Астрономы представили самый подробный на данный момент атлас Плутона. На карликовой планете происходят стремительные перемены, разобраться в природе которых ученые смогут лишь в 2015 году с помощью космического аппарата New Horizons.
Хотя Плутон и лишился статуса полноценной планеты, он все равно остается одним из самых интересных тел Солнечной системы. Исследования этого далекого мира продолжаются, и накануне вечером ученые Юго-западного исследовательского института (Southwest Research Institute) представили лучший на сегодняшний день атлас этого небесного тела. Таким он, скорее всего, и останется на ближайшие пять лет – до тех пор, пока космический аппарат New Horizons, преодолевший недавно половину своего пути, не пролетит мимо Плутона в 2015 году.
Холодный угарный
Новые карты рассчитаны на основе фотографий карликовой планеты, полученных Улучшенной камерой для обзоров ACS (Advanced Camera for Surveys) космического телескопа имени Хаббла. На ней легко можно различить детали поверхности размером в сотни километров и получить примерное представление об истинной палитре небесного тела – настолько, насколько цветовые фильтры «Хаббла» соответствуют чувствительности разных типов колбочек в человеческом глазу.
Хорошо заметно, что поверхность Плутона покрывают обширные рыжеватые области, словно разлитые по темной, почти черной подложке. Не исключено, правда, что все как раз наоборот, и на деле мы видим разливы какого-то темного вещества по красновато-желтой поверхности: большая часть карликовых планет за орбитой Нептуна имеет именно рыжевато-коричневый оттенок, хотя как он распределен по этим небесным телам, неизвестно.
Ученые полагают, что и темные, и сравнительно светлые области – это несложные углеводороды, которые то разрушаются под действием солнечного ультрафиолета, то замерзают вновь. Средняя температура на поверхности Плутона – всего 40 градусов выше абсолютного нуля (-233°С), и неоднородности окраски особо не влияют на это значение.
Точный состав большинства элементов поверхности неизвестен, хотя поворот Плутона то одним, то другим боком коррелирует с появлением в спектре небесного тела следов некоторых конкретных веществ – например, угарного газа. Отсюда ученые заключают, что на соответствующем боку есть пятно, в котором много этого вещества.
Подгонка по кругу
Даже феноменально острое зрение лучших фотокамер «Хаббла» не позволяет разрешить планету больше чем на несколько пикселей. Понять по ним, как эта планета выглядит – все равно что разглядывать сторожевой корабль, который ваша бабушка увидела на горизонте черноморского курорта и сняла на «мыльницу» при максимальном зуме. Какое-то непонятное пятно: вроде бы оно есть, но поверить, что это корабль, почти невозможно.
К счастью, Плутон, в отличие от корабля, вращается, и с каждым новым снимком свет от каждого участка его поверхности перемещается с одного пикселя на другой, так что от фотографии к фотографии яркость отдельных участков плутонова диска меняется. Если собрать очень много снимков, можно подобрать такую карту, которая наилучшим образом описывает все эти фотографии с учетом вращения карликовой планеты. Именно этим и занимались Буйе и его коллеги.
Задача, между прочим, не из простых. Чтобы решить ее, ученым пришлось разработать сложный математический алгоритм и загрузить расчетами 20 полноценных компьютеров одновременно. В общей сложности работа заняла четыре года. Подивиться на те исходные данные, из которых астрономы «сделали конфетку», можно на домашней странице Марка Буйе.
Время перемен
Помимо снимков 2002-2003 годов ученые обработали и более ранние данные, полученные в середине 1990-х годов. Меньше чем за десять лет поверхность замороженной планеты сильно изменилась. В целом планета заметно покраснела, при этом экваториальные области и южное полушарие потемнели, а в северном появилось больше рыжих участков и даже яркое белесое пятно в районе полюса. Что это за пятно и как оно появилось, ученые сказать не могут. Хоть и подозревают, что видят свежий углеводородный лед на поверхности.
На Плутоне сейчас как раз завершается смена сезонов, и происходит это гораздо быстрее, чем можно было бы предположить из периода его обращения вокруг Солнца, который составляет 248 лет. Плутон крутится по сильно вытянутой орбите и недавно как раз прошел перигелий (ближайшую к Солнцу точку орбиты), вблизи которого угловая скорость его движения почти вдвое выше, чем в афелии (самой далекой от светила точке).
Вблизи перигелия карликовая планета повернута к Солнцу своим северным полушарием, так что именно здесь сейчас завершается весна и начинается лето. Лето это будет гораздо жарче, чем в южном полушарии, но пройдет быстрее (на Земле в современную эпоху все наоборот и выражено намного слабее). Обратно в южное полушарие оно вернется к концу XXI века – и будет здесь длиннее, хотя и не такое жаркое.
Впрочем, говорить о жаре при температуре ниже -200°С, может, и не так уместно. Все-таки не очень хорошее здесь лето. К тому же, не исключено, с обильными осадками – по крайней мере, за последние 20 лет плотность атмосферы на Плутоне увеличилась примерно вдвое; это, подозревают астрономы, также связано с приближением карликовой планеты к Солнцу и с соответствующим прогревом поверхности.
Пять лет превосходства
Полученной Буйе и его коллегами карты не хватит, чтобы покрыть глобус Плутона – участок в районе южного полюса остается белым пятном, поскольку сейчас смотрит в сторону, противоположную Солнцу, и последние годы не виден с Земли. Однако эта карта пригодится для составления научной программы миссии New Horizons.
Этот космический аппарат не собирается выходить на орбиту вокруг Плутона – он несется мимо со слишком большой скоростью, чтобы затормозить возле карликовой планеты. Поэтому все съемки будут производиться единственный раз. Чтобы выяснить, что, когда, и с какой экспозицией снимать (дабы не передержать и не недодержать снимок), как раз и потребуются карты планеты. Кроме того, у ученых пока еще есть шанс скорректировать траекторию New Horizons, чтобы он пролетел над самыми интересными районами.
Произойдет это 14 июля 2015 года около полудня по всемирному времени. До мая того же года, когда разрешение камер космического аппарата впервые превзойдет способности хаббловского телескопа, нынешняя карта останется самым подробным изображением Плутона.
