Лев
я могу Анализировать
Только вперед!
Лев Каменцев
Все записи
текст

Двойственный союз

"ММ" №3/102 2014, с. 98
Вскоре после открытия Урана и Нептуна учеными неоднократно поднимался вопрос о возможности обнаружения других, более удаленных от Солнца объектов. Уже в конце XIX века были организованы регулярные наблюдения занептуновых областей – к сожалению, не давшие результата. Лишь в 1930 году молодой американский исследователь Клод Тамбо открыл объект, вполне подходящий «на должность» девятой планеты. Однако даже первичный анализ показал: обнаруженное космическое тело представляет собой совсем не то, что ожидали увидеть исследователи.


Орбита Плутона не имела ничего общего с их теоретическими построениями – она была достаточно сильно вытянута и проходила гораздо ближе к Солнцу, чем предполагалось. Этим особенности новой планеты не исчерпывались: оказалось, что Плутон обладает самым большим среди планет-гигантов наклоном к плоскости эклиптики. Позднее в результате анализа выяснилось, что планета вполне могла быть обнаружена и в начале 1920-х годов, если бы при проверке на полученных в обсерватории Маунт Вильсон (Mount Wilson) фотопластинках просматривали небо не только на расстоянии 2o выше и ниже плоскости эклиптики, но и на более значительных удалениях от нее. Кроме того, стало ясно, что Плутон резко выделяется среди других планет-гигантов небольшими размерами и плотностью, более чем вдвое превосходящей плотность воды. После более подробных расчетов выяснилось, что в данную эпоху Плутон проходит самый ближний к Солнцу участок своей орбиты. Более того, с 1979 по 1999 год Плутон находился ближе к Солнцу, чем Нептун. Постепенно его «досье» пополнялось новыми интересными фактами, хотя из-за предельной удаленности от Солнца наблюдения за ним были весьма немногочисленны. Кроме того, из-за неясности в составе поверхности и отсутствия видимых спутников невозможно было сразу определить размеры планеты, а ввиду неразличимости деталей не получалось оценить и период вращения вокруг собственной оси.


Обнаружить спутник планеты удалось Джеймсу Уолтеру Кристи (James Walter Christie) из Морской обсерватории в Вашингтоне в июне 1978 года: на одной из фотопластинок изображение Плутона было вытянуто, словно на его поверхности выросла гора, примерно равная по высоте радиусу планеты. Почти сразу вычислили период обращения спутника: он в точности был равен периоду обращения Плутона вокруг собственной оси – следовательно, спутник постоянно «висел» над одним и тем же полушарием планеты. Попутно, как это часто бывает, выяснилось, что и на некоторых более ранних снимках Плутона имелся слабый выступ, который тогда никто не разглядел. Первооткрыватель спутника предложил назвать его Харон в честь персонажа древнегреческой мифологии, который переправлял души умерших в царство Плутона.
Открытие предоставило возможность уточнить размеры планеты: выяснилось, что ее диаметр составляет примерно 2250–2300 км, а диаметр Харона – порядка 1200 км. Что касается плотности, то это значение в ряде случаев определяется как совместное для обоих небесных тел и немного превышает 2 г/см2.

***
Вероятно, в начальные этапы развития Солнечной системы расстояние между Плутоном и Хароном было еще меньше, чем сегодня. Расстояние росло – и замедлялась скорость вращения Плутона вокруг собственной оси, увеличивалась продолжительность его суток. Аналогичный процесс происходит между Землей и Луной, но они дальше друг от друга, а разница их масс куда больше, поэтому за всю историю Земли продолжительность суток возросла всего в несколько раз: с 5–8 часов до 24. Нынешние темпы «удлинения» земных суток составляют тысячные доли секунды за 100 лет, поэтому Луна, испытывающая приливное воздействие, медленно, со скоростью сантиметры в год, удаляется от нас. Теоретически через несколько десятков миллиардов лет продолжительность земных суток должна возрасти до нынешних полутора месяцев. При этом, соответственно, повторится сегодняшняя ситуация в паре Плутон-Харон, и Луна «зависнет» над одной точкой Земли. Впрочем, Солнечная система прекратит свое существование гораздо раньше, и наши далекие потомки такой картины не увидят.


Первое, что обращает на себя внимание, – это уникально близкое расстояние между компонентами системы: ее радиус равен всего 19 640 км. А все три орбитальных периода (периоды обращения Плутона и Харона вокруг собственной оси и период обращения Харона вокруг Плутона) составляют одну и ту же величину в 6,38 земных суток – не менее уникальное для Солнечной системы равенство.
Центр тяжести этого «дуэта» находится вне Плутона, поэтому некоторыми исследователями было предложено считать Плутон и Харон двойной планетой. Подобный вид взаимодействий в принципе крайне редко встречается в Солнечной системе (одним из немногих примеров можно считать астероид Патрокл). Но система Плутон-Харон уникальна еще и среди планет, испытывающих приливное воздействие. Дело в том, что Плутон и Харон всегда повернуты друг к другу одинаково: с одной стороны Плутона спутник виден как неподвижный объект, а с другой не виден вообще. К такому состоянию планеты пришли, когда у главного компонента системы период обращения вокруг собственной оси из-за тормозящего приливного воздействия спутника возрос настолько, что сравнялся с периодами вращения Харона вокруг собственной оси и его вращения вокруг Плутона.


Приливная энергия выделялась наиболее интенсивно на начальном этапе, когда Харон замедлял свое вращение вокруг оси. В это время Плутон вместе со своим спутником были, по сути, гигантской кометой, источавшей потоки газообразного вещества. Из-за крайне близкого соседства вращение Харона вокруг своей оси замедлилось, вероятно, за первые десятки миллионов лет (это очень быстро), после чего Харон повернулся к Плутону одной стороной (как сейчас в системе Земля-Луна). Мощность энергии, выделяемой при приливных процессах, резко уменьшилась.

 

Поверхность Плутона и тем более его спутника не исследована детально: существуют лишь невнятные зарисовки и скомпонованный из съемок космического телескопа «Хаббл» видеосюжет, а карты поверхности отсутствуют. Но время непосредственного изучения системы Плутона при помощи космических аппаратов уже наступило: в январе 2006 года к ней отправилась американская автоматическая станция «Новые горизонты». В феврале 2007-го она с пролетной траектории выполнила съемку Юпитера и его крупнейших спутников, а пик миссии должен прийтись на 14 июня 2015 года, когда аппарат пролетит на расстоянии всего нескольких тысяч километров от Плутона и Харона.

Именно тогда будут получены данные о геологическом строении, рельефе, возможном магнитном поле и другие важные характеристики. Можно также предположить, что в системе Плутон-Харон обнаружатся свидетельства активного вулканизма, причина которого – все та же приливная энергия. А еще есть вероятность, что на Хароне существует подледный водный или углеводородный океан, и нам остается лишь запастись терпением, чтобы стать свидетелями его обнаружения.




Ссылка на статью в онлайн версии журнала "ММ": 
http://www.21mm.ru/?mag=102#098 
Всего 0 комментариев
Комментарии
OK OK OK OK OK OK OK
Яндекс.Метрика