Плутон

Плутон — самая известная из карликовых планет, и на протяжении большей части XX века его считали девятой планетой. Клайд Томбо обнаружил его в 1930 году в обсерватории Лоуэлла в Аризоне, терпеливо сравнивая фотопластинки, пока не заметил, что одна тусклая точка света сместилась относительно неподвижных звёзд. Он носил статус планеты на протяжении 76 лет, прежде чем Международный астрономический союз переклассифицировал его в карликовую планету в 2006 году — понижение статуса, вызванное открытием похожих и даже более массивных миров дальше в том же регионе космоса.

Маленький, холодный и невообразимо далёкий — обращающийся примерно в 39 раз дальше от Солнца, чем Земля, — Плутон оставался немногим более чем размытым пятном вплоть до 2015 года, когда зонд NASA «Новые горизонты» пронёсся мимо и показал поразительно сложный мир азотных ледников, гор из водяного льда и туманного голубого неба.

Мир на краю

Плутон крошечный — около 2377 км в поперечнике, примерно две трети ширины земной Луны, — и несёт всего около 0,2% массы Земли. Он обращается глубоко в поясе Койпера, кольце ледяных тел за орбитой Нептуна, на среднем расстоянии 39,5 а.е. Один оборот вокруг Солнца занимает около 248 земных лет, так что Плутон не завершил даже половины оборота с момента, когда его обнаружил Томбо.

Его траектория далека от аккуратной почти окружности, которую вычерчивает классическая планета. Орбита Плутона одновременно эксцентрична и круто наклонена — более чем на 17° к плоскости, в которой лежат орбиты остальных планет. Этот эллипс настолько вытянут, что Плутон порой подходит к Солнцу ближе, чем Нептун, — как это было между 1979 и 1999 годами. Два тела никогда не сталкиваются, потому что Плутон захвачен в орбитальный резонанс 3:2 с Нептуном: он совершает ровно два оборота вокруг Солнца на каждые три оборота Нептуна — гравитационный ритм, постоянно удерживающий их вне пути друг друга.

Сердце, равнины и горы

Определяющий образ пролёта 2015 года — обширная, бледная область в форме сердца, ныне названная область Томбо в честь первооткрывателя Плутона. Её западная доля, равнина Спутника, — бассейн шириной около 1000 км, заполненный замёрзшим азотом, крупнейший из известных ледников в Солнечной системе. Его поверхность разбита на многоугольные ячейки шириной в десятки километров — вершины медленно перемешивающихся конвективных потоков, обновляющих равнину подобно космической лава-лампе. Эта равнина практически лишена кратеров, а значит, геологически молода — возможно, ей менее 100 миллионов лет, — что стало настоящим потрясением для мира, который прежде считали замёрзшей реликвией.

Кайму азотного льда обрамляют настоящие горные хребты. Горы Тэнцинг (первоначально Норгей) и горы Хиллари — названные в честь первых покорителей Эвереста — поднимаются на высоту от 3 до 6 км. При температуре поверхности Плутона, около −230 °C, обычный водяной лёд твёрд, как камень, и эти пики вырезаны именно из такого замёрзшего водного «фундамента», плавающего и толкающегося о более мягкий азотный лёд, подобно айсбергам в море.

Тонкая, голубая, дышащая атмосфера

Плутон удерживает разрежённую атмосферу из азота с примесью метана и угарного газа — тех же веществ, что покрывают его поверхность. По мере приближения Плутона к Солнцу поверхностный лёд сублимируется, и атмосфера утолщается; по мере же его удаления в глубокий холод значительная часть этого газа вновь вымерзает на поверхность. «Новые горизонты» зафиксировали, как солнечный свет проходит сквозь этот воздух, обнаружив около 20 слоёв дымки, уложенных друг на друга и поднимающихся более чем на 200 км, и придающих Плутону неожиданно голубое сумеречное небо — оттенок, порождённый рассеянием солнечного света на мельчайших частицах дымки.

Плутон и Харон: двойной мир

Крупнейший спутник Плутона, Харон, был открыт в 1978 году и примечателен своим размером: при диаметре около 1212 км он составляет примерно половину диаметра Плутона — крупнейшее отношение размера спутника к размеру планеты-хозяина во всей Солнечной системе. Он настолько массивен, что общий центр тяжести пары, барицентр, расположен в пустом пространстве над поверхностью Плутона, а не внутри самой карликовой планеты. Поэтому оба тела кружатся вокруг этой внешней точки, подобно вращающейся гантели, — именно поэтому Плутон и Харон часто называют двойной, или бинарной, системой.

Они также взаимно приливно захвачены — каждый навсегда обращён к другому одной и той же стороной, так что с ближней стороны Плутона Харон неподвижно висит в небе, никогда не восходя и не заходя. Семью дополняют четыре гораздо более мелких спутника: Никта и Гидра, обнаруженные в 2005 году, и крошечные Кербер и Стикс, открытые космическим телескопом «Хаббл» в 2011 и 2012 годах. Все пять, вероятно, сконденсировались из обломков, выброшенных древним столкновением Плутона с другим объектом пояса Койпера.

Пролёт «Новых горизонтов»

Ни один космический аппарат никогда не посещал Плутон вплоть до «Новых горизонтов», которые стартовали в январе 2006 года — за несколько месяцев до переклассификации Плутона — и преодолели более 5 миллиардов километров космического пространства, чтобы его достичь. 14 июля 2015 года зонд размером с рояль прошёл на расстоянии около 12 500 км от Плутона — примерно в 7800 км над поверхностью — со скоростью почти 50 000 км/ч, слишком быстро, чтобы выйти на орбиту, но достаточно близко, чтобы детально картировать полушарие сближения. Поскольку радиосигналам требовалось более четырёх часов, чтобы доползти обратно до Земли, команде миссии оставалось лишь наблюдать и ждать, пока данные постепенно поступали в течение последующих месяцев, полностью переписывая представления о том, каким может быть маленький ледяной мир. С тех пор «Новые горизонты» продвинулись глубже в пояс Койпера, пролетев в 2019 году мимо контактно-двойного объекта Аррокот.

Как найти Плутон

Плутон далеко за пределами досягаемости невооружённого глаза или бинокля — при звёздной величине около 14 он примерно в тысячу раз тусклее самых слабых звёзд, видимых человеку без оптики. Его наблюдение — настоящий вызов, доступный лишь более крупным любительским телескопам, как правило, с апертурой от 8 дюймов, под тёмным небом. Даже тогда Плутон не показывает диска, лишь тусклую звездоподобную точку; единственный способ убедиться, что вы его нашли, — зарисовать или сфотографировать один и тот же участок неба в течение нескольких ночей и проследить, как именно эта точка смещается на фоне остальных звёзд. Для большинства наблюдателей более доступный путь — собственная 3D-модель Temposia, позволяющая совершить тур по равнине Спутника и облететь пару Плутон–Харон вблизи.