Період обертання навколо Плутона
6,39 земних діб
Плутон - найдальша планета. Від центрального світила він знаходиться в середньому в 39,5 рази далі, ніж наша Земля. Образно кажучи, планета рухається на периферії володінь Сонця - в обіймах вічного холоду і мороку. Тому-то вона і була названа на честь бога підземного царства Плутона.
Втім, так чи так уже темно на Плутоні насправді?
Відомо, що світло слабшає пропорційно квадрату відстані від джерела випромінювання. Отже, на небосхилі Плутона Сонце повинно світити приблизно в півтори тисячі разів слабкіше, ніж на Землі. І все ж воно там майже в 300 разів яскравіше, ніж у нас повний Місяць. З Плутона Сонце видно дуже яскравою зіркою.
Користуючись третім законом Кеплера, можна обчислити, що звернення по околосолнечной орбіті Плутон робить майже за 250 земних років. Його орбіта відрізняється від орбіт інших великих планет значною видовженістю: ексцентриситет досягає 0,25. Завдяки цьому відстань Плутона від Сонця змінюється в широких межах і періодично планета "заходить" всередину орбіти Нептуна.
Далі було помічено, що Плутон відчуває хоча і незначні, але строго ритмічні варіації блиску. Період цих варіацій дослідники ототожнюють з періодом обертання планети навколо осі. У земних одиницях часу він становить 6 діб 9 годин і 17 хвилин. Неважко підрахувати, що в Плутоновом році таких діб налічується 14 220.
Плутон помітно відрізняється від усіх далеких від Сонця планет. І за розмірами, і за багатьма іншими параметрами він скоріше схожий на захоплений в Сонячну систему астероїд (або систему з двох астероїдів).
Плутон знаходиться приблизно в 40 разів далі від Сонця, ніж Земля, тому, природно, потік сонячної променистої енергії на цій планеті більш ніж у півтори тисячі разів слабкіше, ніж на Землі. Однак це не означає, що Плутон обкутаний вічною імлою: Сонце на його небокраї виглядає більш яскравим, ніж Місяць для мешканців Землі. Але, звичайно, температура на планеті, до якої світло від Сонця йде більш п'яти годин, низька - її середнє значення порядку 43 С, так що в атмосфері Плутона, не відчуваючи скраплення, може залишатися тільки неон (більш легкі гази через малу силу тяжіння з атмосфери випаровуються). Діоксид вуглецю, метан і аміак тверднуть навіть при максимальній для цієї планети температурі. В атмосфері Плутона можуть бути і незначні домішки аргону, і ще в більш малих кількостях азоту. Тиск у поверхні Плутона по наявних теоретичних оцінках складає менше 0,1 атмосфери.
Дані про магнітне поле Плутона поки відсутні, але по теорії бароелектріческого ефекту його магнітний момент на порядок нижче, ніж у Землі. Приливні взаємодії Плутона і Харона повинні призводити і до виникнення електричного поля.
Плутон не може бути більше Місяця - такою була новий висновок фахівців. Але чим пояснити тоді неправильності руху Урана і Нептуна? Очевидно, їх рух обурює якесь інше, ще невідоме нам небесне тіло, а може бути, навіть кілька таких тіл.
З уточнених наземних спостережень радіус орбіти супутника відносно центру мас системи Плутон-Харон дорівнює 19 460 км (за даними орбітальної астрономічної станції "Хаббл" - 19 405 км), або 17 радіусів самого Плутона. Тепер стало можливим обчислити абсолютні розміри обох небесних тіл: діаметр Плутона склав 2244 км, а діаметр Харона - 1200 км. Плутон дійсно виявився менше нашого Місяця. Планета і супутник обертаються навколо власних осей синхронно з орбітальним рухом Харона, в результаті чого вони знаходяться один напроти одного одними і тими ж півкулями. У наявності результат тривалого приливної гальмування.
У 1978 з'явилося сенсаційне повідомлення: на фотографії, отриманої Д. Крісті за допомогою 155-сантиметрового телескопа, зображення Плутона виглядало подовженим, тобто мало невеличкий виступ. Це дало підставу стверджувати, що в Плутона є досить близько розташований від нього супутник. Цей висновок пізніше одержав підтвердження на знімках з космічних апаратів. Супутник, названий Хароном (відповідно до грецької міфології, таким було ім'я перевізника душ у царство Плутона Аїд через річку Стікс), має значну масу (близько 1/30 маси планети), знаходиться на відстані всього близько 20 000 км від центру Плутона й обертається навколо нього з періодом 6,4 земної доби, рівним періоду обертання самої планети. Таким чином, Плутон і Харон обертаються як ціле, і тому вони часто розглядаються як єдина подвійна система, що дозволяє уточнити значення мас і густин.
Отже, в Сонячній системі Плутон виявився другий подвійний планетою, причому більш компактною, ніж подвійна планета Земля-Місяць.
Вимірявши час, який витрачає Харон на повний оборот навколо Плутона (6,387217 доби), астрономи отримали можливість "зважити" систему Плутона, тобто визначити сумарну масу планети та її супутника. Вона виявилася рівною 0,0023 маси Землі. Між Плутоном і Хароном ця маса розподіляється наступним чином: 0,002 і 0,0003 маси Землі. Випадок, коли маса супутника досягає 15% від маси самої планети, є унікальним в Сонячній системі. До відкриття Харона найбільше відношення мас (супутника до планети) було в системі Земля-Місяць.
При таких розмірах і масах середня щільність компонентів системи Плутона повинна бути майже вдвічі більше щільності води. Словом, Плутон і його супутник, як і багато інших тіла, що рухаються на околицях Сонячної системи (наприклад, супутники планет-гігантів і ядра комет), повинні складатися в основному з водяного льоду з домішкою гірських порід.
Як бачимо, хоча Плутон і розташований в області панування планет-гігантів, але з ними його ніщо не ріднить. А ось з їх "крижаними" супутниками у нього багато спільного. Значить, Плутон був колись супутником? Але якої планети?
На це питання підказкою може служити такий факт. На кожні три повних оберти Нептуна навколо Сонця доводиться два таких же обороту Плутона. І не виключено, що у віддаленому минулому у Нептуна крім Тритона був ще один великий супутник, якому вдалося здобути свободу.
Але яка сила змогла викинути Плутон з системи Нептуна? "Порядок" в системі Нептуна могло порушити пролітає повз масивне небесне тіло. Однак події могли розвиватися і по іншому "сценарієм" - без залучення обурює тіла. Небесномеханіческіе розрахунки показали, що зближення Плутона (тоді ще супутника Нептуна) з Тритоном могло настільки змінити його орбіту, що він пішов зі сфери тяжіння Нептуна і перетворився в самостійного супутника Сонця, тобто в самостійну планету.