Плутон — девятая и последняя планета Солнечной системы при отсчете от Солнца. Она была открыта только в 1930 году, и до сих пор до нее не долетал ни один зонд. Известен единственный спутник Харон, достаточно большого размера по сравнению с самой планетой, так что система Плутон — Харон больше всего похожа на двойную планетарную систему. Аномальные характеристики этих двух объектов сегодня связывают с тем, что они являются самыми значительными объектами, относящимися к полосе Эдгеворта — Купера.
Открытие планеты. В 80-е годы XIX столетия астрономы находились в поиске «Планеты X», чья орбита должна была находиться на расстоянии около 50-100 а. е. от Солнца и влиять на предполагаемые пертурбации на орбите Урана, которые нельзя приписывать только одному Нептуну.
Персиваль Лоуэлл, известный своими исследованиями Марса, посвятил 14 лет поиску Плутона, но ему не удалось его обнаружить. Только 13 марта 1930 года молодой ассистент Флагстафской обсерватории (основанной самим Лоуэллом) Клайд Томбо смог наконец объявить миру новость об открытии новой планеты, которая оказалась всего лишь в 6^o от предполагаемого Лоуэллом места. Тем не менее сегодня мы отдаем себе отчет в том, что маленькая масса Плутона не может оказывать сколь бы то ни было заметного гравитационного влияния на Уран и Нептун и что кажущаяся неравномерность движения по орбите этих двух планет связана, вероятно, с неправильными расчетами.
Новая планета была названа Плутоном, по имени бога подземного царства мертвых. Имя было выбрано также в связи с тем, что его первые две буквы соответствовали инициалам Персиваля Лоуэлла. Спокойно проанализировав имевшиеся в их распоряжении факты, астрономы поняли, что Плутон был сфотографирован как минимум два раза в обсерватории Лоуэлла еще при жизни ученого и еще 14 раз в других обсерваториях.
Уже тогда эти наблюдения позволяли достаточно точно определить его орбиту вокруг Солнца.
Спутник Плутона Харон был открыт в 1978 году.
Специальная миссия на Плутон. Научный проект под названием «Специальная миссия на Плутон», разрабатываемый для изучения системы Плутон — Харон, в ближайшие годы должен перейти в стадию реализации. В проекте для изучения данных двух объектов предусмотрены запуск маленького зонда и применение новейших технологий, которые позволят изучить геологические и геоморфологические особенности обоих объектов, составить карту химического состава и определить состав атмосферы Плутона.
Чтобы долететь до пункта назначения, зонду потребуется почти 12 лет при скорости полета 18 км/с. Предполагается, что будет еще минизонд, который будет спущен на поверхность Плутона с основного зонда.
Характеристики Плутона и Харона. Из всех планетарных орбит Солнечной системы орбита Плутона ближе всего наклонена к эклиптике и имеет при этом самый большой эксцентриситет. Поэтому бывают периоды, когда эта планета больше приближена к Солнцу, чем Нептун.
В последние годы благодаря фотографиям, сделанным космическим телескопом «Хаббл», получена возможность составить первую грубую карту сильно отражающей свет поверхности Плутона. Вследствие разницы в блеске на ней видны более светлые и более темные области. Полагают, что области, хорошо отражающие свет, состоят в основном из метана и твердого азота с вкраплениями молекул других веществ, в том числе окиси углерода (1%). Тем не менее иногда кажется, что метан образует гомогенные пятна, сильно отличающиеся от предшествующих, возникающих при более высокой в сравнении с окружающими зонами температуре.
Что касается внутренней структуры планеты, предложено две модели. Первая предполагает, что под поверхностным слоем находится приблизительно 230-км ледяной слой. В центре — ядро из силикатных горных пород. По второй модели слой льда составляет приблизительно 250 км, но его отделяет от ядра еще один примерно 100-км слой органических веществ.
Поверхность Харона хуже отражает свет, чем Плутона. Спектральные исследования дают возможность предположить, что спутник покрыт толстым слоем заледеневшей воды; другие составляющие наблюдаемых сероватых пятен не определены. Диаметр Харона составляет приблизительно 1200 км, что составляет около 1/2 диаметра самого Плутона.
Атмосфера Плутона. Наблюдения подтвердили, что Плутон имеет атмосферу, хотя и очень незначительную. Похоже, что она состоит из двух отличающихся друг от друга слоев: внешнего и внутреннего. Давление на поверхности оценивается в 3-160 микробар, а средняя температура — от -228 до -238°С.
Основной компонент атмосферы — азот, выделяемый веществом, из которого состоит поверхность планеты, в ходе фотохимических реакций.
Происхождение Плутона и Харона. Физические характеристики и орбитальные параметры этих двух небесных тел уникальны для Солнечной системы. Поэтому, если удастся объяснить происхождение системы Плутон — Хорон, это поможет разгадать некоторые тайны космогонии самой Солнечной системы. Напомним ряд особых, почти уникальных, параметров: большой наклон орбиты к плоскости эклиптики; небольшие в сравнении с другими планетами Солнечной системы размеры; синхронность спинов и орбит двух тел (необходимо отметить, что период обращения Хорона вокруг Плутона равен периоду вращения Плутона вокруг своей оси, поэтому Харон постоянно находится над одной и той же точкой поверхности Плутона). Все эти факторы подкрепляют гипотезу о том, что Плутон и Харон возникли внутри полосы Эдгеворта — Купера, где находятся многочисленные обледеневшие тела, в большинстве своем небольшого размера, являющиеся по своим физическим и орбитальным характеристикам чем-то средним между астероидом, ядром кометы и другими малыми телами Солнечной системы.