Результаты облёта Плутона с точки зрения астрофизика

Космический аппарат NASA «Новые горизонты» максимально сблизился с Плутоном, пролетев в 12 550 километрах от карликовой планеты за орбитой Нептуна, собрав для нас море данных и сделав первый цветной снимок этого далекого экс-члена нашего планетарного клуба.

Астрофизики по всему миру с нетерпением ожидали, что же эта миссия, самая далеко идущая в своем роде, раскроет об образовании Солнечной системы, о самой планете, о поясе Койпера, о его расположении. Также предмет интереса представляют необычные бинарные отношения Плутона с его крупнейшей луной Хароном.

«Новые горизонты», запущенный в 2006 году, пролетел почти 5 миллиардов километров ради этой встречи и уже предоставил точное измерение диаметра Плутона, подтвердив, что тот является крупнейшим объектом в поясе Койпера. Он также определил, что лед из азота и метана расположен на полюсах планеты, и, что более важно, еще предоставит детальные снимки Плутона и Харона.

Скотт Кеньон из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики поделился своим мнением по поводу облета в интервью Gazette.

Есть чувство волнения у сообщества астрофизиков?

Для тех из нас, кто работает над планетарной наукой Солнечной системы и экзопланет, это возбуждение, поскольку мы впервые имеем возможность взглянуть на ледяную планету, вокруг которой нет никакого газа. Считается, что в процессе образования планет, среди газовых гигантов, от Юпитера до Нептуна, появляется несколько ледяных шариков размером с Землю. У нас появилась возможность взглянуть на один такой.

Что еще важного в этой миссии?

Думаю, есть ряд вещей, которые делают Плутон интересным. Это самый крупный — насколько нам известно — объект в поясе Койпера, по крайней мере в физическом измерении. Объекты пояса Койпера — это набор объектов за пределами орбиты Нептуна, которые являются самыми холодными, поздно рожденными и примитивными объектами в Солнечной системе. Поэтому глядя на один из таких и измеряя его состав, топографию или соотношение аммиака, метана, воды и льда, мы узнаем больше о ранних условиях внешних частей Солнечной системы.

Опять же, Плутон — бинарный мир. Центр масс Плутона-Харона за пределами Плутона, поэтому эта система отличается от Земли-Луны, у которой центр масс лежит внутри Земли. И есть четыре малых спутника, вращающихся вокруг этой бинарной группы, и это расскажет нам еще немного о том, как формируются планеты в бинарных системах звезд. Спутник «Кеплер» тоже начинает это исследовать. Но Плутон мы можем посетить и изучить в деталях.

Вы проводите работы с этим напрямую?

Да, вместе с моим коллегой Беном Бромли из Университета Юты.

Как это вписывается в вашу работу?

Это своего рода тест. Мы делаем численные модели формирования и эволюции планетарных систем. Простейшие расчеты, проделанные нами для системы Плутона, теоретизируют, что происходит после гигантского столкновения, которое должно было породить бинарную систему Плутон — Харон.

Плутон и Харон образовались в отдельных местах Солнечной системы; Харон скользнул по поверхности Плутона, выбросил кучу мусора и стал связанным с Плутоном. Куча выброшенного материала стала четырьмя спутниками. Мы проделали расчеты того, как это произошло. То, как спутники на самом деле выглядят на своих орбитах, их состав — все это умещается в рамках наших теоретических моделей.

Кроме того, важно обнаружить и другие спутники. Важно выяснить, сколько спутников у Плутона, насколько они массивны — все это также внесет информационный вклад в модель столкновения и его последствий.

Сам факт того, что существует четыре ледяных тела, обращающихся вокруг бинарной системы, ограничивает наши модели того, как формируются планеты в бинарных системах. Они упакованы плотно. Вы не можете поместить еще один спутник в систему между внешним, Стиксом, и внутренним, Гидрой, чтобы он был стабилен в течение долгого времени. И есть планетарные системы, где вы вообще не можете поместить еще одну планету.

Мы изучаем то, как происходят такие вещи. Мы, как теоретики, пытаемся связать формирование Плутона и его эволюцию с тем, как эволюционируют и формирутся экзопланеты. Все, что связано с составом, формой, размером, вращением, — все это будет информировать и ограничивать наши модели.

Как вы относитесь к виду этих снимков? Это самые подробные снимки, которые мы видели.

Что ж, они крутые. Они постепенно становятся чем-то большим, чем просто небольшими точками света. Космический телескоп сделал несколько наблюдений 10 лет назад, когда Плутон и Харон взаимно затмили друг друга. Тогда мы составили 4-, 5-, 6-пиксельные карты этих тел. У них было несколько темных пикселей и несколько светлых. Теперь мы видим кратеры и равнины, ущелья и горы.

Но как только мы получим все снимки облета и подробные карты, будет весьма интересно искать эквивалент трещин вроде тех, что мы видели на галилеевых спутниках Юпитера, гейзеров вроде тех, что мы видели на спутниках Сатурна и Юпитера. Все это будет интересно — собрать полную карту увиденного и сравнить с ледяными лунами Сатурна и Юпитера.

Будете ли вы с нетерпением ждать публикации данных?

Я планирую быть в полной готовности к ним. По наземным измерениям Плутона и Харона можно судить, что Плутон по большей части представлен замороженным азотом, метаном и аммиаком. Харон по большей части наполнен водой, тоже замороженной. Любопытно то, что у них уже прослеживается разница. Будет интересно найти сходства. Не думаю, что по этим снимками мы узнаем все данные, но отличия проступят отчетливо. Мы уже видим, что Плутон теплого персикового цвета, а Харон — серый. Но на обоих телах есть светлые и темные пятна.

источник

и