Плутон — самый противоречивый космический объект последнего столетия. Споры о его статусе привели к пересмотру термина «планета», а дебаты о месте и роли Плутона не утихают до сих пор. Рассказываем историю открытия и «разжалования» девятой планеты, которое привело к новым поискам и возможному расширению границ Солнечной системы.
ПОИСК ПЛАНЕТЫ Х
История изучения Плутона — это целая череда грандиозных открытий и не менее грандиозных ошибок. Началось всё, как водится, с последнего. В 1845–1846 годах французский астроном Урбен Леверье математически предсказал существование тогда ещё не открытого Нептуна. Учёный основывался на расхождениях между орбитой Урана, составленной по ньютоновской формуле, и его реальным движением. Почти сразу же, благодаря точным расчётам Леверье, восьмую планету удалось найти на звёздном небе. Но из-за отсутствия достоверных данных о массах Урана и Нептуна астрономы решили, что на эти планеты влияет ещё одно крупное небесное тело на границе Солнечной системы.
Найти возмутителя планетного спокойствия попытался американский предприниматель, востоковед и дипломат Персиваль Лоуэлл. В конце XIX века он совместно с профессором Гарварда Уильямом Пикерингом и его ассистентом Эндрю Дугласом 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.
Персиваль Лоуэлл у телескопа в своей обсерватории. 1914 год
Обсерватория Лоуэлла. 1930 год
Сам Лоуэлл не успел открыть новую планету. Хотя, как выяснилось впоследствии, обсерватория получила слабые изображения Плутона ещё в 1915-м — только этого никто не понял. Совершить открытие три года спустя не смог и коллега Лоуэлла Уильям Пикеринг. Он также сумел сфотографировать Плутон, но не различил планету на изображениях из-за пузырька воздуха в фотоэмульсии. И лавры первооткрывателя достались молодому астроному-энтузиасту и лаборанту обсерватории Лоуэлла Клайду Томбо.
Сложно назвать Томбо везунчиком: его юность пришлась на канун Великой депрессии. А град, уничтоживший урожай на родительской ферме, лишил семью денег и не позволил Клайду поступить в колледж. Однако отец, страстный любитель астрономии, ещё в детстве привил ему интерес к своему увлечению. В 20 лет Томбо по чертежам из журнала Popular Astronomy собрал зеркальный телескоп, используя детали от сепаратора для сливок и старого отцовского Buick. Благодаря этому инструменту Томбо сделал качественные зарисовки Юпитера и Марса; некоторые из них он послал в обсерваторию Лоуэлла.
Томбо с самодельными телескопами в своём доме в Бердетте. Штат Канзас. 17 апреля 1930 года
В это же время директор обсерватории Весто Слайфер думал, как свести концы с концами. После смерти Персиваля Лоуэлла его вдова Констанция попыталась отсудить миллион долларов, что было абсолютно неподъёмной для организации суммой. Тяжба продолжалась более десяти лет и закончилась победой обсерватории, но высосала из бюджета серьёзные деньги на адвокатов. Это заставило урезать финансирование многих космических исследований, в том числе и поиск Планеты X.
По счастливой случайности, Слайферу подвернулся Томбо, работы которого впечатлили директора обсерватории. Он предложил ему должность лаборанта-фотографа, и в начале 1929-го Клайд Томбо приступил к поискам неизвестной планеты. Спустя год, 18 февраля 1930-го, молодой астроном обнаружил ту самую Планету X. 13 марта, в день 75-летия со дня рождения Персиваля Лоуэлла, обсерватория объявила о своём открытии всему миру.
Быстро стало понятно, что Плутон — это вовсе не Планета X
Первой (но не единственной), кто предложил назвать новое небесное тело Плутоном, стала 11-летняя школьница из британского Оксфорда Венеция Берни. Её дед Фэлконер Мейдан, работавший в Бодлианской библиотеке Оксфордского университета, за завтраком прочитал об открытии девятой планеты в The Times 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.
Телеграмма с предложением Венеции Берни назвать новую планету Плутоном. 16 марта 1930 года
Открытка от анонима с предложением назвать новую планету Плутоном. 4 апреля 1930 года
Хотя первоочередное 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. В подобном решении скрывался ещё один смысл — реверанс в адрес человека, организовавшего поиски Планеты X. Ведь астрономическим символом Плутона стала монограмма из букв P и L — инициалы Персиваля Лоуэлла. 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.
ДОРОГАЯ, Я УМЕНЬШИЛ ПЛУТОН
Истинные размеры Плутона начали вызывать вопросы сразу после открытия. Он был слишком мал для планеты, которую предсказывал Лоуэлл: даже в самый мощный телескоп астрономы не могли увидеть его диск. Это была всего лишь крошечная, пусть и достаточно яркая точка, тогда как настоящая Планета X имела бы различимый для оптики радиус. На тот момент про наличие спутников у Плутона ещё не знали, поэтому учёные решили вычислить массу, основываясь на предполагаемых изменениях в орбитах Урана и Нептуна, а также яркости и возможной плотности девятой планеты.
Полученные результаты оказались неутешительными для поклонников Планеты X. Профессор Йельского университета Эрнест Браун заявил о том, что масса Плутона примерно равна массе Земли. 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 пришёл к выводу, что само открытие Плутона — это чудесная случайность, произошедшая благодаря куче заблуждений и ошибочных предпосылок.
Тем 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.
ИДЕЯ О ПЛАНЕТЕ Х В КОНЕЧНОМ ИТОГЕ была ПОЛНОСТЬЮ РАЗРУШЕНА
Несмотря на это, идея о влиянии Плутона на орбиты соседних планет оказалась довольно живучей. Вплоть до 50-х годов многие учёные считали, что параметры Плутона всё-таки 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.
В 1963 году Иэн Холидей из Доминьонской обсерватории в Оттаве предложил проверить массу девятой планеты с помощью ещё одного метода. Если бы расчёты 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 1976 году Дейл Крукшенк, Карл Пилчер и Дэвид Моррисон из Гавайского университета обнаружили в инфракрасном спектре девятой планеты следы метанового льда. Это объясняло такую большую яркость Плутона и в то же время говорило о том, что его альбедо – способность отражать солнечные лучи – гораздо выше. Но в таком случае диаметр планеты был бы меньше лунного, а масса – не больше 0,01 от земной.
В 1978 году история Плутона как крупной планеты закончилась почти там же, где и началась. На станции Флагстафф Военно-морской обсерватории США, в десятке километров от обсерватории Лоуэлла, 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.
Оценки массы и диаметра Плутона относительно Земли
1e = масса Земли
Значения даны в степенях. Например, 1е+3 = 1000, а 1е-2 = 0,01. При наведении на точку отображаются фамилии ученых, давших оценку
19001910192019301940195019601970198019902000201020201e-41e-31e-21e-11e+01e+11e+21e+3
Открытие спутника помогло учёным не только вычислить массу самого Плутона но и узнать больше об особенностях планеты. Выяснилось, что масса Харона составляет около 1/10 от массы Плутона. Это достаточно большое значение: к примеру, масса Луны — 1/81 от земной. Ещё позднее обнаружилось, что планета и её спутник вращаются вокруг общего барицентра, то есть центр масс обоих тел находится за пределами Плутона. Некоторые учёные предположили, что эта пара является первой в Солнечной системе двойной планетой. Забегая вперёд, скажем, в XXI веке учёные нашли ещё четыре спутника: Стикс, Никта, Кербер, Гидра.
В глазах астрономов Плутон становился всё 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.
Схема вращения Плутона и Харона
ПЛУТОНХАРОН
Но Плутон продолжал вызывать вопросы у учёных. Больше других девятой планетой заинтересовался американский исследователь Алан Стерн. Ещё в аспирантуре в 1988 году он начал собирать вокруг себя группу энтузиастов, желающих работать над запуском зонда к Плутону. Позднее лозунгом команды стала фраза «Плутон пока не изучен» — отсылка к коллекции марок с изображениями всех известных планет, выпущенной в США в 1991 году. 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 всё-таки вырос до около $700 млн. Но даже несмотря на это, учёным 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 её спутников с достаточно высокой детализацией, а также собрать данные о составе поверхности и атмосферы Плутона.
Модель аппарата New Horizons
Масса: 478 кг
Скорость при запуске: 16,3 км/с
Скорость после гравитационного манёвра: 23,2 км/с
Скорость при пролёте мимо Плутона: 13,9 км/с
Максимальное приближение к Плутону: ~12 500 км
Источник энергии: Плутоний
«Символичный груз»: контейнер с частью праха Клайда Томбо и посвящение, написанное Аланом Стерном в честь первооткрывателя 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 (МАС) Плутон потерял статус планеты (о чём мы подробнее расскажем в третьей главе).
Это решение никак не повлияло на миссию New Horizons — аппарат уверенно направлялся к Плутону, и его первая важная «остановка» состоялась 28 февраля 2007 года. Чтобы увеличить скорость и быстрее добраться до пункта назначения, зонд совершил гравитационный манёвр в окрестностях Юпитера, а также сделал снимки крупнейшей планеты Солнечной системы.
Модель аппарата New Horizons
Большую часть пути станция провела в спящем режиме. Это нервировало команду New Horizons. Связь с аппаратом отключали постепенно — сначала на две недели, потом на месяц, полгода, год.
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 АМС 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 зачёркнуты слова «пока не». Плутон … изучен.
На переднем плане слева направо: руководитель программы New Horizons Алан Стерн, директор лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса Ральф Семмель и соавтор проекта New Horizons Уилл Гранди держат копию марки 1991 года. На заднем плане: участница миссии New Horizons Лесли Янг и дочь Клайда Томбо Аннет. Штат Мэриленд, 14 июля 2015 года
Составное изображение Харона и Плутона, сделанное на основе фотографий New Horizons
Изображение Плутона, сделанное на основе полученных New Horizons фотографий и данных
Изображение Харона, созданное на основе полученных New Horizons фотографий и данных
Поверхность Плутона
Вероятная структура Плутона
Что удалось узнать о Плутоне
- Сверхчувствительная камера LORRI сфотографировала все спутники Плутона: Харон, Стикс, Никту, Кербер, Гидру. Неожиданным открытием стала скорость вращения малых спутников вокруг своей оси — быстрее, чем движутся по орбите.
- Аппарат сфотографировал азотный ледник протяжённостью 1 тыс. км — западную часть «сердца Плутона». Это одна из самых примечательных территорий, которую назвали Равниной Спутника (в честь полёта первого искусственного спутника Земли). Область является хранилищем азота — основного вещества, которое находится в его поверхности и атмосфере Плутона.
- Аппарат обнаружил многообразие явлений: туманы, высотная дымка, горы, разломы, полярные шапки, ледники. Команда New Horizons присвоила себе новый лозунг: «Плутон — это новый Марс!»
- АМС сфотографировал слоистую атмосферную дымку. Она простирается на 480 км над поверхностью Плутона.
- New Horizons были получены данные, указывающие на возможность существования океана из жидкой воды внутри Плутона. Подтвердить это можно только при помощи орбитального аппарата.
- Аппарат обнаружил несколько видов поверхностей: от древних с большим количеством кратеров до относительно молодых, вообще без кратеров. Это означает, что Плутон имел геологическую активность на протяжении 4 млрд лет.
РАЗМЕННАЯ ПЛАНЕТА
С чего же началась история «разжалования» Плутона? В какой-то момент стало ясно, что это не единственный и, возможно, не самый крупный 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, всё ещё ожидающих своего открытия, но которые в конечном итоге тоже будут найдены?»
Об этом же, но уже более основательно заявил в 1943 году (а затем в 1949 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 (1 астрономическая единица, а.е. — расстояние от Земли до Солнца — прим. ТАСС).
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.
Название оказалось символичным — для астрономов ЭРИДА стала яблоком раздора
А что Плутон? 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. Эрида перевела дебаты о статусе Плутона в заключительную стадию. 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 ещё два транснептуновых объекта — Хаумеа и Макемаке. Однако деклассирование Плутона не решило проблему. Наоборот, это внесло ещё больший раскол, причём 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.
Плутон никогда не менялся. И у учёных-планетологов подобное решение никогда не вызывало ничего кроме смеха. В августе 2006-го люди, не являющиеся экспертами в этой области астрономии, совершили огромную ошибку, пытаясь ограничить число планет. Это антинаучно. Мы никогда не голосуем за такие вещи, как квантовая механика и теория относительности, или за то, как работает генетический алгоритм. Потому что наука не делается с помощью голосования. Наука про то, чтобы принимать имеющиеся данные
Алан Стерн
Руководитель экспедиции New Horizons
Как бы то ни было, руководитель проекта New Horizons в своём отношении к Плутону оказался в оппозиции к астрономическому сообществу. Большая часть учёных уже согласилась (или же смирилась) с решением МАС исключить Плутон из списка полноценных планет Солнечной системы.
Что планета получает от того, что мы говорим о ней как о полноценной или неполноценной? Можно сказать: это планета, или планета-карлик, или маленькая планета. Как в случае со звёздами. Есть те, что мы называем карликами, включая, кстати, Солнце. Солнце — это карлик категории G. От этого оно не становится неполноценной звездой. Это обычная звезда, просто маленькая. И есть звезды-гиганты, которые тоже абсолютно полноценные звёзды, они просто большие. То же самое с планетами. Есть планеты-карлики, которые не играют особенно большую роль в Солнечной системе. Есть планеты-гиганты, как Юпитер. И всё. Это не то что мы собираемся все вечером и смеёмся над планетами-карликами и боимся планет-гигантов. Здесь нет никакого конфликта
Константин Батыгин
Профессор Калифорнийского технологического
института
Почему Меркурий и Марс — "настоящие" планеты, а Плутон и Эрида — нет?
Алан Стерн — большой фанат Плутона. Естественно, он борется за приоритет Плутона среди других планет. Но он не прав в том смысле, что голосованием не решаются научные вопросы. Нет, они решаются голосованием, когда большинство учёных понимает, что назрела какая-то перемена, надо что-то менять. Та же история была и с квантовой механикой, та же — и с общей теорией относительности. До сих пор есть люди, которые не разделяют взгляд Эйнштейна на устройство природы, пространства и времени. Но большинство учёных убедилось в том, что эта теория работает. И она считается классической, правильной, мы ей пользуемся для расчётов
Владимир Сурдин
Доцент Физического факультета МГУ
И действительно, изменение устоявшейся парадигмы для науки и конкретно астрономии — явление привычное. Модель Солнечной системы в представлении учёных менялась веками — от геоцентрической системы мира до того, что мы знаем сейчас.
Знания людей о Солнечной системе
Размеры, скорости объектов и расстояния между ними даны схематически
Дэвид Джуитт и Джейн Лу открыли пояс Койпера В 1992 году американские исследователи Дэвид Джуитт и Джейн Лу обнаружили первый объект за орбитой Плутона. Уже через шесть месяцев они сделали ещё одно открытие.
Сейчас мы знаем, что в этой области, которая расположена на расстоянии от 30 до 50 а.е. и называется поясом Койпера (или поясом Эджворта — Койпера), находится более 2 тыс. небесных тел.
- II век н.э.
- 1543
- 1781
- 1801
- 1846
- 1868
- 1930
- 1992
- 2006
Однако что объединяет сторонников и противников исключения Плутона из элиты Солнечной системы, так это критика самого термина «планета». Определение МАС, достаточно скоропалительно принятое в 2006 году и не менявшееся с тех пор, вызывает массу вопросов.
Вкратце самые спорные моменты:
- Отсутствие чёткого критерия. Непонятно, по каким внешним параметрам — массе, диаметру, химическому составу — тот или иной объект относить к полноценным, карликовым планетам или же астероидам. Почему Меркурий и Марс — это «настоящие» планеты, а Плутон и Эрида — нет?
- Спорный пункт о расчистке собственной орбиты. Например, действительно ли Земля ответственна за уборку космического «мусора» вокруг себя? Может ли получиться так, что Юпитер и Солнце сделали для очищения орбиты Земли больше, чем сама Земля? Но в таком случае лишает ли это нашу планету её статуса?
- «Узость» термина. Из-за того, что планета в формулировке МАС должна быть спутником Солнца, пришлось вводить такое определение, как «экзопланета» — то есть любая планета за пределами нашей системы. Однако в будущем (и уже сейчас) это может вызывать большую путаницу, так как физически планеты и экзопланеты — одно и то же.
Честно говоря, я не очень согласен с этим термином. Потому что он был сделан не для того, чтобы определить, что есть планета, а показать, что ею не является. Стоит ли найти более хорошее определение? В целом — да. Но это более хорошее определение не сделает Плутон планетой
Константин Батыгин
Профессор Калифорнийского технологического
института
Да, мне тоже не очень нравится нынешнее определение, привязывающее термин «планета» к Солнечной системе. Но это, я уверен, временное неудобство. В ближайшие годы это обязательно будет обсуждаться. И на большой конференции в рамках Международного астрономического союза мы примем новое решение: например, называть все подобные тела планетами, независимо от того, живут ли они рядом с какой-то звездой или же сами по себе. Возможно, будем уточнять ― планета-спутник или планета-скиталец. А пока решение не принято, приходится обозначать наши планеты и чужие планеты отдельными терминами
Владимир Сурдин
Доцент Физического факультета МГУ
Есть ли альтернатива определению МАС? Алан Стерн и его коллеги (например, Марк Буйе из обсерватории Лоуэлла) считают, что «все объекты, достаточно большие, чтобы принимать сферическую форму под действием собственной гравитации, но внутри которых ещё не происходят термоядерные реакции, должны классифицироваться как планеты». Впрочем, такая категоризация тоже не идеальна. Как, например, быть с коричневыми карликами — гигантскими космическими объектами, которые на протяжении своей жизни могут проявлять признаки как звезды, так и планеты? Этот вопрос остаётся открытым.
Новейшие ГОРИЗОНТЫ
Путаница в терминологии — одна из главных болевых точек астрономии. И споры по поводу определения «планета» не единственный тому пример. Существует множество астрономических терминов вроде «горячий юпитер» или «суперземля», которые больше походят на придумки журналистов, нежели на серьёзную классификацию. И главная причина отсутствия качественного и точного астрономического словаря, по утверждениям самих учёных, — это недостаток знаний о космических объектах и нежелание избавляться от устаревшего научного лексикона.
У нас есть совершенно архаичные термины. Например, астроном говорит «планетарная туманность» и непрофессионал думает, что это что-то там о планетах. Близко не лежало! Это вообще умирающая звезда. Почему планетарная? А вот кто-то древний смотрел в телескоп, ничего не мог различить кроме пятнышка и думал, что это планета. Но мы сохраняем этот термин уже 250 лет и думаем: «Так, надо бы изменить». Ну ещё лет 100 поговорим так, а потом изменим — куда нам торопиться, у нас впереди вечность. Но надо бы побыстрее менять — у меня личной вечности нет
Владимир Сурдин
Доцент Физического факультета МГУ
Конечно, астрономия имеет и по-настоящему серьёзную номенклатуру, достойный образец которой — диаграмма Герцшпрунга — Рассела. Она была представлена ещё в 1910 году, но до сих пор остаётся актуальной и используется для классификации звёзд в зависимости от величины, светимости, спектрального класса и температуры поверхности. Эта диаграмма также и показатель того, как при наличии большого массива данных (на момент создания — сведения о 225 тыс. звёзд) можно описать практически любой объект в космосе. Однако, как утверждают астрономы, для набора подобной «критической массы» знаний о планетах нужно время. И безусловно, энтузиасты готовы заняться этой классификацией.
Пока же учёные гораздо более заинтересованы в поиске новых космических тел. Один из таких объектов — гипотетическая планета-гигант, которая уже в ближайшие годы может официально отобрать у Плутона девятый номер. Всё началось с того, что в 2014 году американские астрономы Чедвик Трухильо и Скотт Шеппард обнаружили отклонения в траекториях некоторых удалённых транснептуновых объектов, в том числе Седны. Два года спустя учёные из Калифорнийского технологического института Майкл Браун и Константин Батыгин выпустили работу, где попытались объяснить найденные ранее аномалии существованием массивной планеты на расстоянии примерно 250 а.е.
С тех пор было найдено ещё восемь транснептуновых объектов, которые косвенно подтверждают эту гипотезу. Но саму планету всё ещё не удалось обнаружить, в том числе с помощью инфракрасного космического телескопа WISE.
Тот объект, который мы ищем, имеет массу в пять или шесть земных, поэтому WISE не смог бы его разглядеть. Сейчас мои коллеги, особенно во Франции, пытаются обнаружить гравитационный сигнал девятой планеты на орбите Сатурна, потому что зонд Cassini, который был спутником Сатурна, мог его уловить. Рассмотрение данных займёт, год, может быть, пару лет. Примерно на таком же временном отрезке в Чили будет открыт новый телескоп LSST. И есть хорошая вероятность, что он прямым путём сможет найти девятую планету. Я думаю, что мы получим какой-то ответ на эту задачу года через три. Может быть, пять лет, если нам не повезёт. Если нам очень не повезёт — через десять
Константин Батыгин
Профессор Калифорнийского технологического
института
Девятая планета 2.0 в случае её обнаружения сможет расширить не только знания о Солнечной системе, но и представление об её эволюции. Есть несколько гипотез. Батыгин и Браун предполагают, что планета за орбитой Нептуна могла сформироваться так же, как и газовые гиганты. Но затем, вероятно, слишком близко подошла к Юпитеру или Сатурну и была отброшена к краям Солнечной системы. Это хорошо ложится на другую гипотезу: в 2015 году Дэвид Несворны из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере заявил, что современную модель образования Солнечной системы можно было бы объяснить пятой планетой-гигантом, миллионы лет назад «отстранившимся» на весьма удалённую орбиту. Объект Батыгина и Брауна вполне подошёл бы на эту роль.
Человечеству еще предстоит вспомнить про Плутон
Астроном Александр Мастилл из Лундского университета, в свою очередь, считает, что девятая планета образовалась за пределами нашей системы. Несколько миллиардов лет назад она могла поменять родительскую звезду на Солнце и с тех пор «находилась в тени». Несмотря на то что большинство учёных поддерживают гипотезу Батыгина и Брауна, часть астрономов ставят под сомнение тот факт, что планета-гигант за орбитой Нептуна всё-таки существует. Так, например, Якуб Шольц из Даремского университета и Джеймс Анвин из Иллинойского университета предположили, что влияние на удалённые транснептуновые объекты оказывает крошечная чёрная дыра радиусом 4,5 см и массой в пять земных. По мнению астрономов, она сформировалась в ранней Вселенной и была захвачена гравитацией Солнца.
Но если поиск очередной девятой планеты — вопрос будущего десятилетия, то задача на ближайший век — изучение гипотетического облака Оорта, самой загадочной области нашей системы в тысячах астрономических единиц от Солнца. Идею о массивном скоплении комет впервые в 1932 году выдвинул эстонский астроном Эрнст Эпик. В 1950 году нидерландский исследователь Ян Оорт независимо от Эпика пришёл к тому же умозаключению, но значительно развил его. Голландский учёный предположил, что на внушительном удалении от Солнца существует «облако» из триллионов небольших ледяных глыб. Это объясняло бы странности в происхождении и траектории долгопериодических комет — объектов, совершающих один оборот вокруг Солнца более чем за 200 лет или же и вовсе подлетавших к нашей звезде всего один раз.
Пожалуй, граница облака Оорта — это и есть абсолютная граница Солнечной системы. Это очень далеко от нас: примерно 100 тыс. астрономических единиц. Туда ещё не долетали ни космические аппараты, да и телескоп туда не может дотянуться — там темень непроглядная. Единственная надежда на так называемые инфракрасные телескопы, которые регистрируют тепловое излучение. Через несколько лет такой телескоп — James Webb — полетит на орбиту. Может быть, он доберётся до наиболее крупных объектов в облаке Оорта
Владимир Сурдин
Доцент Физического факультета МГУ
Глядя на такие перспективы, кажется, что Плутон — это уже история и время дискуссий о его статусе давно в прошлом. Так же, как и споры о Церере, Палладе, Юноне и Весте. Пожалуй, что так и есть. Но про бывшую девятую планету людям ещё предстоит вспомнить, считает астроном Владимир Сурдин. Правда, лишь через несколько миллиардов лет, когда Солнце начнёт переходить в фазу красного гиганта и увеличится в размерах настолько, что поглотит ближайшие планеты, в том числе Землю. Тогда человечеству придётся переселяться дальше от родительской звезды — сначала на Марс, а затем — на спутники планет-гигантов. По словам Сурдина, когда Солнце будет выделять максимум своей энергии, только Плутон окажется в состоянии, идеально пригодном для жизни. Температура на нём будет близка к земной — около 20–40 °C.
Поверхность Плутона, конечно, маленькая, но она в точности равна поверхности современной России. Ей-богу, у нас немаленькая страна, и при желании мы могли бы на её территории уместить народы всех стран, и им бы не было тесно. Плотность населения всего земного шара (при той численности, как она есть сегодня, — около 8 млрд человек) на Плутоне была бы не больше, чем в Московской области. И намного меньше, чем в Москве, как в городе. Поэтому вполне можно рассчитывать на Плутон через 3,5–4 млрд лет и вплоть до 5 млрд лет как на планету для колонизации человечеством и представителями земной биосферы. Потом? Потом надо думать дальше. Солнце перестанет так ярко светить, сожмётся в белый карлик, и на Плутоне станет холодно, и в других местах станет холодно. Это уже проблема наших далёких потомков, не нам её сегодня решать
