Почему Плутон больше не является планетой

 

 

Плутон является самым противоречивым космическим объектом последнего столетия. Споры о его статусе привели к пересмотру термина «планета». Изучение Плутона — это целая череда открытий и ошибок. Началось все с последнего. В 1845–1846 годах французский астроном Урбен Леверье математически предсказал существование тогда еще не открытого Нептуна. Он основывался на расхождениях между орбитой Урана, составленной по ньютоновской формуле, и его реальным движением. Благодаря точным расчетам Леверье, восьмую планету удалось найти на звездном небе. Однако из-за неверных вычислений и отсутствия достоверных данных о массах Урана и Нептуна ученые решили, что на эти планеты влияет еще одно крупное небесное тело на границе Солнечной системы.

 

Найти это небесное тело попытался американец Персиваль Лоуэлл. В конце XIX века он совместно с профессором Гарварда Уильямом Пикерингом загорелся идеей обнаружить жизнь на Марсе, для чего в 1894 году основал обсерваторию в Аризоне. Немного позднее Лоуэлл инициировал поиск девятой планеты Солнечной системы, которую он назвал «Планета X». Масса этого объекта тогда оценивалась почти в семь земных — всего в несколько раз меньше Урана или Нептуна.

 

Однако Лоуэлл не успел открыть новую планету. Хотя, как выяснилось потом, обсерватория получила слабые изображения Плутона ещё в 1915-м — только этого никто не понял. Совершить открытие не смог и коллега Лоуэлла Уильям Пикеринг. Он тоже сумел сфотографировать Плутон, но не различил планету на изображениях из-за пузырька воздуха в фотоэмульсии. Поэтому лавры первооткрывателя достались молодому астроному и лаборанту обсерватории Лоуэлла Клайду Томбо.

 

Первой (но не единственной), кто предложил назвать новое небесное тело Плутоном, стала 11-летняя школьница из британского Оксфорда Венеция Берни. Ее дед Фэлконер Мейдан, работавший в Бодлианской библиотеке Оксфордского университета, за завтраком прочитал об открытии девятой планеты и рассказал об этом внучке. В статье говорилось, что у космического объекта ещё нет названия, и Венеция, увлекавшаяся античными мифами, предложила дать ему имя римского бога подземного царства. Мейдан оказался настолько впечатлён этой идеей, что тут же отправился к другу и коллеге, известному профессору астрономии Герберту Тёрнеру. А тот, в свою очередь, телеграфировал предложение Венеции в США.

 

Хотя право на название было у обсерватории Лоуэлла, сотрудники единогласно приняли именно этот вариант и 1 мая объявили о том, что девятая планета будет носить имя Плутон. Казалось, что красивая история с поиском небесного тела, предсказанного востоковедом и предпринимателем из Бостона, подошла к концу. Но очень быстро стало понятно, что Плутон — это вовсе не Планета X.

 

Настоящие размеры Плутона начали вызывать вопросы сразу после открытия. Он был слишком мал для планеты, которую предсказывал Лоуэлл. Тогда про наличие спутников у Плутона еще не знали, поэтому ученые решили вычислить массу, основываясь на предполагаемых изменениях в орбитах Урана и Нептуна, а также яркости и возможной плотности девятой планеты.

 

Результаты оказались неутешительными для поклонников Планеты X. Профессор Йельского университета Эрнест Браун заявил о том, что Плутон имеет всего одну земную массу. Английский астроном Эндрю Клод де ля Шеруа Кроммелин и вовсе предположил, что масса девятой планеты составляет 0,11 земной. Это ставило под сомнение теорию о влиянии Плутона на орбиты Нептуна и Урана. Тогда же Браун пришел к выводу, что само открытие Плутона — это чудесная случайность, произошедшая благодаря куче заблуждений и ошибочных предпосылок.

 

Со временем размеры девятой планеты продолжали уменьшаться. По оценкам Эрнеста Бауэра из Ликской обсерватории, Плутон имел не больше 0,7 земной массы, но скорее тяготел к 0,1. Правда, к 1934 году Бауэр пересмотрел массу в еще меньшую сторону, до 0,06–0,09 земной.

 

Однако, идея о влиянии Плутона на орбиты соседних планет оказалась довольно живучей. Вплоть до 50-х годов многие ученые считали, что параметры Плутона ближе к земным. Нидерландский и американский астроном Джерард Койпер в 1950 году измерил угловой диаметр Плутона и вычислил, что его масса почти наверняка составляет не более 0,1 земной.

 

Иэн Холидей из Доминьонской обсерватории в Оттаве в 1963 году предложил проверить массу девятой планеты с помощью другого метода. Если бы расчеты Койпера оказались верны, в апреле 1965 года Плутон должен был закрыть звезду 15-й видимой величины (объект такого размера невозможно увидеть невооружённым глазом). Но этого не произошло. Как понятно теперь, Койпер принял за границы Плутона оптическое искажение, так называемое пятно рассеяния, и после опыта Холидея «уменьшил» Плутон до 0,03 земной массы. Впрочем, даже это не было конечной точкой.

 

В 1978 году история Плутона как крупной планеты закончилась почти там же, где и началась. На станции Флагстафф Военно-морской обсерватории США, исследователь Джеймс Кристи обнаружил спутник Плутона, который затем назовут Хароном. Это позволило с большой точностью оценить массу девятой планеты. Совместно с коллегой Робертом Харрингтоном Кристи сделал вывод, что она составляет 0,0017 массы Земли.

 

Открытие спутника помогло не только вычислить массу самого Плутона, но и узнать больше об особенностях планеты. Выяснилось, что масса Харона составляет около 1/10 от «веса» Плутона. Это достаточно большое значение, например, масса Луны — 1/81 от земной. Позднее обнаружилось, что планета и ее спутник вращаются вокруг общего барицентра, то есть центр масс обоих тел находится за пределами Плутона. Некоторые ученые предположили, что эта пара является первой в Солнечной системе двойной планетой. Забегая вперед, в XXI веке ученые нашли еще четыре спутника: Стикс, Никта, Кербер, Гидра.

 

В глазах астрономов Плутон становился все более экзотичным. А идея о планете в итоге была полностью разрушена. В 1989 году американский автоматический межпланетный аппарат Voyager 2 прошёл около Нептуна и смог измерить его массу — она оказалась на полпроцента меньше, чем предполагалось. В 1993 году американский астроном Майлс Стэндиш — младший использовал эти данные для перевычисления гравитационного воздействия Нептуна на Уран. И выяснилось, что никаких несоответствий в орбите седьмой планеты Солнечной системы никогда не было, а гипотезы о влиянии Планеты X на Уран и Нептун были ошибочными.

 

Но Плутон продолжал вызывать вопросы. Девятой планетой заинтересовался американский исследователь Алан Стер. Исследователям под руководством Стерна предстояло не только разработать аппарат, который должен был долететь до края Солнечной системы, но и убедить менеджеров NASA в необходимости финансирования проекта. Что из этого оказалось сложнее, трудно сказать, но, чтобы запустить АМС New Horizons («Новые горизонты»), потребовалось 18 лет.

 

Команде Стерна пришлось начать работу, рассчитывая на скромное финансирование — $400 млн. С учётом инфляции это в пять раз меньше стоимости Voyager, запущенного в 1977 году. Правда, позднее бюджет программы все-таки вырос до около $700 млн. Но даже несмотря на это, ученым пришлось экономить. Для этого они снизили телекоммуникационные возможности New Horizons: во время пролёта Плутона зонд должен был передавать информацию в десять раз медленнее, чем Voyager. Основу полезной нагрузки аппарата составил набор камер и спектрографов. Они должны были сделать фотографии девятой планеты и ее спутников с достаточно высокой детализацией, а также собрать данные о составе поверхности и атмосферы Плутона.

 

Зонд New Horizons был запущен с мыса Канаверал 19 января 2006 года. А спустя всего несколько месяцев случился важный момент для всей истории изучения космоса. 24 августа на XXVI ассамблее Международного астрономического союза Плутон потерял статус планеты.

 

Это решение никак не повлияло на миссию New Horizons — аппарат уверенно направлялся к Плутону. 15 января 2015 года New Horizons вышел из спящего режима, а уже через месяц начал выполнять первые исследования. Аппарат постепенно приближался к Плутону, делая снимки планеты и его спутников. 14 июля он достиг максимальной точки сближения. В этот день в ЦУП собрались практически все участники миссии, десятки журналистов, а также родственники Клайда Томбо. В тот миг, когда аппарат «пролетал» рядом с Плутоном, Алан Стерн поднял копию той самой марки, ставшей символом миссии. На ней были зачеркнуты слова «пока не». Плутон … изучен.

 

С чего же началась история «разжалования» Плутона? В какой-то момент стало ясно, что это не единственный транснептуновый объект. Ещё в 1930 году, почти сразу же после открытия Плутона, исследователь из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Фредерик Леонард в «Записках Тихоокеанского астрономического общества» предположил: «Не может ли получиться так, что Плутон — лишь первый из множества других объектов за орбитой Нептуна, все еще ожидающих своего открытия, но которые в конечном итоге тоже будут найдены?»

 

Об этом же, заявил в 1943 году ирландский астроном Кеннет Эджворт. Он утверждал, что вещество туманности, из которого формировалась Солнечная система, за орбитой Нептуна было слишком рассеяно, чтобы превратиться в крупные планеты. А значит, эта область должна быть занята огромным количеством относительно небольших тел. Но его идея прошла незамеченной, тогда как более популярной стала аналогичная, независимо выдвинутая гипотеза Джерарда Койпера. В частности, его тезис в качестве фундамента для своей научной работы использовал уругвайский исследователь Хулио Анхель Фернандес, который математически доказал существование «пояса комет за пределами Нептуна», на расстоянии примерно 50 астрономических единиц.

 

Последующие компьютерные модели подтвердили теорию уругвайца, а в августе 1992 года американские астрономы Дэвид Джуитт и Джейн Лу обнаружили первое космическое тело за Плутоном. Это дало старт новым открытиям в области, которую стали называть поясом Койпера. Правда, позднее выяснилось, что сам Койпер в работе 1951 года имел в виду совсем другое. Он считал, что скопление небольших тел за орбитой Плутона находится гораздо дальше — более чем в 50 а.е. от Солнца. Более того, эти объекты должны были рассеяться миллионы лет назад. Получается, что Койпер не верил в пояс Койпера. По этой причине многие астрономы, стремясь исправить историческую несправедливость, начали называть этот участок поясом Эджворта — Койпера.

 

До середины нулевых девятая планета «держала оборону», оставаясь самым крупным объектом пояса Койпера. Однако в январе 2005 года группа американских астрономов — Майкл Браун, Дэвид Рабиновиц и Чедвик Трухильо — нашла объект, который оказался сопоставим с Плутоном. После продолжительных дискуссий найденное тело получило имя Эрида — в честь древнегреческой богини хаоса и вражды. Название оказалось символичным — именно этот объект стал яблоком раздора на столе астрономического сообщества. В результате 24 августа 2006 года на XXVI ассамблее Международного астрономического союза было принято решение относительно того, что считать планетой.

 

Критериев для космического объекта было три:

• он должен обращаться по орбите вокруг Солнца и быть спутником нашей звезды, а не одной из планет;
• он должен быть достаточно массивным, чтобы принять форму, близкую к сферической, под действием своей гравитации;
• он должен расчистить свою орбиту от космического «мусора» и других тел сравнимого размера.

 

На основании третьего пункта Плутон и потерял статус полноценной планеты Солнечной системы. Во время того же заседания МАС определил его вместе с Эридой и Церерой в новую категорию — карликовые планеты. Позже к этой группе отнесли еще два транснептуновых объекта — Хаумеа и Макемаке. Однако деклассирование Плутона не решило проблему. Наоборот, это внесло еще больший раскол, причем не только в профессиональном сообществе, но и среди любителей астрономии по всему миру. Особенно болезненно это восприняли в США. Так, например, в штатах Иллинойс и Нью-Мексико, где родился и жил Клайд Томбо, на законодательном уровне постановили считать Плутон полноценной планетой. Не принял решение МАС и руководитель экспедиции New Horizons Алан Стерн.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ: