Хвост кометы и пики высотой с небоскреб: ученый Пермского Политеха поделился 10 удивительными фактами о Плутоне

Плутон меньше Луны в 1,5 раза

Плутон является очень небольшим космическим телом по сравнению с остальными объектами Солнечной системы. Он уступает в размерах не только любой из планет, но и даже нашему спутнику.

– Диаметр Плутона составляет около 2376 километров, что примерно в 1,5 раза короче диаметра Луны. А весит он в 6 раз меньше нее. Площадь его поверхности равна 17,6 миллионам км² – это примерно как вся территория России. При непрерывной езде со средней скоростью 90 км/ч обогнуть Плутон по экватору можно было бы примерно за трое суток. Для сравнения, экватор Земли при той же скорости потребовал бы около 19 дней, что почти в 7 раз дольше, – рассказывает эксперт в области астрономии Пермского Политеха Евгений Бурмистров.

Многие считают, что именно из-за маленьких размеров Плутон понизили до статуса карликовой планеты, однако причина кроется совсем в другом.

Не расчистил свою орбиту и перестал быть планетой

– Чтобы считаться планетой, небесное тело должно соответствовать трем строгим критериям, установленным Международным астрономическим союзом: вращаться вокруг Солнца, иметь достаточную массу, чтобы под действием собственной гравитации приобрести сферическую форму, и доминировать в районе своей орбиты, то есть «расчистить» ее от других крупных тел, – делится Евгений Бурмистров.

Первые два условия Плутон полностью выполняет — он движется вокруг нашей звезды и имеет шарообразную форму. Однако третий критерий стал для него решающим.

– Дело в том, что он находится в пределах пояса Койпера — огромного региона за пределами Нептуна, где расположены тысячи ледяных объектов. Он делит свою орбиту со множеством других крупных тел, включая карликовую планету Эриду, которая по массе сопоставима с Плутоном. Чтобы не признавать все эти объекты планетами, астрономы ввели третье правило, и с 2006 года Плутон классифицируется как крупнейшая карликовая планета Солнечной системы, – объясняет Евгений Бурмистров.

Есть хвост, как у кометы

У Плутона действительно есть нечто, похожее на хвост кометы, —полоса ионизированного газа, которая тянется на тысячи километров в направлении, противоположном Солнцу.

– Такой хвост образуется, когда солнечный ветер — поток заряженных частиц — сталкивается с разреженной атмосферой Плутона и буквально «сдувает» ее газы в космос. Гравитация там настолько слаба, что они не могут удерживаться у поверхности и уносятся прочь, – говорит Евгений Бурмистров.

Несмотря на это, Плутон отличается от комет по нескольким показателям.

– Во-первых, он имеет сложную геологию и стабильную атмосферу. Во-вторых, его хвост образуется не из-за испарения поверхностного льда солнечным теплом, а из-за потери атмосферы. Кроме того, Плутон — самый большой объект пояса Койпера, разделяющий характеристики других крупных тел, поэтому на своей орбите он остается карликовой планетой, – отвечает Евгений Бурмистров.

Солнце встает на западе, а садится на востоке

Рассвет на Плутоне действительно происходит на западе, а закат на востоке. Причина кроется в его уникальном вращении.

– Ось Плутона наклонена примерно на 120 градусов – он фактически крутится в обратном направлении по сравнению с большинством планет Солнечной системы. Это приводит к тому, что, в отличие от Земли, где направление «восток» связано с вращением навстречу Солнцу, на Плутоне это правило работает наоборот. В результате, для любого наблюдателя на поверхности карликовой планеты солнечный восход будет происходить на западе, а закат — на востоке, – объясняет Евгений Бурмистров.

Это делает Плутон одним из самых необычных миров в нашей звездной системе, где даже смена дня и ночи подчиняется иным, неземным законам.

Холодный снаружи, но теплый внутри

Далекий от Солнца Плутон на самом деле не такой холодный, как может показаться с первого взгляда. Его ядро не остыло до сих пор, и это связано с процессами, которые продолжают поддерживать его внутреннюю температуру. По приблизительным оценкам она варьируется от 500 до 1000 °C, тогда как снаружи поверхность остужается до –230 °C.

– Основным источником тепла служит радиоактивный распад элементов, прежде всего калия, урана и тория, которые в большом количестве содержатся в каменной сердцевине. По оценкам ученых, ядро занимает около 40 % объема Плутона, и если в нем содержится хотя бы 75 частей калия на миллиард, то он выделяет достаточно энергии, чтобы поддерживать тепло в недрах планеты на протяжении миллиардов лет, – рассказывает Евгений Бурмистров.

Кроме того, толстый слой ледяной оболочки действует как теплоизолятор, препятствуя быстрому уходу внутреннего подогрева в космос.

На Плутоне находится самый большой ледник из азота

– На Плутоне расположен огромный участок в форме сердца под названием область Томбо – это самый большой азотный ледник в Солнечной системе. Его диаметр составляет около 1000 километров, и он покрывает значительную часть карликовой планеты, – делится Евгений Бурмистров.

На поверхности этой гигантской равнины практически нет кратеров. Это говорит о том, что ее возраст составляет не более 100 миллионов лет, а также указывает на то, что она постоянно обновляется, и на Плутоне до сих пор происходят активные геологические процессы.

– Тепло ядра подогревает нижние слои азотного льда. Они становятся мягче и легче, всплывают к поверхности, а остывшие и более плотные верхние пласты опускаются вниз. Такая постоянная циркуляция сглаживает поверхность, поэтому на леднике нет старых кратеров — любые вмятины от метеоритов просто затягиваются, как будто их и не было. В результате лед остается гладким даже на такой огромной площади, – говорит ученый Пермского Политеха.

На Плутоне происходит круговорот азота, метана и угарного газа

На Плутоне постоянно циркулируют три вещества – азот, метан и угарный газ. У нас на Земле похожий круговорот характерен только для воды, которая испаряется, конденсируется в облака и выпадает в виде осадков. На карликовой планете этот процесс происходит иначе – вещества существуют только в двух формах, переходя из твердого состояния в газообразное и обратно.

– Трансформация изо льда в газ называется сублимацией: под воздействием солнечного тепла твердый азот, метан и угарный газ испаряются, минуя жидкую фазу, и попадают в атмосферу. Дело в том, что для того, чтобы вещества плавились и становились жидкостью, нужно достаточно высокое давление, а на Плутоне оно примерно в 100 000 раз меньше земного. Обратный процесс, конденсация, происходит, когда газы остывают и снова оседают на поверхности в виде инея или снега, – делится Евгений Бурмистров.

Эти процессы напрямую зависят от смены сезонов на Плутоне, которые длятся десятилетиями: при приближении к Солнцу льды испаряются, а при удалении — замерзают и оседают.

Вулканы Плутона извергали ледяную магму

На поверхности Плутона есть ледяные вулканы, которые извергали не расплавленную породу, как на Земле, а смесь воды, аммиака, метана и других летучих соединений. Некоторые из них могли выбрасывать около 1000 кубических километров ледяной магмы.

– Причина их активности – радиоактивный распад элементов в каменном ядре Плутона, которое до сих пор продолжает выделять тепло. Также существование магмы на такой холодной планете стало возможным благодаря наличию аммиака, действующего как антифриз, – он понижает температуру замерзания воды и других веществ, – говорит Евгений Бурмистров.

Самыми известными такими сопками являются гора Райт высотой 4–5 км и Пиккара, достигающая 7 км. По размеру они сопоставимы с крупнейшими земными вулканами, например, с гавайским Мауна-Лоа или танзанийским Килиманджаро. Хотя они сейчас плутонианские экземпляры считаются потухшими, они относительно молоды и их возраст может составлять от нескольких сотен миллионов до нескольких миллионов лет.

– Если Плутон продолжит сохранять достаточную внутреннюю энергию, то однажды они могут снова извергнуться, залив окрестные равнины слоями ледяной магмы, которая, мгновенно замерзая, создаст новые ледяные ландшафты, – добавил эксперт ПНИПУ.

Плутон покрыт пиками высотой с небоскреб

На экваторе Плутона есть по-настоящему инопланетный ландшафт – гигантские острые пики, достигающие нескольких сотен метров в высоту, что сравнимо с размерами небоскреба. Своей невероятной формы эти столбы достигают благодаря уникальным условиям карликовой планеты.

– Метан, из которого состоит поверхность экваториальной зоны, конденсируется и накапливается, а затем под воздействием солнечного света и ветра начинается его сублимация - переход из твердого состояния сразу в газ. Этот процесс протекает неравномерно: лед испаряется в одних местах, вырезая глубокие борозды, и оставляет нетронутыми другие, превращая их в причудливые гребни, похожие на гигантские лезвия, – объясняет Евгений Бурмистров.

Слабая гравитация и крайне разреженная атмосфера позволяют метановым пикам оставаться стабильными миллионы лет: здесь нет ни дождей, ни ветров, способных их сгладить, а лед не «сползает», как это происходило бы на Земле. Так природа создала один из самых необычных и суровых пейзажей во всей Солнечной системе.

С Плутона Солнце выглядит маленькой звездочкой

С Плутона, который находится в среднем в 50 раз дальше от Солнца, чем Земля, оно действительно выглядит как очень маленькая яркая звезда.

– Освещенность там примерно в 1500–1600 раз слабее, чем на нашей планете. Однако это все равно гораздо ярче света, который доходит до нас от полной Луны ночью, так что на Плутоне теоретически вполне можно было бы читать книгу, – отмечает Евгений Бурмистров.

С Земли же Плутон увидеть невооруженным глазом невозможно — он слишком мал и далек. Даже в любительский телескоп он выглядит как едва заметная тусклая точка, и для его наблюдения нужен инструмент с диаметром объектива не менее 200–300 мм. Обычно астрономы-любители используют астрофотографию: делают несколько снимков одного участка неба с интервалом в несколько дней и сравнивают их, чтобы заметить смещение карликовой планеты по своей орбите на фоне неподвижных звезд. Лучшее время для наблюдений – период около противостояния: Плутон находится напротив Солнца на земном небе и достигает максимальной для данного периода видимой яркости.

Фото: NASA, science.nasa.gov