| |||||||||||||
| Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы! |
|
Исследование Солнечной Системы - Плутон и Харон
| |||||
 Плутон и Харон |
|||||
Плутон и его спутники |
Страница:
Характеристики Плутона, Спутники Плутона;
|
|
Плутон и Харон
Из истории исследований Спутники Плутона
Известны пять естественных спутников Плутона. Харон был открыт в 1978 астрономом Джеймсом Кристи. Два маленьких спутника, Никта и Гидра, были открыты в 2005 году. Четвёртый спутник - Кербер (или Цербер) - был открыт с помощью телескопа «Хаббл»; сообщение об открытии было опубликовано 20 июля 2011 на сайте телескопа. Его размеры составляют от 13 до 34 км. 11 июля 2012 года было объявлено об открытии пятого спутника Плутона, получившего впоследствии имя Стикс.
Спутники Плутона расположены ближе к планете, чем спутники восьми больших планет Солнечной системы. Радиус устойчивых орбит для Плутона составляет 53% радиуса сферы Хилла (для прямого движения; для ретроградного движения 69%). Однако радиус орбит известных спутников Плутона не превышает нескольких процентов радиуса сферы Хилла. Для сравнения, радиус орбиты одного из самых дальних спутников Нептуна Псамафы составляет около 40% радиуса сферы Хилла. Исследователи характеризуют спутниковую систему Плутона как «очень компактную и в значительной степени пустую».
Исследования системы Плутона телескопом «Хаббл» позволили определить предельные размеры возможных спутников. С уверенностью 90% можно утверждать, что у Плутона нет спутников крупнее 12 км в диаметре (максимум - 37 км при альбедо в 0,041) за пределами 5'' от диска этой карликовой планеты. При этом предполагается подобное Харону альбедо в 0,38. С уверенностью 50% можно утверждать, что предельные размеры для таких спутников - 8 км. Харон (134340 I, Charon; Плутон I)
Харон (134340 I, Charon) - открытый в 1978 году спутник Плутона (по другой версии - меньший компонент двойной планетной системы Плутон-Харон). С открытием в 2005 году двух других спутников - Гидры и Никты - Харон стали также именовать как Плутон I. Назван в честь персонажа древнегреческой мифологии Харона - перевозчика душ мёртвых через реку Стикс. Харон был открыт американским астрофизиком Джеймсом Кристи 22 июня 1978 года на снимке, полученном в Военно-морской обсерватории США, Флагстафф, Аризона. Плутон на полученном снимке имел слегка продолговатую форму, в то время как звёзды, которые были на той же фотографии, запечатлелись без искажений.
После проверки архивов обсерватории выяснилось, что некоторые изображения, снятые в условиях прекрасной видимости, также показывают данную продолговатость, хотя на большинстве снимков этого не видно. Этот эффект мог быть объяснен, если бы существовал другой объект, периодически появляющийся на видимой с Земли орбите Плутона, который был бы настолько большим, чтобы быть запечатлённым с помощью разрешения телескопа. Кристи продолжил своё расследование и обнаружил, что эти наблюдения могут быть объяснены, если у объекта, о котором идет речь, орбитальный период 6,387 дня с максимально-угловым делением планеты. Период вращения Плутона - 6,387 дня; поскольку было практически ясно, что у спутника аналогичный период вращения, Кристи заключил, что это единственная известная система «планета - спутник», в которой оба планетоида были почти одинаковыми. Сообщение об открытии Джеймсом Кристи первого спутника Плутона было опубликовано в циркуляре № 3241 МАС от 7 июля 1978 года, его временным обозначением было 1978 P 1. 3 января 1986 года спутник получил современное название. Его диаметр, по современным оценкам, составляет 1205 км - чуть больше половины диаметра Плутона, а соотношение масс составляет 1:8. Для сравнения, соотношение масс Луны и Земли равняется 1:81. Наблюдения покрытия звезды Хароном 7 апреля 1980 года позволили получить оценку радиуса Харона: 585-625 км. К середине 1980-х годов наземными методами, в первую очередь с применением спекл-интерферометрии удалось довольно точно оценить радиус орбиты Харона, последующие наблюдения орбитального телескопа «Хаббл» не очень сильно изменили ту оценку, установив, что он - в пределах 19 628-19 644 км.
Многие вопросы о существовании двойной системы остались позади, когда между 1985 и 1990 годами система вступила в пятилетний период затмений. Это явление произошло, когда орбиты Плутона и Харона вокруг их общего центра масс стали видны с ребра (глядя с Земли). Это происходит дважды на протяжении 248-летнего орбитального периода Плутона, и Кристи очень повезло, что затмение произошло вскоре после открытия спутника. Они происходят, когда восходящий или нисходящий узел орбиты Харона оказывается между Плутоном и Солнцем, а такое случается примерно каждые 124 года. Поскольку период обращения Харона - чуть меньше недели, затмения повторялись каждые трое суток, и за пять лет произошла большая серия этих событий. Эти затмения позволили составить «карты яркости» и получить хорошие оценки радиуса Плутона (1150-1200 км). Первые изображения Плутона и Харона в виде отдельных дисков были сняты космическим телескопом «Хаббл» в 1990-х годах. Позже, с развитием адаптивной оптики, появилась возможность видеть отдельные диски Плутона и Харона с использованием наземных телескопов. Важно отметить, что после открытия Харона была опровергнута теория, что Плутон был некогда спутником Нептуна. Барицентр системы Плутон-Харон находится вне поверхности Плутона, поэтому некоторые астрономы считают Плутон и Харон двойной планетой (двойной планетной системой) - такой вид взаимодействий крайне редко встречается в Солнечной системе, уменьшенным вариантом такой системы можно считать астероид (617) Патрокл. Эта система также необычна среди других планет, испытывающих приливное воздействие: и Харон, и Плутон всегда повёрнуты друг к другу одной и той же стороной. То есть с одной стороны Плутона, обращённой к Харону, Харон виден как неподвижный объект, а с другой стороны планеты Харона не видно вообще никогда. Особенности спектра отражаемого света приводят к заключению, что Харон покрыт водным льдом, а не метаново-азотным, как Плутон. В 2007 году наблюдения обсерватории Джемини позволили установить наличие на Хароне участков с гидратами аммиака и водяными кристаллами, что, в свою очередь, позволяет предположить наличие на Хароне криогейзеров.
Орбита и размеры: К середине 1980х годов наземными методами установили, что радиус орбиты Харона в пределах 19 628-19 644 км. Орбита наклонена на 55° к эклиптике. Один оборот Харона занимает 6,387 суток (вследствие приливного захвата он совпадает с периодом вращения Плутона), поэтому Плутон и Харон постоянно обращены друг к другу одной и той же стороной.
Открытие Харона позволило астрономам точно вычислить массу Плутона. Особенности орбит внешних спутников показывают, что масса Харона составляет приблизительно 11,65% массы Плутона.
Наблюдения покрытия звезды Хароном 7 апреля 1980 года позволили получить нижнюю оценку диаметра Харона - 1200 км. В 2005 году произошло ещё одно покрытие (звезды 2UCAC 2625 7135); наблюдения, проведённые несколькими группами исследователей, позволили оценить диаметр Харона в 1207,2±5 км, а его плотность - в 1,71±0,08 г/см3. Поверхность и состав: Харон заметно темнее Плутона. Похоже, что эти объекты существенно отличаются по составу. В то время как Плутон покрыт азотным льдом, Харон покрыт водяным льдом, и его поверхность имеет более нейтральный цвет. В настоящее время полагают, что система «Плутон - Харон» образовалась в результате столкновения независимо сформировавшихся Плутона и прото-Харона; современный Харон образовался из осколков, выброшенных на орбиту вокруг Плутона; при этом также могли образоваться некоторые объекты пояса Койпера.
Согласно некоторым моделям, Харон может быть геологически активен вплоть до наличия жидкости под поверхностью. Это обосновывается тем, что спектральный анализ показывает наличие гидратов аммиака, в то время как под действием солнечных и космических лучей гидраты аммиака на поверхности Харона должны трансформироваться за астрономически короткий срок. В июне 2014 года группа учёных под руководством Алисы Роден, изучив форму орбиты Харона, предположила, что в прошлом на Хароне имелся подземный океан. Кроме того, по мнению американских астрономов, Плутон и Харон имеют связанную атмосферу. Никта (134340 II, Nix; Плутон II)
Никта (134340 II Nix, ранее S/2005 P 2) - естественный спутник Плутона, один из двух открытых в июне 2005 года космическим телескопом Хаббл. Снимки, на основании которых было совершено открытие, были сделаны 15 мая и 18 мая 2005 года. Спутники на них были впервые обнаружены 15 июня 2005 года. После проведения дополнительных исследований и проверок, 31 октября 2005 года открытие было обнародовано. В 2006 спутники получили собственные имена. Назван по имени греческой богини вечной ночи Никта (др.-греч. «ночь») По имеющимся снимкам можно сделать вывод, что спутник находится на круговой орбите, в той же плоскости, что и Харон, на расстоянии приблизительно 50 тыс. км от Плутона. Точных данных о его размерах пока нет, но, предположительно, диаметр спутника от 32 до 145 км. Более точные данные могут быть получены дальнейшим анализом его отражательной способности. Никта приблизительно на 20% темнее, чем её компаньонка, Гидра, а значит, по всей видимости, меньше.
Никта близка к орбитальному резонансу с Хароном, делая один оборот вокруг планеты на четыре орбитальных оборота Харона, а также с Гидрой (отношение периодов 3:2). Название спутника было объявлено 21 июня 2006 года в циркуляре № 8723 Международного астрономического союза. Первоначально предполагалось дать спутнику имя Nyx в честь древнегреческой богини ночи. Однако, чтобы не путать спутник с астероидом 3908 Nyx, написание названия было изменено к форме, использовавшейся в позднеантичное время (Nix). Начальные буквы названий новооткрытых спутников Никта и Гидра (N и H) совпадают с начальными буквами миссии «Новые горизонты». Гидра (134340 III, Hydra; Плутон III)
Гидра (134340 III, ранее S/2005 P 1) По имеющимся снимкам можно сделать вывод, что спутник находится на круговой орбите, в той же плоскости, что и Харон, на расстоянии приблизительно 65 000 километров от Плутона. Точных данных о его размерах пока нет, но, предположительно, диаметр спутника от 52 до 160 километров. Более точные данные могут быть получены дальнейшим анализом его отражательной способности. Гидра приблизительно на 25% ярче, чем её компаньонка, Никта, а значит, по всей видимости, больше.
Гидра близка к орбитальному резонансу с Хароном, делая один оборот вокруг планеты на шесть орбитальных оборотов Харона, а также с Никтой (отношение периодов 2:3) и Стиксом (2:1). Название спутника было объявлено 21 июня 2006 года в циркуляре Международного астрономического союза № 8723 по названию персонажа древнегреческой мифологии - Лернейской гидры, мифологического стоглавого чудовища, дочери Тифона и Ехидны. Гидра жила в болоте Лерне в Пелопоннесе и опустошала окружающую местность. Также начальные буквы названий новооткрытых спутников Никта и Гидра (N и H) совпадают с инициалами миссии New Horizons («Новые горизонты»). Кербер (Kerberos; Плутон IV)
Кербер (Kerberos; также S/2011 P 1 и P4) - четвёртый спутник Плутона. Согласно предварительным оценкам, его диаметр составляет от 13 до 34 км. На момент своего открытия был самым маленьким из всех спутников Плутона, до обнаружения в 2012 году пятого спутника Стикс. Спутник был обнаружен при обследовании неба космическим телескопом «Хаббл» 28 июня 2011 года. Новые фотографии были получены 3 и 18 июля. Официально открытие нового спутника было подтверждено 20 июля. Объекту было дано временное обозначение P4. Как было объявлено, спутник был обнаружен случайно, то есть, его открытие не было результатом спланированных поисков.
После открытия этот спутник получил временное обозначение S/2011 (134340) 1 в соответствии с системой классификации астрономических объектов. Марк Шоуолтер, возглавляющий группу учёных, открывших новый спутник, заявил, что в соответствии с правилами Международного астрономического союза спутнику будет присвоено имя из греческой мифологии, связанное с подземным царством мёртвых (продолжая ряд - Плутон (бог подземного царства), Харон (перевозчик душ через реку Стикс) и т. д.). В голосовании, которое было проведено на специально созданном сайте, победили варианты Вулкан и Цербер. 2 июля 2013 года спутник получил официальное имя - Kerberos (Кербер): было решено дать спутнику название в исконно греческой транскрипции имени этого мифологического персонажа, чтобы не возникло путаницы с латинизированной формой, использованной ранее для наименования астероида (1865) Цербер (Cerberus). Орбита Кербера находится между орбитами двух других малых спутников Плутона - Никты и Гидры. Период обращения спутника вокруг Плутона - 31 день. Стикс (Styx; Плутон V)
Стикс (Styx; ранее: S/2012 (134340) 1, по старой системе: S/2012 P 1, неофициально: P5) - пятый, самый маленький, естественный спутник Плутона. Он был открыт Марком Шоуолтером на 9 снимках, сделанных телескопом Хаббл 26, 27 и 29 июня и 7 и 9 июля 2012 года. Диаметр Стикса составляет от 10 до 25 км. Эти цифры выводятся исходя из оценки альбедо спутника от 0,35 и 0,04.
Стикс обращается вокруг Плутона между орбитами Харона и Никты. Он находится в резонансе 1:3 с Хароном. После открытия спутнику было дано временное обозначение S/2012 (134340) 1 в соответствии с номенклатурой астрономических объектов. Если бы Плутон не лишили статуса планеты, обозначение было бы S/2012 P 1. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|