Плутон и Харон — это очень интересная система в Солнечной системе, потому что эти два объекта близки по размеру, по массе, то есть это двойная система. Мы знаем, например, что наша Земля и Луна — это тоже двойная система. В астрофизике двойных систем очень много. Звезды преимущественно рождаются не в одиночку, а парами, тройками и так далее. А вот в самой Солнечной системе, по-видимому, это такая уникальная система, когда их масса и размеры близки (Харон — это спутник Плутона). До недавнего времени эта система была единственная в нашей Солнечной системе, которую не посетили космические аппараты. Плутон, у которого достаточно эллиптическая орбита, расположен где-то от 35 до 40 астрономических единиц, то есть очень далеко от Солнца. И, естественно, даже используя все современные телескопы и так далее, мы этот объект видели просто как размытое пятнышко.

Когда мы, используя космический телескоп Хаббла, получали наблюдения Плутона, мы видели, что у него есть атмосфера и тот небольшой диск размером, может быть, с копеечную монету — его светимость чуть-чуть менялась. И это все, что мы знали про этот объект. Были некие оценки размеров и так далее. Мы знали об атмосфере, о том, что у него есть атмосфера, состоящая из молекулярного азота и метана, и что во время его движения по орбите, когда он уходил далеко от Солнца, эта атмосфера могла даже вымерзать на поверхности. Естественно, были построены некие теоретические модели, которые предсказывали, что меняется, были некие догадки о поверхности, что это, по-видимому, покрыто льдами и так далее, но не более того. У Плутона сложная история. Он когда-то был открыт как девятая планета нашей Солнечной системы.

Рекомендуем по этой теме:
2702
Горячие планетные короны

В 2006 году его разжаловали в карликовые планеты, потому что начиная с 1980-х годов был открыт пояс Койпера, где оказалось достаточно много тел, похожих на Плутон как по размерам, так и, по-видимому, по структуре, и поэтому решили отнести этот объект — он ничем не отличается от других объектов — в пояс Койпера. Это все, что было известно. Год на Плутоне — это 248 лет на Земле, и, когда он уходит к 45 астрономическим единицам, туда долететь гораздо сложнее. Поэтому неожиданно, по-моему, в начале 2000-х годов возникла идея послать довольно быстрый аппарат, чтобы в конце концов рассмотреть и этот объект нашей Солнечной системы.

Таким образом, возникла миссия New Horizons. Насколько я помню, в 2007 или 2009 году она была запущена и в июле 2015 года достигла системы Плутона. Эта миссия пролетная, так как она была сформирована в ускоренном темпе: космический аппарат пролетел, и все время таких близких измерений занимало несколько часов. Сейчас она углубляется в пояс Койпера, идет туда, на окраины Солнечной системы. Но при подлете камеры работали, и за несколько месяцев сближения и пролета системы Харон — Плутон этим космическим аппаратом были получены совершенно уникальные и неожиданные данные. Одно дело — когда мы строим модели и по аналогии высказываем какие-то гипотезы. Прежде всего, оказалось, что мы наконец увидели поверхность этого объекта, мы получили снимки.

Поверхность совершенно потрясла всех специалистов по исследованию Солнечной системы, и, конечно, многие годы наперед эта тема будет очень актуальной для планетных геологов и так далее. Мы увидели, что на поверхности есть относительно молодые с точки зрения геологических времен структуры. Это не замерзший, а с самого начала холодный объект, до сих пор живущий: что-то происходит, есть некая тектоника, некие изменения на поверхности. Есть старые элементы поверхности, где много кратеров, как, допустим, на нашей Луне, а есть относительно молодые структуры на поверхности, в частности так называемая сердцевидная структура (ее назвали сердцем Плутона) — это такая большая равнина, которая неофициально называется еще и спутниковой. Это один из самых больших ледников нашей Солнечной системы размером порядка тысячи километров, но ледник не водяного льда, а метана. Это очень далеко, очень низкие температуры — порядка 40 градусов Кельвина, то есть это ниже чем -200 °C, гораздо холоднее, чем в Антарктиде, одно из самых холодных мест в Солнечной системе. Но тем не менее там что-то происходит на поверхности, в атмосфере и так далее. Обнаружили горы, причем достаточно высокие, вплоть до 3000 метров, но они состоят не из силикатов и гранита, а изо льда, водяного льда.

При таких низких температурах водяной лед крепче, чем камень. И вершины этих гор покрыты снегом из метана, имеющего голубоватый цвет (метановый лед характеризуется голубоватым цветом). Снимки, которые получены, совершенно потрясающие. Все это похоже, конечно, на нашу Землю, но вещества совсем другие и другие структуры. Это двойная система, и строились гипотезы, какая атмосфера может быть, существует ли обмен веществом между Плутоном и Хароном (это большой спутник, диаметр которого порядка 1000 километров, а сам Плутон порядка 2300–2400 километров в диаметре, и они сравнимы по размерам и находятся в так называемом приливном захвате, то есть, как наша Земля и Луна, смотрят друг на друга только одной стороной). И когда пролетал космический аппарат New Horizons, то мы получили информацию только с этих освещенных Солнцем поверхностей, частей, полушарий этих двух объектов.

Харон оказался очень удивительным телом: размеры довольно большие, но абсолютно без атмосферы. И когда мы получили первые съемки, возникло такое ощущение, будто он разорван на две части. Там огромные каньоны, гораздо больше каньонов на Земле, они очень глубокие, до семи километров, а шириной чуть ли не до ста километров. Это говорит нам о чем? О том, что, по-видимому, этот спутник Плутона, Харон, когда-то раньше обладал океаном внутри, когда формировался в самом начале Солнечной системы, но тех радиоактивных веществ, тех источников тепла, которые поддерживали этот жидкий океан, было недостаточно, тогда он замерз. А мы знаем, что когда тело замерзает, то объем льда больше, чем объем воды, и, по-видимому, где-то по экватору этот спутник был разорван, а каньоны — это следствие. Во-вторых, у него совершенно неожиданные образования на его Северном полюсе — коричнево-красная шапка. Это не льды, как на Земле, Марсе и на том же Титане, а это покрыто неким красным веществом.

Оказалось, что это так называемые толины — нерастворимые углеводороды, и они образовались за счет убегания атмосферы Плутона: метан и молекулярный азот оседали на поверхности Харона, и под воздействием ультрафиолетового вещества образовались нерастворимые твердые углеводороды. Харон оказался очень удивительным объектом, и мы будем изучать его еще долго, так как информация со спутника New Horizons поступала буквально до октября. Фотографии, которые были сделаны, измерения — всю эту информацию компьютер на борту спутника передавал почти целый год после пролета, потому что это очень далеко, сигнал идет очень долго. Есть некие горные структуры на этом спутнике из водяного льда, есть равнины, покрытые льдами метана и молекулярного азота. Метан и молекулярный азот замерзают при гораздо более низких температурах, чем водяной лед, и поэтому они где-то снаружи оседают, скажем, вымерзают из атмосферы попозже, чем водяной лед, и, по-видимому, обладают большей пластичностью. Поэтому такие молодые структуры и формируются на поверхности Плутона.

Что мы еще узнали из этой миссии об атмосфере? Некие представления об атмосфере мы имели (в частности, они вытекали из тех теорий, которые существовали) и полагали, что она должна довольно эффективно теряться, так как гравитация у Плутона, этого небольшого объекта, не очень большая. Были даже очень красивые теоретические модели, говорившие о том, что между Хароном и Плутоном формируется совместная атмосфера довольно изящной, своеобразной формы (в виде восьмерки, например). Все оказалось не так. Атмосфера есть, атмосфера довольно сильно связана с самим объектом, Плутоном, и скорость потери очень мала. Это открытый вопрос, почему так, и мы должны разобраться. Также мы измеряли воздействие солнечного ветра: что происходит с атмосферой Плутона при воздействии солнечного ветра? И мы полагали, что солнечный ветер — это тоже один из важнейших факторов, который должен приводить к потере атмосферы. Оказалось, что это не так.

Рекомендуем по этой теме:
22537
Пояс Койпера

Взаимодействие существует, но оно гораздо слабее, чем предсказывали все теоретические модели. Этот удивительный мир, холодный, казалось бы, совершенно неинтересный с точки зрения глобальных вопросов современной астрофизики (как формируются планеты, как образовалась жизнь и так далее), оказался совсем не таким, а очень интересным для нас. И те геологические процессы, та химия, достаточно сложная, которая протекает (на поверхности формируется много довольно сложной органики), те процессы и те структуры, которые на таких объектах формируются, — это новые знания для исследования Солнечной системы. И мы будем с интересом ждать дальнейших результатов миссии New Horizons, которая где-то 1 января 2019 года пролетит мимо еще одного объекта из пояса Койпера. Мы увидим, наверное, получим какую-то новую информацию об окраинах Солнечной системы.