Странная парочка: Плутон–Харон

В 1978 году астроном Джеймс Кристи с помощью полутораметрового рефлектора зафиксировал наличие у Плутона спутника, который был назван Хароном. Такое имя в греческой мифологии носил перевозчик душ умерших через подземную реку Стикс в царство мертвых – Аид.

А ведь отнесись ученые внимательнее к более ранним фотографиям Плутона, они скорее всего обратили бы внимание на то, что планета на этих снимках похожа на слегка вытянутое пятнышко, в разное время ориентированное по‑разному.

Как Луна к Земле, так и Харон все время повернут к своему «хозяину» – Плутону одной стороной. Более того, Плутон тоже всегда обращен к спутнику одним и тем же полушарием. Это очень редкое «взаимопонимание» двух небесных тел связано с тем, что их периоды обращения вокруг своих осей и их орбитальные периоды совпадают. И равны они 6,4 суток.

Когда ученые рассчитали расстояние между Плутоном и Хароном, то оно оказалось даже по земным меркам совсем незначительным – всего 18–20 тысяч километров. В космических же масштабах – это почти ничто. Скорее всего именно по этой причине планетологи столь долгое время и не могли увидеть спутника Плутона.

Когда же астрономы определили точный вес Плутона и Харона, то были поражены. Оказалось, что Плутон (а не Земля, как думали раньше) имеет самый массивный спутник в относительном весе в Солнечной системе. Вес Харона составляет 1/8–1/10 массы Плутона. Что же касается диаметров, то у Плутона он равен 2324 километрам, а у Харона – 1212 километрам.

Вероятнее всего, все три спутника Плутона появились в одно и то же время в результате его столкновения с гигантским астероидом или метеоритом

Таким образом, пара Плутон–Харон является для Солнечной системы уникальным явлением. Ведь диаметр Харона – это около половины поперечника планеты, вокруг которой он обращается. В то же время у всех остальных спутников это соотношение составляет всего несколько процентов.

Что же касается происхождения Харона, то на этот счет у астрономов есть несколько гипотез.

Согласно одной из них спутник Плутона появился в результате столкновения некоего гигантского небесного тела с Плутоном, в результате чего планета потеряла часть своего объема, а из мусора, выброшенного в космическое пространство, и сформировался Харон.

Американский ученый Канап построил компьютерную модель, где показал, что такой сценарий вполне вероятен. Расчеты показали, что объект размером от 1,6 до 2 тысяч километров, летящий со скоростью один километр в секунду, при столкновении с Плутоном вполне мог породить его луну – Харон.

Впрочем, у этой версии сторонников немного. Большинство исследователей считают, что раньше Плутон и Харон являлись разными космическими телами, между которыми во время перехода на другую орбиту произошло столкновение, и они притянулись друг к другу. И хотя взрыв при этом был огромной силы, два тела не разрушились.

А вот тот факт, что центры тяжести Плутона и Харона лежат за пределами этих объектов, дал повод для появления еще одной версии на эту тему. У астрономов возникло предположение, что Плутон и Харон – одно тело, и их следует рассматривать как двойную планету…

В 2005 году телескоп «Хаббл» зафиксировал в системе Плутона два космических тела. Их назвали объектами S/2005 P1 и S/2005 P2; впоследствии им присвоили личные имена, назвав соответственно Гидра и Никта. Теперь эти космические объекты считаются миниатюрными спутниками Плутона.

А они и впрямь настоящие крошки. Так, их диаметры оцениваются соответственно в 125 и 140 километров. Но даже в этом случае не исключается, что каждый из них еще в два раза меньше.

Радиус орбиты Гидры – 49 тысяч километров. Никта же перемещается по орбите радиусом 65 тысяч километров.

Ученые также установили, что все три спутника – Харон, Гидра и Никта – вращаются по круговым орбитам в одной плоскости. При этом, пока Харон совершает один оборот, Гидра успевает сделать два витка, а Никта – ровно три. Наличие же общей орбитальной плоскости говорит о том, что все три спутника появились в одно и то же время в результате столкновения Плутона с гигантским астероидом или метеоритом.

В связи с открытием этих двух крошечных спутников ученые предполагают, что в одной с ними плоскости находится кольцо из мелких обломков, оставшихся после древней катастрофы.

В то же время сам Плутон ни на один из своих спутников не похож, отличаясь от них характерным красноватым оттенком, который, очевидно, обусловлен наличием на его поверхности метанового льда.

Уран. Катящаяся планета

Уже древние исследователи неба даже без помощи приборов могли видеть на небосводе 5 планет: Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. Большего же невооруженный глаз рассмотреть не мог. Поэтому лишь изобретение телескопа позволило пытливым умам человечества не только подробнее изучить известную с давних пор пятерку планет, но и обнаружить еще три новые: Уран, Нептун и Плутон. И первым из этой триады астрономы обнаружили Уран.

Телескоп Гершеля, с помощью которого был открыт Уран

Кстати, сама история открытия Урана весьма любопытна. Дело в том, что обнаружил планету не ученый‑астроном, а 42‑летний профессиональный музыкант и композитор Вильям Гершель. Впрочем, хотя Гершель и уделял немало внимания своим музыкальным делам – играл в местном оркестре на скрипке и гобое, давал уроки музыки, сочинял, – тем не менее главным его увлечением была астрономия.

Как только у него появлялось свободное время, он шлифовал металлические стекла для телескопов, сам их строил, а затем по ночам вглядывался сквозь окуляр в бескрайние просторы Вселенной.

Когда наблюдение неба переросло в настоящую страсть, музыкант изготовил телескоп, установил его в беседке собственного сада и приступил к постоянным наблюдениям за ночным небом. Причем делал он это отнюдь не из праздного любопытства. Он решил создать атлас звездного неба Северного полушария…

Это случилось 13 марта 1781 года. Гершель в этот день изучал звездную россыпь в созвездии Тельца. Неожиданно вместо яркой точки он увидел небольшой диск. По этому поводу в дневник наблюдений он занес следующую запись: «необычного вида – либо звезда, окруженная туманностью, либо комета».

И хотя у Гершеля был выбор, он все же посчитал, что увидел комету. Об этом событии он вскоре сообщил в Королевское общество. Это открытие принесло астроному небывалую известность. В том же году его приняли в члены Лондонского Королевского общества, а также ему была присвоена степень доктора Оксфордского университета.

Но не прошло и двух месяцев, как российский ученый, академик Андрей Лексель в выводы Гершеля внес корректировку. Рассчитав параметры орбиты этой «кометы», он пришел к выводу, что она передвигается вокруг Солнца по кругу. А по такой траектории перемещаются только планеты. Кометы же движутся по сильно вытянутым параболам. Это значило, что Гершель открыл новую, доселе неизвестную седьмую планету, тем самым расширив горизонты Солнечной системы почти в два раза.

Вновь открытой планете Гершель присвоил имя короля Англии Георга III, который в ту пору правил страной. Однако это название признания не получило. А вот название Уран, которое предложил немецкий астроном Иоганн Боде, прижилось. Почему – сказать трудно. Но скорее всего это связано с тем, что новое название хорошо влилось в уже существующий пантеон римских богов в названиях планет внешней части Солнечной системы.

Открытие Урана не только принесло Гершелю научные лавры, но и оказало значительное влияние на его дальнейшую судьбу. Сначала король Георг III присвоил астроному титул сэра. А в 1782 году предложил ему должность Королевского астронома, а его сестра Каролина была определена в помощники Королевского астронома. Кроме того, им было назначено пожизненное жалованье, соответственно, в 200 и 50 фунтов стерлингов в год…

Дальнейшее изучение Урана позволило выяснить у этой планеты немало любопытных особенностей. Одной из них является весьма странное направление оси вращения Урана. Оказывается, она имеет наклон 98°. А это значит, что ось вращения планеты фактически находится в плоскости его орбиты. Поэтому и движение Урана вокруг Солнца имеет довольно оригинальный характер: планета, подобно знаменитому сказочному Колобку, катится вдоль своей орбиты, переворачиваясь с боку на бок.

Этот феномен Урана, связанный с его движением и вращением, совсем не вписывается в общую структуру возникновения планет из пылевого облака, все области которого в соответствии с существующими представлениями вращались вокруг Солнца в одном направлении.

Эту загадку астрономы пытаются разрешить с помощью гипотезы, согласно которой планета Уран, будучи уже вполне сформированной, столкнулась с каким‑то массивным небесным телом. Произошла глобальная катастрофа, в результате которой ось вращения Урана значительно отклонилась от первоначального направления, но отклонение было столь большим, что она так и не вернулась в прежнее состояние.

Загадкой для ученых остается и внутреннее строение Урана. По этому поводу выдвинуто две альтернативные гипотезы. Сторонники первой из них считают, что в самом центре планеты находится каменное ядро, состоящее в основном из окислов кремния. Ядро это огромное: его диаметр в 1,5 раза больше диаметра Земли. Окутано ядро оболочкой из смеси водного льда и каменных пород. Потом простирается слой жидкого водорода, а затем – очень мощная атмосфера.

А вот согласно другой гипотезе, каменное ядро у Урана и вовсе отсутствует. И походит он на огромный шар из снеговой «каши», состоящей из смеси жидкости и льда, вокруг которой находится газовая оболочка.

Date: 2015-11-15; view: 442; Нарушение авторских прав