Определить период обращения плутона вокруг солнца

Год на Плутоне

Снимок Плутона, сделанный аппаратом Новые Горизонты в 2015 году. Перед вами регион Томбо в форме сердца

Сколько длится год на Плутоне – бывшей планете Солнечной системы: эксцентричная орбита с фото, расстояние от Солнца, вращение вокруг оси, сравнение с Землей.

Клайд Томбо нашел Плутон в 1930 году, и он стал 9-й планетой Солнечной системы. Эта крошка пробыла с нами до 2006 года, когда МАС решили перенести его в категорию карликовых планет. Несмотря на это, Плутон остается интересным объектом для изучения. Он не только отдален от Земли на большое расстояние, но и обладает наиболее эксцентричным орбитальным путем. Сколько же длится год на Плутоне? Ответ: 248 лет!

Орбитальный период год на Плутоне

С показателем эксцентриситета в 0.2488, Плутон способен приближаться к Солнцу на 4 436 820 000 км и удаляться на 7 375 930 000 км. Среднее расстояние составляет 5 906 380 000 км.

Орбитальное ориентирование системы Плутона

В определенные моменты Плутон и Нептун оказываются на одной орбите. Но им не суждено столкнуться из-за резонанса в 2:3. Это стабильный цикл и Плутон вернется в свою позицию в 2227 году.

Сидерический и солнечный день

Карликовая планета Плутон выполняет вращение оси, именуемое сидерическим днем. Из-за того, что планета долго движется по орбитальному пути, ее сидерический и солнечный день практически сходятся – 6 дней, 9 часов и 36 минут.

Вид с поверхности Плутона, демонстрирующий крупный спутник Харон

Важно заметить, что из-за масштабности Харона оба объекта напоминают двойную систему. У спутника уходит 6 дней и 9 часов на вращение по орбите вокруг Плутона, а значит они пребывают в приливном блоке и смотрят друг на друга одной стороной.

А вот год на Плутоне охватывает 248 земных лет. И все это время луна будет висеть над головой.

Сезонные перемены в течение года на Плутоне

Для жителя Плутона Солнце казалось бы ярчайшим объектом, но не выглядело так же, как в нашем небе. Несмотря на удаленность, эксцентричность орбитального пути приводит к примечательным сезонным переменам.

Температура на поверхности практически не меняется и держится в пределах от -240°С до -218°С. Но количество поступающих солнечных лучей для каждой стороны отличается.

Система Плутон-Харон расположена перпендикулярно к орбите. Выходит так, что в период солнцестояния ¼ поверхности пребывает в постоянном дневном свете, а вторая часть погружена во тьму.

Это напоминает ситуацию с земным Полярным кругом. Но на карликовой планете это касается практически всей территории, а периоды охватывают века!

Даже если Плутон больше не планета, то у него осталось много интересных особенностей, за которыми хочется наблюдать.

Строение Плутона

Положение и движение Плутона

Источник

Плутон — девятая планета Солнечной системы

Плутон — самая далекая планета. От центрального светила он находится в среднем в 39,5 раза дальше, чем наша Земля. Образно говоря, планета движется на периферии владений Солнца — в объятиях вечного холода и мрака. Потому-то она и была названа в честь бога подземного царства Плутона.

Впрочем, так ли уж темно на Плутоне на самом деле?

Известно, что свет ослабевает пропорционально квадрату расстояния от источника излучения. Следовательно, на небосводе Плутона Солнце должно светить примерно в полторы тысячи раз слабее, чем на Земле. И все же оно там почти в 300 раз ярче, чем у нас полная Луна. С Плутона Солнце видно очень яркой звездой.

Пользуясь третьим законом Кеплера, можно вычислить, что обращение по околосолнечной орбите Плутон совершает почти за 250 земных лет. Его орбита отличается от орбит других больших планет значительной вытянутостью: эксцентриситет достигает 0,25. Благодаря этому расстояние Плутона от Солнца изменяется в широких пределах и периодически планета «заходит» внутрь орбиты Нептуна.

Подобное явление происходило с 21 января 1979 года по 15 марта 1999-го: девятая планета стала ближе к Солнцу (и к Земле), чем восьмая — Нептун. А в 1989 году Плутон достиг перигелия и находился на минимальном расстоянии от Земли, равном 4,3 млрд км.

Далее было замечено, что Плутон испытывает хотя и незначительные, но строго ритмические вариации блеска. Период этих вариаций исследователи отождествляют с периодом вращения планеты вокруг оси. В земных единицах времени он составляет 6 суток 9 часов и 17 минут. Нетрудно подсчитать, что в Плутоновом году таких суток насчитывается 14 220.

За последние годы благодаря совершенствованию методов наблюдений наши знания о Плутоне существенно пополнились новыми интересными фактами. В марте 1977 года американские астрономы обнаружили в инфракрасном излучении Плутона спектральные линии метанового льда. Но покрытая инеем или льдом поверхность должна отражать солнечный свет значительно лучше, чем та, которая устлана горными породами. После этого пришлось заново пересматривать (и уже в который раз!) размеры планеты.

Плутон не может быть больше Луны — таков был новый вывод специалистов. Но чем объяснить тогда неправильности движения Урана и Нептуна? Очевидно, их движение возмущает какое-то другое, еще неизвестное нам небесное тело, а может быть, даже несколько таких тел.

Дата 22 июня 1978 года навсегда войдет в историю изучения Плутона. Можно даже сказать, что в этот день планета была открыта заново. А началось с того, что американскому астроному Джеймсу Кристи посчастливилось обнаружить у Плутона естественный спутник, получивший название Харон.

Из уточненных наземных наблюдений радиус орбиты спутника относительно центра масс системы Плутон-Харон равен 19 460 км (по данным орбитальной астрономической станции «Хаббл» — 19 405 км), или 17 радиусам самого Плутона. Теперь стало возможным вычислить абсолютные размеры обоих небесных тел: диаметр Плутона составил 2244 км, а диаметр Харона — 1200 км. Плутон действительно оказался меньше нашей Луны. Планета и спутник вращаются вокруг собственных осей синхронно с орбитальным движением Харона, в результате чего они обращены друг к другу одними и теми же полушариями. Налицо результат длительного приливного торможения.

Итак, в Солнечной системе Плутон оказался второй двойной планетой, причем более компактной, чем двойная планета Земля-Луна.

Измерив время, которое затрачивает Харон на полный оборот вокруг Плутона (6,387217 суток), астрономы получили возможность «взвесить» систему Плутона, то есть определить суммарную массу планеты и ее спутника. Она оказалась равной 0,0023 массы Земли. Между Плутоном и Хароном эта масса распределяется следующим образом: 0,002 и 0,0003 массы Земли. Случай, когда масса спутника достигает 15 % от массы самой планеты, является уникальным в Солнечной системе. До открытия Харона наибольшее отношение масс (спутника к планете) было в системе Земля-Луна.

При таких размерах и массах средняя плотность компонентов системы Плутона должна быть почти вдвое больше плотности воды. Словом, Плутон и его спутник, как и многие другие тела, движущиеся на окраинах Солнечной системы (например, спутники планет-гигантов и ядра комет), должны состоять в основном из водяного льда с примесью горных пород.

9 июня 1988 года группа американских астрономов наблюдала покрытие Плутоном одной из звезд и открыла при этом атмосферу Плутона. Она состоит из двух слоев: слоя дымки толщиной около 45 км и слоя «чистой» атмосферы толщиной примерно 270 км. Исследователи Плутона считают, что при господствующей на поверхности планеты температуре -230 °С только инертный неон способен еще сохраняться в газообразном состоянии. Поэтому разреженная газовая оболочка Плутона может состоять из чистого неона. Когда же планета находится от Солнца на самом дальнем расстоянии, температура понижается до -260°С и все газы должны «вымерзать» из атмосферы полностью. Плутон и его спутник — самые холодные тела в Солнечной системе.

Как видим, хотя Плутон и расположен в области господства планет-гигантов, но с ними его ничто не роднит. А вот с их «ледяными» спутниками у него много общего. Значит, Плутон был когда-то спутником? Но какой планеты?

На этот вопрос подсказкой может служить такой факт. На каждые три полных оборота Нептуна вокруг Солнца приходится два таких же оборота Плутона. И не исключено, что в отдаленном прошлом у Нептуна помимо Тритона был еще один крупный спутник, которому удалось обрести свободу.

Но какая сила смогла выбросить Плутон из системы Нептуна? «Порядок» в системе Нептуна могло нарушить пролетавшее мимо массивное небесное тело. Однако события могли развиваться и по другому «сценарию» — без привлечения возмущающего тела. Небесномеханические расчеты показали, что сближение Плутона (тогда еще спутника Нептуна) с Тритоном могло настолько изменить его орбиту, что он удалился из сферы тяготения Нептуна и превратился в самостоятельного спутника Солнца, то есть в самостоятельную планету.

В августе 2006 года на Генеральной ассамблее Международного астрономического союза было принято решение об исключении Плутона из числа больших планет Солнечной системы.

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе

Источник

Определить период обращения плутона вокруг солнца

Плутон (134340 Pluto) — одна из крупнейших известных (наряду с Эридой) карликовых планет Солнечной системы, транснептуновый объект (ТНО) и десятое по размерам небесное тело, обращающееся вокруг Солнца — после восьми планет Солнечной системы и Эриды. Первоначально Плутон классифицировался как классическая планета, однако с 2006 года он считается карликовой планетой и одним из крупнейших объектов в поясе Койпера.
Как и большинство объектов в поясе Койпера, Плутон состоит в основном из горных пород и льда и он относительно мал: его масса меньше массы Луны в пять раз, а объём — в три раза. Площадь поверхности Плутона примерно равна площади России.
Со дня своего открытия в 1930 и до 2006 года Плутон считался девятой планетой Солнечной системы. Однако в конце XX и начале XXI века во внешней части Солнечной системы было открыто множество объектов. Среди них примечательны Квавар, Седна и особенно Эрида, которая на 27% массивнее Плутона. 24 августа 2006 года МАС впервые дал определение термину «планета». Плутон не попадал под это определение, и МАС причислил его к новой категории карликовых планет вместе с Эридой и Церерой. После переклассификации Плутон был добавлен к списку малых планет и получил номер 134340 по каталогу Центра малых планет (ЦМП).

Плутон и его крупнейший спутник Харон, открытый в 1978 году, часто рассматриваются в качестве двойной планеты, поскольку барицентр их системы находится вне обоих объектов.

Визуальные характеристики и строение

Звёздная величина Плутона составляет в среднем 15,1, в перигелии достигает 13,65. Спектроскопический анализ Плутона показывает, что его поверхность более чем на 98% состоит из азотного льда со следами метана и моноокиси углерода. Расстояние и возможности современных телескопов не позволяют получить качественные снимки поверхности Плутона. Фотографии, полученные космическим телескопом «Хаббл», позволяют различить лишь самые общие детали, и то нечётко. Карты, составленные по данным телескопа «Хаббл», свидетельствуют о том, что поверхность Плутона крайне неоднородна. Об этом также свидетельствует и кривая блеска Плутона (то есть зависимость его видимой яркости от времени) и периодические изменения в его инфракрасном спектре. Поверхность Плутона, обращённая к Харону, содержит немало метанового льда, в то время как противоположная сторона содержит больше льда из азота и моноокиси углерода и там почти нет метанового льда. Благодаря этому, Плутон занимает второе место по контрастности поверхности среди объектов Солнечной системы (после Япета).

Данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», позволяют предположить, что плотность Плутона составляет 1,8-2,1 г/см 3 . Вероятно, внутреннюю структуру Плутона составляют 50-70% горных пород и 50-30% льда. В условиях системы Плутона может существовать водяной лёд, а также замёрзшие азот, монооксид углерода и метан. Поскольку распад радиоактивных минералов в итоге нагрел бы льды достаточно для того, чтобы они отделились от горных пород, учёные предполагают, что внутренняя структура Плутона дифференцирована — горные породы в плотном ядре, окружённые мантией изо льда, толщина которой в таком случае должна будет составлять примерно 300 км. Также возможно, что нагревание продолжается и сегодня, создавая под поверхностью океан жидкой воды.

В конце 2011 года телескопом Хаббл на Плутоне были обнаружены сложные углеводороды — сильные линии поглощения, свидетельствующие о присутствии на поверхности карликовой планеты целого ряда ранее не выявленных соединений.

Масса и размеры:

Астрономы, первоначально полагая, что Плутон есть «Планета X» Лоуэлла, вычислили его массу на основе его предполагаемого воздействия на орбиту Нептуна и Урана. В 1931 году считалось, что масса Плутона приблизительно равна массе Земли, а дальнейшие вычисления позволили понизить эту оценку к 1948 году приблизительно до массы Марса. В 1976 году Дейл Крукшенк, Карл Пилчер и Дэвид Моррисон из Гавайского университета впервые вычислили альбедо Плутона, найдя, что оно соответствует альбедо метанового льда. Исходя из этого было решено, что Плутон должен быть исключительно ярким для своего размера и потому не мог иметь массу больше, чем 1% от массы Земли.
Открытие в 1978 году спутника Плутона — Харона — позволило измерить массу системы Плутона, используя третий закон Кеплера. Как только гравитационное влияние Харона на Плутон было вычислено, оценки массы системы Плутон — Харон упали до 1,31·10 22 кг, что на четверть меньше массы Эриды и составляет 0,22% от массы Земли. Точное определение массы Плутона в настоящий момент невозможно, так как неизвестно соотношение масс Плутона и Харона. В настоящее время считается, что массы Плутона и Харона соотносятся в пропорции 89:11, с возможной ошибкой 1%. В целом возможная ошибка определения основных параметров Плутона и Харона составляет от 1 до 10%.

До 1950 года считалось, что по диаметру Плутон близок к Марсу (то есть около 6700 км), ввиду того, что если бы Марс был на таком же расстоянии от Солнца, то он тоже имел бы 15 звёздную величину. В 1950 Дж. Койпер измерил при помощи телескопа с 5-метровым объективом угловой диаметр Плутона, получив значение 0,23», которому соответствует диаметр в 5900 км. В 1963 году Холидей (Ian Halliday) предложил метод оценки диаметра Плутона на основании наблюдения из нескольких обсерваторий покрытия им звезды. Расчёты показали, что в ночь с 28 на 29 апреля 1965 года Плутон должен был покрыть звезду 15-й величины с экваториальными координатами: прямое восхождение — 11 ч 23 мин 12,1 с, склонение — 19°47’32»(1950), если бы его диаметр был равен определённому Койпером. Двенадцать обсерваторий следили за блеском этой звёздочки, но он не ослабел. Так было установлено, что диаметр Плутона не превосходит 5500 км. В 1978 году, после открытия Харона, диаметр Плутона был оценён как 2600 км. Позднее, наблюдения за Плутоном во время затмений Плутона Хароном и Харона Плутоном в 1985-1990 годах позволили установить, что его диаметр равен примерно 2390 км. В 2007 году радиус Плутона был определён в 1161 км, в 2014 году — 1184 км. Площадь поверхности Плутона составляет 16647940 км 2 (вероятно, вычислена исходя из среднего радиуса 1151 км), по другой оценке — 17900000 км 2 , в обоих случаях она сопоставима с площадью территории России.
С изобретением адаптивной оптики удалось точно определить и форму планеты.
Среди объектов Солнечной системы Плутон меньше по размерам и массе не только в сравнении с остальными планетами, он уступает даже некоторым их спутникам. Например, масса Плутона составляет лишь 0,2 от массы естественного спутника Земли Луны. Плутон также меньше шести естественных спутников других планет: Ганимеда, Титана, Каллисто, Ио, Европы и Тритона. Плутон более чем в два раза больше в диаметре и раз в четырнадцать массивнее Цереры, крупнейшего объекта в поясе астероидов (расположенного между орбитами Марса и Юпитера), однако, при приблизительно равных диаметрах, уступает в массе карликовой планете Эриде из рассеянного диска, обнаруженной в 2005 году.

Атмосфера Плутона — тонкая оболочка из азота, метана и монооксида углерода, испаряющихся с поверхностного льда. С 2000 по 2010 год атмосфера значительно расширилась за счёт сублимации поверхностных льдов. На рубеже XXI века она простиралась на 100-135 км над поверхностью, а по результатам измерений 2009-2010 годов — тянется более чем на 3000 км, что составляет около одной шестой расстояния до Харона. Термодинамические соображения диктуют следующий состав этой атмосферы: 99% азота, чуть меньше 1% моноокиси углерода, 0,1% метана. Когда Плутон отдаляется от Солнца, его атмосфера замораживается и оседает на поверхности. При приближении Плутона к Солнцу солнечное тепло разогревает его поверхность, льды сублимируются, превращаясь в газы. Это создаёт антипарниковый эффект: подобно поту, охлаждающему тело при испарении с поверхности кожи, сублимация производит охлаждающее действие на поверхность Плутона. Учёные недавно вычислили, что температура на поверхности Плутона 43 К (-230,1 °C), что на 10 К меньше, чем ожидалось. Верхняя атмосфера Плутона значительно теплее, чем поверхность, её температура составляет 100 К (-173°С).

Атмосфера Плутона была обнаружена в 1985 году при наблюдении покрытия им звёзд. Когда объект не имеет атмосферы, покрытие звезды происходит достаточно резко, в случае же с Плутоном звезда затемняется постепенно. В дальнейшем факт наличия атмосферы был подтверждён интенсивными наблюдениями за другими покрытиями в 1988 году. Как было установлено по коэффициенту поглощения света, атмосферное давление на Плутоне во время этих наблюдений составляло всего 0,15 Па, что составляет лишь 1/675 500 от земного. В 2002 году очередное покрытие звезды Плутоном наблюдалось и анализировалось командами под началом Брюно Сикарди из Парижской обсерватории, Джеймсом Л. Элиотом из МТИ и Джеем Пасачоффом из Уильямстаунского колледжа (Массачусетс). Атмосферное давление оценивалось на момент измерений в 0,3 Па, несмотря на то, что Плутон был дальше от Солнца, чем в 1988 году, и, таким образом, должен был быть более холодным и иметь более разреженную атмосферу. Одно из объяснений несоответствия состоит в том, что в 1987 году северный (или положительный) полюс Плутона впервые за 120 лет вышел из тени, что способствовало испарению дополнительного азота из полярных шапок. Теперь потребуются десятилетия, чтобы этот газ конденсировался из атмосферы.

В октябре 2006 Дейл Крукшенк из исследовательского центра НАСА (новый научный сотрудник миссии «Новые горизонты») и его коллеги объявили об открытии при спектрографии Плутона этана на его поверхности. Этан — производное от фотолиза или радиолиза (то есть химического преобразования при воздействии солнечного света и заряженных частиц) замороженного метана на поверхности Плутона; он выделяется, судя по всему, в атмосферу. В марте 2014 года были опубликованы данные, полученные Очень большим телескопом (VLT), об атмосфере Плутона и содержании метана в ней за период с 2008 года по 2012 год. Атмосфера состоит в основном из молекулярного азота, метана — 0,44%. Давление атмосферы составляет 15 микробар (1,5 Па).

Орбита Плутона значительно отличается от орбит планет Солнечной системы. Она сильно наклонена относительно эклиптики (более чем на 17°) и сильно эксцентрична (эллиптически). Орбиты всех планет (кроме Меркурия) Солнечной системы близки к круговым и составляют небольшой угол с плоскостью эклиптики. Большая полуось орбиты Плутона составляет 5,906 млрд км, или 39,482 а. е., но из-за большого эксцентриситета орбиты (0,249) расстояние Плутона от Солнца меняется от 4,437 млрд км в перигелии до 7,376 млрд км в афелии (29,7-49,3 а. е.). Свет проходит расстояние от Солнца до Плутона, соответственно, за 247 минут в перигелии и 410 минут в афелии. На 8 минут меньше требуется радиоволнам, чтобы пройти расстояние от Земли до космического аппарата, находящегося рядом с Плутоном, при противостоянии.

Источник