Разведка далеких планет

Похожая история произошла и с Седной: первоначально ее размер предполагался около 1700 км, а позже был снижен до 1200÷1600 км. Еще больше неопределенность у Варуны: за пять лет (2002–2007 гг.) оценка ее диаметра уменьшилась с 1000 до 500 км. Казалось бы, такие различия размеров не очень важны, но дело в том, что у многих крупных ТНО обнаружены спутники, наблюдение за движением которых позволяет очень точно определить массу главного тела. Если же мы ошибаемся при измерении его размера, скажем, на 30 %, то вдвое ошибаемся при вычислении объема, а значит, и средней плотности. А ведь именно средняя плотность характеризует состав и даже внутреннюю структуру твердого тела: 5÷6 г/см³ — у тела есть металлическое ядро, З÷4 г/см³ — каменистое тело типа астероида, 1÷2 г/см³ — льдистое тело типа ядра кометы. Иногда встречаются тела с плотностью менее 1 г/см³; их структура, по всей видимости, пористая. Пример — спутник Сатурна Гиперион, похожий на губку и имеющий плотность 0,57 г/см³.

Единственная транснептунная планета — карлик, размер которой удалось измерить весьма точно и даже получить грубое изображение поверхности, — это Плутон. В этом существенно помогли прохождения Харона на фоне Плутона, наблюдавшиеся в 1985–1991 гг.: закрывая часть диска планеты, спутник помог просканировать ее и по вариациям яркости и цвета восстановить размер и вид поверхности. Очень ценными оказались и снимки с космического телескопа. Правда, диск Плутона занимает всего несколько пикселей на ПЗС — матрице «Хаббла». Чтобы получить изображение, имеющее более высокое разрешение, нежели размер пикселя, был использован метод субрастрирования (dithering). Для этого получают несколько последовательных изображений, каждый раз сдвигая приемник на известное расстояние, меньшее размера пикселя. Комбинация полученных снимков дает изображение с «субпиксельным» разрешением. Но для его восстановления понадобилось 4 года непрерывной работы 20 компьютеров. Исходные снимки Плутона были сделаны «Хабблом» в 2002–2003 гг., а итоговое изображение впервые опубликовано лишь в 2010 г. (см. рис. 7.7 и с. 9 цветной вкладки).

Рис. 7.7. Наиболее четкое изображение Плутона, полученное по снимкам космического телескопа «Хаббл». Пока трудно судить, что представляют собой эти пятна на поверхности. Загадочное яркое пятно в центре, судя по цвету, покрыто замерзшей окисью углерода. Детали поверхности Плутона мы увидим в 2015 г., когда к нему приблизится зонд «New Horizons» (NASA).

Только точное измерение размера и массы тела позволяет вычислить его среднюю плотность, узнать характерный состав и решить, можно ли зачислить это тело в группу планет — карликов. Расчеты показывают, что ледяные тела принимают округлую форму при диаметре более 400 км, а льдисто — каменистые тела типа Цереры — при диаметре более 900 км. По этим параметрам в Солнечной системе пока насчитывается 5 карликовых планет (табл. 7.4 и 7.5), но нет сомнения, что их намного больше: за Нептуном, вероятно, обнаружатся сотни льдистых тел размером более 400 км. Уже обсуждается несколько кандидатов в карликовые планеты. Сейчас в списке первоочередников около дюжины объектов размером более 650 км, среди которых Седна, Варуна, Квавар, Иксион (Ixion), Орк (Orcus), Веста, Паллада, Гигия и другие крупные объекты пояса астероидов и ТНО.

Таблица 7.4

Планеты — карлики: параметры орбиты (Q иq— расстояние в афелии и перигелии; i — наклонение орбиты к эклиптике)

Название	Область движения	Q, а. е.	q, а. е.	i°	Р, лет
Церера (1 Ceres)	Пояс астероидов	3,0	2,5	10,6	4,60
Плутон (134340 Pluto)	Пояс Койпера	49,3	29,7	17,1	248,1
Хаумея (136108 Haumea)	Пояс Койпера	51,5	34,7	28,2	285,4
Макемаке (136472 Makemake)	Пояс Койпера	53,1	38,5	29,0	309,9
Эрида (136199 Eris)	Рассеянный диск	97,6	37,8	44,2	557

Таблица 7.5

Планеты — карлики: физические параметры

Название	Диаметр, Луна=1	Диаметр, км	Масса, Луна=1	Масса, 1021 кг	Плотность, г/см3	Период вращения, сут.	Число спутников
Церера	0,28	975	0,013	0,95	2,1	0,38	0
Плутон	0,69	2 300	0,178	13,1	2,0	6,39	3
Хаумея	0,33	1200	0,057	4,2	≈3	0,16	2
Макемаке	0,43	1500	≈0,05	≈4	≈2	0,32	0
Эрида	0,75	2 400	0,227	16,7	2,3	>0,33?	1