в 1978 году был определён и главный его спутник – Харон. Открыли его при изучении фотопластинок, изображающих Плутон. На одной из пластинок у планеты появился горб, оказавшийся при рассмотрении планетой.

Первоначально Харон был наименован спутником Плутона, но теперь считается, что это двойная планета . Их общий центр тяжести расположен вне главной планеты. Это уникальный вид взаимодействия. Также необычно, что они обращены к визави всегда одной стороной.

Но на самом деле это еще не утверждено …

Двойная планета - термин в астрономии, который используется для обозначения бинарной системы, состоящей из двух астрономических объектов, каждый из которых удовлетворяет определению планеты и является достаточно массивным, чтобы оказывать гравитационный эффект, превосходящий гравитационный эффект звезды, вокруг которой они вращаются.

По состоянию на 2010 год, официально в Солнечной системе нет систем, классифицируемых как «двойная планета». Одно из неофициальных требований состоит в том, чтобы обе планеты вращались вокруг общего центра масс, именуемого также барицентром, который должен находиться над поверхностью этих планет.

Диаметр Харона – 1205 км – немногим более половины плутонианского, а массы их соотносятся как 1: 8. Это самый крупный спутник в Солнечной системе в сопоставлении со своей планетой. Расстояние между объектами очень маленькое – 19,6 тысяч км., а период обращения сателлита – около недели.

С 1985 по 1990 годы наблюдались достаточно нечастые явления: затмения. Они были попеременны: вначале одна планета затмевает другую, потом наоборот. Такие затмения имеют цикличность 124 года.

Анализ отраженного света позволяет заключить, что на поверхности Харона – слой водного льда, в отличие от метаново-азотного у Плутона. По данным обсерватории Джемини, на Хароне найдены гидрат аммиака и водяные кристаллы. Это делает вероятным существование криогейзеров.

Необычные, по сравнению с другими планетами Солнечной системы, параметры орбит планетарной пары и их скромные размеры рождают у учёных гипотезы об их происхождении. Считается, что планеты образовались в поясе Койпера, и уже оттуда были вырваны гравитацией планет-гигантов.

Другая гипотеза предполагает образование системы после столкновения уже состоявшегося Плутона с прото-Хароном. Из выброшенных обломков и образовался нынешний спутник. И теперь они вместе, Плутон и Харон - далёкая окраина Солнечной системы.

Как было упомянуто выше, система Плутон-Харон удовлетворяет определению двойной планеты. На настоящий момент это единственные тела в Солнечной системе, которые могут претендовать на такой статус.

Согласно проекту Резолюции 5 XXVI Генеральной ассамблеи МАС (2006) Харону предполагалось присвоить статус планеты. В примечаниях к проекту резолюции указывалось, что в таком случае Плутон-Харонбудет считаться двойной планетой. Основанием для этого служил тот факт, что каждый из объектов может считаться карликовой планетой, а их общий центр масс лежит в открытом пространстве. Однако на этой же ассамблее МАС ввёл определение понятий «Планета» и «Карликовая планета». Согласно введённым определениям Плутон классифицируется как карликовая планета, а Харон - его спутник, хотя в дальнейшем такое решение может быть пересмотрено

По мере того, как космический аппарат New Horizons продолжает свое путешествие к внешней границе Солнечной Системы, его цель – которая находится в поясе Койпера – становится ярче и четче. Новые снимки, сделанные благодаря камере LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), ясно показывают Плутон и самый большой из его спутников – Харон – связанными в тесном орбитальном танце. Два объекта разделяет расстояние всего чуть более 18 000 километров.

Эти снимки, на которых показано, как Харон вращается вокруг Плутона, являются рекордсменами в смысле расстояния, с которого они сделаны: в 10 раз меньшего, чем расстояние от Плутона до Земли.

Мы уже видели снимки Плутона и Харона, однако, на этой анимации можно увидеть кое-что еще.

За 5 дней LORRI сделал 12 снимков системы Плутон-Харон, за это время Харон почти полностью совершил 1 оборот вокруг Плутона. Однако, по мере того, как Харон вращается по орбите, можно наблюдать отчетливые колебания позиции Плутона. Масса Харона (примерно 12 процентов от массы Плутона) оказывает сильное гравитационное влияние на Плутон, очень отчетливо оттягивая его “от центра” . Следовательно, оба объекта вращаются вокруг воображаемой точки над поверхностью Плутона. Эта точка называется центром тяжести системы Плутон-Харон.

Сравнительные размеры транснептуновых объектов по сравнению с Землей.

Это совершенно нетипичная ситуация для планет Солнечной Системы – лишь двойные системы астероидов могут иметь барицентры (центры тяжести) вне самих объектов. В результате, многие ученые пришли к выводу, что Харон нужно признать самостоятельной планетой, или же обозначить систему «Плутон-Харон» как двойную планету.

В 2012 году была опубликована статья, в которой указывалось, что четыре других спутника Плутона на самом деле не вращаются вокруг него. Они следуют по орбите вокруг центра тяжести системы Плутон-Харон, то есть являются спутниками Плутона и Харона, а не одного Плутона!

Однако, международная организация, которая занимается классификацией небесных объектов, должна еще раз исследовать этот факт. Скорее всего, Международному Астрономическому Союзу необходимо будет провести повторное исследование системы Плутона и Харона, особенно после того, как в следующем году будут получены снимки с близкого расстояния.

• Карликовая планета Плутон названа в честь римского бога подземного мира. В римской мифологии, Плутон был сыном Сатурна, который с тремя своими братьями правил миром: Юпитер контролировал небо, Нептун был владыкой морей, а Плутон управлял преисподней.
• Атмосфера Плутона состоит из азота с некоторым количеством метана и окиси углерода.
• Плутон –это единственная из известных карликовых планет, имеющая атмосферу. Атмосфера Плутона непригодна для человеческого дыхания и имеет небольшую высоту. Когда Плутон находится в перигелии (ближе всего к солнцу), его атмосфера принимает газообразное состояние. Когда Плутон в апогелии (дальше всего от солнца), его атмосфера замерзает и выпадает в осадок на поверхность планеты.
• Для того чтобы сделать полный оборот вокруг солнца Плутону требуется 248 земных лет. Это самый длительный период обращения вокруг центра нашей системы из всех планет. Самой быстрой из планет в этом отношении является Меркурий, которому для полного оборота вокруг солнца требуется 88 земных дней.
• Чтобы обернуться один раз вокруг собственной оси, Плутону требуется 6 дней, 9 часов и 17 минут, что делает ее второй по медленности вращения планетой солнечной системы. Медленнее всего вокруг своей оси вращается только Венера – за 243 земных дня. Юпитер, хотя он и самый большой из планет, вращается со скоростью один оборот менее, чем за 10 земных часов.
• Плутон вращается в направлении противоположном вращению Земли. Это означает, что солнце там встает на западе, а закатывается на востоке. Только Венера, Уран и Плутон совершают вращение противоположное земному.
• Так как спутник Плутона Харон только немного меньше по размерам самой планеты, астрономы называют их вместе двойной планетой.
• Солнечный свет достигает Плутона за пять часов, а чтобы достичь поверхности Земли солнечному лучу требуется всего восемь минут.
• В астрологии Плутон ассоциируется и с началом (возрождением) и с разрушением (смертью).
• Когда Плутон входил в разряд планет солнечной системы (сейчас его относят к малым планетам), он считался самой холодной из них. Его температура находится в пределах от -240° до -218° C. средняя температура здесь -229° C. Самая низкая температура, зарегистрированная на Земле, была зафиксирована в Антарктиде и равнялась -89.2° C, а больше всего наша планета раскалилась (до 70.7°) в иранской пустыне Лут.
• Человек, весящий на Земле 45 кг, на Плутоне будет весить около 2кг 750г.
• На Плутоне так темно, что человек имел бы возможность любоваться звездами с его поверхности целый день.
• Попытаться увидеть Плутон с Земли – это то же самое, что стараться разглядеть грецкий орех с расстояния 50 километров.
• Так как спутник Харон и сам Плутон вращаются взаимно вокруг друг друга, с поверхности Плутона Харон кажется застывшим в небе неподвижно. Кроме того, одни и те же стороны Плутона и Харона постоянно направлены друг к другу.
• У Плутона обнаружено четыре спутника: Харон (назван в честь паромщика ада), Никс (в честь греческой богини ночи и тьмы), Гидра (по имени девятиглавой змеи, охраняющей ад) и пока еще безымянного спутника S/2011 P 1, который был открыт совсем недавно (в 2011 году).
• Еще ни один искусственный летающий объект, запущенный с Земли, не посещал Плутон. Тем не менее, межпланетная станция New Horizons, запущенная в 2006 году, должна пролететь рядом с Плутоном в 2015 году.
• В течение 76 лет Плутон считался планетой. Тем не менее, когда астрономы обнаружили, что это один из многих больших объектов в пределах пояса Кюйпера, Плутон с 2006 года называется «карликовой планетой».
• Плутон является второй по величине карликовой планетой солнечной системы. Больше него только Эрис, который на 27% больше чем Плутон.
• Плутон меньше, чем Меркурий и семь других спутников разных планет, включая Ганимед, Титан, Каллисто, Ио, Тритон и нашу Луну.
• Когда в 1930 году Плутон был открыт, многие люди предлагали различные названия для него. Варианты были такие: Хронус, Персефона, Эребус, Атлас и Прометей. Одиннадцатилетняя Венеция Берни предложила название Плутон. Она считала, что это будет хорошим названием, так как планета была такой темной и находилась так далеко, как и бог преисподней. 1 мая 1930 года название планете было присвоено официально, и девочка получила вознаграждение в размере пяти фунтов стерлингов.
• Многие ученые считают, что если бы Плутон был ближе к солнцу, его бы классифицировали как планету.
• Сейчас официальным названием Плутона является «астероид номер 134340». Он был так назван после исключения из планет солнечной системы и перевод в ранг «планет-карликов». (Планеты- карлики в астрономических каталогах обозначаются как астероиды).
• В то время как Плутон «понижен» в ранге до карликовой планеты, многие ученые пытаются причислить его и несколько других его собратьев к разряду планет снова, так как они имеют свою атмосферу, времена года, полярные шапки и собственные спутники.
• Солнечный свет на Плутоне в 2 тысячи раз тусклее, чем на Земле, и с его поверхности солнце покажется только как небольшая точка на небе.
• Официальным символом Плутона являются переплетающиеся буквы « P»и « L», которые не только символизируют название, но и являются инициалами Персиваля Лоуэлла, американского астронома, который инициировал поиски планеты, которая должна была располагаться дальше Нептуна, что и привело к открытию Нептуна. Одна из обсерваторий в американском штате Аризона названа именем Лоуэлла.
• На Плутоне солнце всходит и заходит примерно раз в неделю.