Теперь мы знаем, как они выглядят — Плутон и его спутник Харон (справа, вверху), которые находятся в 12 000 раз дальше, чем Луна от Земли
Самая дальняя за всю историю фотосессия случилась этим летом в 4 миллиардах 800 миллионах километров от Земли. Ее герои — карликовая планета Плутон со спутниками — в 12 тыс. раз дальше от нас, чем Луна, поэтому в телескопы — что наземные, что орбитальные, — мало что можно увидеть. С 1930-го по 2006 год Плутон официально считался девятой планетой, и если для остальных восьми во всех учебниках имелись красочные фото на разворот — Сатурн с кольцами и голубым огнем полярного сияния над полюсом, полосатый Юпитер с зигзагообразными облаками вокруг Большого красного пятна, — то Плутон традиционно изображали в виде мутной точки.
Зонд New Horizons, который должен был положить конец неясности, отправили к Плутону в январе 2006 года на борту 575-тонной ракеты, и полет длился 9,5 лет. А вот период, когда космический аппарат мог разглядеть свою цель во всех подробностях, был коротким.
4 млрд 800 млн км от Земли
Вся операция по детальной фотосъемке, к которой астрономы готовились несколько десятилетий, продлилась около пяти часов. В кульминационный момент, 14 июля, в 11 часов 49 минут и 57 секунд по Гринвичу, зонд New Horizons подлетел к Плутону на минимальное за годы пути расстояние в 12 500 километров. Через 14 минут, в 12:03, зонд максимально сблизился со спутником Плутона Хароном. В 12:51 New Horizons, Плутон и Солнце оказались на одной линии — и зонд сделал тот самый знаменитый снимок, напоминающий фотографию солнечного затмения, где вокруг черного диска планеты колышется ореол из его подсвеченной невидимым Солнцем атмосферы. В 14:17 тот же фокус удалось повторить с Хароном. Закончив основную часть работы, зонд улетел, не сворачивая и не останавливаясь, дальше, в космическую пустоту, где по крайней мере до 2018-го или 2019 года ничего нового не увидит.
Белый «регион Томбо» на Плутоне на снимке напоминает сердце, его диаметр 1600 км
Что увидели
За эти несколько часов о Плутоне узнали больше, чем за 85 лет с момента его открытия. На первых же снимках ученые из команды New Horizons в Мэриленде (США) увидели скалы из чистого льда высотой в 3500 метров и возрастом, вероятно, в миллионы лет: при средней температуре поверхности в -229 0C водяной лед не уступает в твердости и постоянстве формы граниту. Разглядели дымку, которая поднимается на 80 км над поверхностью планеты. Опознали ледники из замерзшего азота, способные медленно ползти или, как говорят геологи, течь.
Стоят ли эти красочные подробности $700 млн долларов, потраченных на проект?
Плутон интересен ученым не сам по себе, а как первое самостоятельное тело из так называемого «пояса Койпера», которое удалось изучить. «Пояс» — это гигантское облако неизрасходованного в далеком прошлом стройматериала для планет на окраине Солнечной системы. Заглянуть сюда интересно с археологической точки зрения — как в квартиру парижского художника, которую закрыли на ключ сто лет назад и с тех пор не отпирали.
Здесь есть тела диаметром в сотни и даже в тысячи километров. Когда планеты и Солнце только формировались из диска газа и пыли, этим «транснептуновым объектам» не повезло — они так и остались полуфабрикатами. «Плутон — это сильно недоделанная Земля», — говорит Александр Базилевский, глава Лаборатории сравнительной планетологии ГЕОХИ РАН.
Земля, как и Венера с Марсом, больше четырех с половиной миллиардов лет назад в процессе роста прошла через стадию протопланеты, на которой Плутон застрял. Он, как и положено протопланетам, тоже успел поделиться на слои (тяжелое вещество — ближе к центру, легкое — ближе к поверхности) и даже приобрести форму шара. Но, в отличие от Земли, Марса или Венеры, не справился с последней задачей: зачистить орбиту от конкурентов и нарастить вес за их счет — из-за чего Международный астрономический союз в 2006 году и отказался считать Плутон настоящей планетой.
Словом, ученым было любопытно поглядеть, чем заканчивают планеты-неудачники, прошлое которых так похоже на наше.
Геологически живой
Бомбардировка делает разные места одинаковыми. Плутон должен был в очередной раз это подтвердить: когда вы большой холодный камень радиусом в 1185 км на задворках Солнечной системы, то кроме метеоритной бомбардировки в вашей жизни ничего не происходит. По крайней мере, последние 4 млрд лет. Это на Земле текут реки и извергаются вулканы, а здесь нет никаких других процессов, способных поменять ландшафт.
Поэтому, когда зонд New Horizons приближался к цели, астрономы рассчитывали увидеть типичные лунные пейзажи — кратеры, кратеры и еще раз кратеры от врезавшихся в поверхность метеоритов. «Есть такой простой признак: если тело уже достаточно давно без внутренней активности, то на нем довольно много ударных кратеров», — объясняет Базилевский.
На живом раны легко затягиваются. Это верно и для небесных тел. Типичный механизм «затягивания ран» — криовулканизм: «Попросту говоря, излияние воды из недр. На Земле из глубоких недр изливается лава, и на Луне раньше так было. А на ледяных телах — вода». Вода и способна смыть со временем следы метеоритной бомбардировки. Как земные дожди, реки и океан сделали еле заметным 180-километровый кратер Чиксулуб в Мексике от удара астероида, убившего динозавров 65 млн лет назад.
Плутон перестали считать «геологически мертвым телом» сразу после того, как New Horizons прислал свои снимки. На фото есть огромный (диаметром в 1600 км) белый «регион Томбо» в форме сердца — без заметных кратеров — и молодые, по геологическим меркам, ледяные горы Норгея 3,5-километровой высоты: по всей вероятности, они вулканического происхождения.
«Геологически живой» Плутон — главное открытие космической миссии, и это трудно объяснить. Для криовулканизма и прочей геологической активности нужно внутреннее тепло — как в случае Земли с ее раскаленными ядром и мантией. Вулканы на Камчатке и в Индонезии извергаются только потому, что в толще оболочек планеты идет радиоактивный распад урана и тория с мощным разогревом. А в недрах Плутона радиоизотопам взяться неоткуда — он слишком легкий для того, чтобы содержать породы, где такие элементы встречаются.
Зонд New Horizons («Новые горизонты»)
летел к Плутону на борту ракеты 9,5 лет
Слегка комета
Если бы на Земле через два года осталось вдвое меньше воздуха, это была бы необратимая катастрофа. А для Плутона это обычное дело: его атмосфера, состоящая в основном из азота, вымерзает и оседает в виде льда на поверхности у нас на глазах: за два года наблюдений вес атмосферы уменьшился вдвое.
Атмосфера не только вымерзает, но и испаряется в космос со скоростью полтонны в секунду. Точнее, ее сдувает с Плутона солнечным ветром — потоком заряженных частиц, которые испускает Солнце. Газ превращается в плазму, и эту плазму New Horizons обнаружил рассеянной на расстоянии от 77 тыс. до 109 тыс. км от малой планеты. Другими словами, за Плутоном, как за кометой, тянется длинный газовый хвост.
Знание о том, как ведут себя разные газы на других планетах, может иметь прямые практические последствия для Земли. Александр Базилевский вспоминает, как космические аппараты еще в XX веке исследовали теплоперенос в атмосфере Марса: «У нас на Земле как? Идет теплый фронт, идет холодный фронт, движутся воздушные массы. А на Марсе излучение их обгоняет. Атмосфера жиденькая, излучение проходит легко». Эффект, который называют «лучистым переносом», на Марсе оказался самым главным. «И когда его стали учитывать уже в моделях атмосферы Земли, прогнозы погоды улучшились», — подытоживает Базилевский.
Мордор и регион Ктулху
Благодаря экспедиции New Horizons у картографов появилась новая неразмеченная территория размером с Россию (площадь поверхности Плутона — 16,65 млн км2 — отличается от площади страны на доли процентов) или с бывшим СССР, если принимать в расчет поверхность Харона и других спутников. Предвидя, что кратерам, ущельям и равнинам придется давать названия, в апреле NASA объявило открытый — для всех желающих — конкурс топонимов для тел системы Плутона.
Поскольку Плутон у греков бог подземного мира и смерти, от новых названий требовалось одно — больше ада. То есть инфернальности. Поэтому, когда в июле были опубликованы первые карты Плутона и его главного спутника Харона, здесь нашлось место региону Ктулху, кратеру Рипли (в честь главной героини «Чужого»), кратеру Вейдера (в честь Дарта Вейдера из «Звездных войн»). Часть названий вполне вписывается в традиционную демонологию: на картах есть равнина имени греческого бога огня Вулкана и область Менг-По (так зовут буддийскую богиню забвения и потери памяти). И, разумеется, не обошлось без Мордора («Властелин колец» Толкина) — когда список топонимов утвердит Международный астрономический союз, это станет официальным названием зоны вокруг южного полюса Харона.
Американские ученые запросто могли бы последовать логике советских исследователей, которые в свое время умудрились назвать природный феномен «трещинным Толбачинским извержением имени 50-летия Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН». Но почему-то решили поступить иначе. Идея, что наука не обязана разговаривать на языке официоза, а астрономы живые люди, которые смотрят «Звездные войны» и читают фантастов, — пожалуй, еще одно важное открытие, которым мы обязаны New Horizons.
Фото: solarsystem.nasa.gov
