Гидра (луна) — hydra (moon)

Гидра

Если внимательно рассмотреть существующие снимки, то можно увидеть, что Гидра располагается в той самой плоскости, что и спутник Харон. Расстояние между Плутоном и Гидрой примерно составляет 65 тысяч километров. О точных размерах этого спутника данных нет. Ученые лишь предполагают, что величина его диаметра находится в пределах от 52 до 160 километров.

Поверхность Гидры более яркая, чем у Никты. Примерно на 25 %. Это говорит о том, что ее отражательная способность выше, а значит, размеры больше. Свое название спутник получил в честь чудовища из греческой мифологии, имеющего сто голов.

Сколько же карликовых планет в Солнечной системе

На этот вопрос пока ответить очень трудно. Ученые еще не до конца исследовали окраины нашей звездной системы, и, по их расчетам, там могут скрываться десятки и даже сотни подобных объектов. Но на данный момент официально признаны только 6 – Плутон, Церера, Эрида, Хаумеа, Макемаке и Седна. При этом Плутон перешел в эту группу из полноценных планет, а все остальные – из астероидов различных классов.

Где находятся карликовые планеты? Наибольшая концентрация планетарных карликов и претендентов на это звание наблюдается в поясе Койпера. Лишь Седна расположилась в облаке Оорта, а Церера – в астероидном скоплении между Марсом и Юпитером. За счет большой удаленности от Солнца и большому количеству небесных тел по соседству, эти объекты трудно изучать. Это объясняет тот факт, что большинство из них были открыты в 21 веке уже после изобретения мощных оптических систем.

В определении карликовых планет нет указаний на пределы массы и размера объекта, попадающего в эту группу. Даже если тело с подходящими параметрами будет больше Меркурия, оно будет считаться планетарным карликом. Однако, по мнению экспертов МАС, оно должно быть в размере не менее 800 км и весить более 5*1020кг.

По химическому составу все карликовые планеты разняться между собой. Но для всех представителей этой группы характерно наличие льда в поверхностном слое. Он может покрывать объект сплошной коркой или присутствовать в виде большого числа вкраплений в породах. Изучить внутреннее строение удалось только у Цереры, т.к. остальные карлики расположены слишком далеко от Земли.

Разберем кратко особенности каждой из карликовых планет

Показывая свой возраст

Хаббл демонстрирует признаки преклонного возраста.

Например, летом 2021 года телескоп отключился на месяц из-за проблемы с его основным компьютером полезной нагрузки.

Команда Хаббла решила проблему, переключившись на резервное оборудование.

Но всего через несколько месяцев, в октябре 2021 года, возникла проблема с синхронизацией внутренних сообщений Хаббла, из-за чего все пять научных инструментов обсерватории перешли в защитный «безопасный режим».

Команде миссии удалось снова подключить все инструменты к сети в течение следующих нескольких месяцев.

Если вы пессимист, то можете посмотреть на такие глюки и сделать вывод, что Хаббл может быть на последнем издыхании.

Если вы оптимист, вы можете сосредоточиться на успехе усилий по устранению неполадок и на том факте, что команда Хаббла столкнулась со многими такими проблемами за последние три десятилетия и преодолела их все.

Правда в том, что никто точно не знает, как долго Хаббл сможет продолжать изучать космос.

Инженерные исследования показывают, что различные системы Хаббла просуществуют до 2025 года и, возможно, дольше, но это всего лишь оценка.

Долгожданный преемник Хаббла, космический телескоп Джеймса Уэбба (James Webb) стоимостью 10 миллиардов долларов, уже запущен.

«Уэбб» стартовал 25 декабря 2021 года и прибыл в конечный пункт назначения, точку Лагранжа 2 Земля-Солнце, месяц спустя.

Ожидается, что Уэбб начнет научную работу летом 2022 года.

Астрономы рады использовать Уэбб и Хаббл в тандеме.

Уэбб будет наблюдать за Вселенной в инфракрасном свете, в то время как Хаббл наиболее силен в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах, поэтому изучение одних и тех же объектов и явлений в обеих обсерваториях даст массу информации и знаний, заявили представители НАСА.

Характеристики Гидры

Система небесных тел Плутона относится к одной из самых непростых во вселенной — сложнее могут быть только отдельные объекты вроде тройного астероида (87) Сильвия. Масса Плутона всего в два раза больше Харона — из-за этого они оба вращаются вокруг общего центра массы. А если учесть то, что они вместе с другими спутниками еще и двигаются вокруг Солнца — представляете, какой получается бардак?

Спутник Плутона Гидра

При этих всех сложностях, Гидру сумели открыть еще в 2005 году при помощи орбитального телескопа «Хаббл». Но даже его мощности не позволяли увидеть спутник иначе, чем как тусклую звездочку. Используя теоретические инструменты физики, астрономы на Земле сумели довольно подробно рассчитать характеристики Гидры — а зонд «Новые горизонты» летом 2015 подтвердил их догадки и дополнил новыми фактами. На сегодняшний день известно следующее:

Примерный диаметр Гидры — 42 километра. С учетом неправильной формы спутника, ее площадь составляет около 5500 квадратных километров — на 2000 квадратных километров меньше площади Шанхая.
Альбедо Гидры очень высоко — светоотражаемость луны составляет 50%, уступая в системе только Плутону. На основании высокой светимости Гидры и поведения на орбите, астрономы предполагают что Гидра состоит из водяного льда. Таким образом, спутник очень легкий — по приблизительным оценкам, его масса составляет 5×1016 килограмм. «Ледяную» теорию поддерживает анализ спектра спутника — в отличие от красноватого Плутона, у Гидры нейтральный, близкий к серому цвет.
Формой Гидра напоминает картошку: одна ее часть значительно шире второй. Не обошлось и без аномалий — зондом «Новые Горизонты» в «южной», широкой части спутника присутствует темное круглое образование диаметром в 10 километров, напоминающий широкий надрез

Хоть этот объект и привлекает внимание, его происхождение, увы, неизвестно.
Орбитальные характеристики Гидры — ее главная особенность. Оговоренная уже хаотичность движения спутника проявляется очень разнообразно

Период, за который Гидра обращается вокруг Плутона, более-менее стабильный — 38 земных дней, чего не скажешь о ее вращении вокруг собственной оси. Длина дня на Гидре и сама ось вращения постоянно меняются — со стороны спутник похож на громадный булыжник, который катится с горы. Это вызвано не только гравитационными колебаниями Плутона и Харона, но и неправильной формой Гидры, из-за которой смещен центр массы.

Еще Гидра и другие спутники пребывают в орбитальном резонансе.Частота вращения лун вокруг центра тяжести Плутона-Харона и относительно друг друга поддерживает их траектории и не дает разбиться друг об друга. Более того, этот резонанс удерживает их у Плутона — без него карликовая планета попросту не могла бы иметь так много спутников.

Хаотичность вращения Гидры свидетельствует еще и об однородности материала спутника. Многие другие космические объекты с неправильной формой вращаются по «идеальной» оси за счет уплотнений внутри породы, уравновешивающих тело. Одновременно это приоткрывает занавес тайны происхождения лун Плутона — скорее всего, они были сформированы естественным путем в процессе гравитационного планетообразования 4 с половиной миллиарда лет назад.

Техническая часть телескопа «Хаббл»

«Хаббл» представляет собой автоматическую, беспилотную космическую станцию, которая управляется бортовым компьютерным комплексом, находящимся в постоянной радиосвязи с наземным центром управления телескопом.

Сам телескоп является рефлектором, работающим в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Диаметр зеркала-объектива равен 240 см. Кроме собственно телескопа, на борту космической обсерватории установлены также камеры видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов, одновременно являющиеся спектрометрами, а также фотометр высокой скорости.

История исследования Гидры

Как уже было упомянуто выше, спутник был обнаружен в 2005 году мощностями орбитального телескопа «Хаббл» — одного из мощнейших на сегодняшний день. Несмотря на удаленность Гидры, ограничивающую количество сведений даже для «Хаббла», ученые продвинулись далеко вперед. Астроном из SETI (Института поиска внеземных цивилизаций) Марк Шоуолтер провел немало часов за изучением Гидры. Его усилиями были рассчитаны размер спутника, обнаружена хаотичность вращения и приблизительный состав. Имя Гидра получила в 2006 году по названию многоголового чудовища с древнегреческой мифологии. Это поддержало «мрачную» традицию именования объектов у Плутона.

Однако наибольший вклад был сделан зондом «Новые Горизонты», который совершил пролет на расстоянии 643 тысяч километров от Гидры в 2015 году. Даже при такой громадной дистанции современное оборудование «Новых Горизонтов» позволило получить относительно качественные снимки — разрешение лучшего составило 3 километра на пиксель. Тогда же астрономы наконец-то узнали о форме Гидры.

Характеристики

Художник запечатлел Плутон, Харон и Никс с поверхности Гидры.

В конце 2005 года физические характеристики Гидры не были известны с точностью. Первоначально ее размер оценивался от 30 до 84  км, затем от 44 до 130  км, в зависимости от того, составляет ли фактическое значение ее альбедо 35% (как у Харона). или 4% (как более темные транснептуновые объекты ). На момент открытия Гидра была примерно на 25% ярче, чем Никс, поэтому ее считали выше. Последующие измерения показали, что у них действительно была такая же светимость, что и у Гидры, вероятно, из-за вариаций альбедо на ее поверхности. Наконец, прямые измерения, проведенные зонда New Horizons во время его прохождения через систему плутона виюль 2015 заключили в размере 55х40 километров.

Гидра, как и Никс, даже больше, чем Харон, кажется, обладает серым цветом. Плутон краснее. Два цвета (красный и серый) являются общими для пояса Койпера, но их разнообразие в системе Плутона вряд ли совместимо с теорией его образования во время астрономического удара.

Гидру посетил одновременно с Плутоном зонд New Horizons на14 июля 2015 г.который, помимо измерения точных размеров Луны, смог определить, что она, вероятно, была покрыта водяным льдом .

Орбита Плутона

Орбита Плутона не похожа на орбиты остальных планет Солнечной системы. Она имеет большой эксцентриситет – 0.2488, то есть её форма заметно эллиптическая. При этом Солнце находится не строго по центру этой орбиты, а несколько сдвинуто. Поэтому расстояние от Солнца до Плутона в ходе его движения по орбите сильно меняется – от 4.4 млрд км до 7.4 млрд. км, или от 29.7 а.е до 49.3 а.е. Полный оборот вокруг Солнца Плутон делает за 247.92 земных года – столько там длится один местный год.

Ближайшая к Солнцу точка орбиты – перигелий, почти вдвое ближе, чем самая удалённая – афелий. Мало того, в перигелии Плутон находится к Солнцу ближе, чем Нептун. Можно подумать, что орбиты этих двух планет пересекаются, но на самом деле это не так.

Орбита Плутона не лежит в плоскости орбит остальных планет. Её наклон составляет 17.14. Поэтому, когда Плутон находится в перигелии и вблизи орбиты Нептуна, на самом деле он от нее выше на 10 а.е, что очень приличное расстояние.

Орбита Плутона лежит не в плоскости эклиптики.

Орбиты Плутона и Нептуна никогда не пересекаются и эти планеты находятся в орбитальном резонансе – за одно время Нептун делает 3 оборота, а Плутон – 2 оборота. Поэтому они сближаются всегда в одних и тех же точках, и расстояние между ними не бывает меньше 17 а.е. Когда Нептун и Плутон выстраиваются в одну линию с Солнцем, Плутон в это время находится в афелии, очень далеко. Весь цикл, когда всё начинается с того же места, у них занимает 495 лет.

Орбиты Плутона и Нептуна очень устойчивы и существуют в таком виде многие миллионы лет. Возможно, когда-то Плутон имел другую орбиту, но постепенно, под действием гравитации Нептуна и других планет, она стала такой, как сейчас, и не изменится еще очень долго. А вот если бы орбита Плутона лежала в одной плоскости с орбитами других планет, Нептун рано или поздно захватил бы его и сделал своим спутником.

Оборот вокруг оси Плутон делает за 6.387 земных суток, и вращается он в обратном направлении, как Венера. Ось наклонена на 120, то есть гораздо сильнее, чем у Земли, поэтому времена года на Плутоне выражены гораздо сильнее. Сейчас у него северный полюс обращён к Солнцу и в северном полушарии весна, которая началась в 1987 году. Когда на Плутоне солнцестояние, четверть его поверхности оказывается постоянно освещенной и греется, а вся остальная часть находится в тени – там долгая ночь.

Ссылки:

1. : Hartnett, J.G., Pluto’s moons a big surprise!J. Creation 30(2):8–9, 2016.

   : Faulkner, D.R., Even more surprises with Pluto’s satellites, J. Creation 31(2):52, 2017.

   : Olkin, C.B., Ennico, K., and Spencer, J., The Pluto system after the New Horizons flyby, Nature Astronomy 1:663–670, October 2017.

   : Keeter, B. (Ed.), New Horizons files flight plan for 2019 flyby, 6 September 2017, nasa.gov/feature/new-horizons-files-flight-plan-for-2019-flyby, accessed 14 December 2017.

   : McKinnon, W.B., Stern, S.A., Weaver, H.A., et al., Origin of the Pluto–Charon system: constraints from the New Horizons flyby, Icarus 287:2–11, 2017.

   : Tsiganis, K. et a l., Origin of the orbital architecture of the giant planets of the solar system, Nature 435:459–461, 2005.

   : Batygin, K. and Brown, M.E., Early dynamical evolution of the solar system: pinning down the initial conditions of the Nice Model, The Astrophysical J. 716(2):1323–1333, 2010.

   : Gladman, B., Kavelaars, J.J., Petit, J.M., Morbidelli, A., Holman, M.J., and Loredo, T., The structure of the Kuiper Belt: size distribution and radial extent, The Astronomical J. 122(2):1051–1066, 2001.

   : Gomes, R., Levison, H. F., Tsiganis, K., and Morbidelli, A., Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets, Nature 435:466–469, May 2005.

   : Cheng, W.H., Lee, M.H., and Peale, S.J., Complete tidal evolution of Pluto–Charon, Icarus 233:242–258, 1 May 2014.

   : Oard, M.J., Naturalistic origin of the moon comes under hard times, J. Creation 30(1):14–15, 2016.

   : Canup, R.M., On a giant impact origin of Charon, Nix, and Hydra, The Astronomical J. 141(2):35–44, February 2011.

   : McKinnon, et al., ref. 5, pp. 2, 7.

   : Cheng, W.H., Peale, S.J., and Lee, M.H., On the origin of Pluto’s small satellites by resonant transport, Icarus 241:180–189, 2014.

   : Cheng, et al., ref. 14, p. 180.

   : McKinnon, et al., ref. 5, p. 7.

Показать больше

Исследование Луны

7. Луна-1 («Мечта») (СССР, 02.01.1959). Первая автоматическая межпланетная станция, достигшая второй космической скорости и ставшая искусственным спутником Солнца. Илл. RIAN_archive / Alexander Mokletsov.

8. Луна-2 (СССР, 12.09.1959). Первая в мире станция, которая достигла поверхности Луны. «Луна-2» несла на борту вымпелы с изображением герба СССР. Илл. agenciasinc.es.

9. Луна-3 (СССР, 04.10.1959). Советская межпланетная станция, впервые сфотографировавшая обратную, не видимую с Земли, сторону Луны. Илл. polymus.ru / Thngs.

10. Рейнджер-7 (США, 28.07.1964). Первый успешный аппарат серии «Рейнджер», передавший снимки лунной поверхности с близкого расстояния. Илл. NASA.

11. Луна-9 (СССР, 31.01.1966). Первый космический аппарат в истории освоения космоса, который совершил мягкую посадку на поверхность Луны и передал на Землю панорамы лунной поверхности. Илл. NASA.

12. Луна-10 (СССР, 31.03.1966). Впервые в мире межпланетная станция вышла на орбиту вокруг Луны и получила данные о её химическом составе. Илл. Pline.

13. Сервейер-1 (США, 30.05.1966). Первый американский спускаемый аппарат, совершивший мягкую посадку на Луну. Сервейер-1 передал на Землю более 11 тысяч фотоснимков лунной поверхности. Илл. NASA.

14. Сервейер-3 (США, 17.04.1967). Второй благополучно прилунившийся американский аппарат. Впервые имел на борту устройство для сбора и анализа грунта. 3 ноября 1969 года рядом с «Сервейер-3» приземлился лунный модуль корабля Аполлон-12. Астронавты Конрад и Бин достигли аппарата и сняли с него около 10 кг деталей, включая телекамеру. Эти предметы были возвращены на Землю для исследований. Илл. NASA.

15. Зонд-5 (СССР, 15.09.1968). Первый космический аппарат, облетевший вокруг Луны и вернувшийся на Землю. На борту находились черепахи, дрозофилы, бактерии и другие живые существа, а также семена. Илл. А. Г. Шлядинского.

16. Луна-16 (СССР, 12.09.1970). Первая межпланетная станция, доставившая на Землю образцы лунного грунта массой 101 грамм. Илл. Bembmv.

17. Луна-17 и Луноход-1 (СССР, 15.11.1970). Станция «Луна-17» доставила на лунную поверхность самоходный аппарат «Луноход-1». Луноход проработал на Луне одиннадцать лунных дней (10,5 земных месяцев) и проехал 10540 м. Илл. NASA.

18. Луна-21 и Луноход-2 (СССР, 08.01.1973). Луноход-2, надёжнее и совершеннее своего предшественника, был доставлен на Луну станцией «Луна-21». За четыре месяца работы прошёл 42 километра, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки, но его дальнейшей работе помешал перегрев аппаратуры внутри корпуса. Илл. Hayk.

19. Луна-24 (СССР, 09.08.1976). Последняя советская станция, исследовавшая Луну. Доставила на Землю 170 граммов лунного грунта, исследовав который учёные получили убедительное доказательство наличия на Луне воды. Илл. Svobodat.

Спутники Плутона

У планеты насчитывается пять спутников, первый из которых, Харон, считается самым крупным. Он был обнаружен в семидесятых годах прошлого века. Его диаметр составляет 1212 км (35% Луны). Остальные спутники открыли гораздо позже, использовав телескоп «Хаббл». Все они обращаются в одну сторону практически по круговым орбитам. От Плутона они располагаются в следующей последовательности:

• Харон;
• Стикс;
• Никта;
• Кербер;
• Гидра.

Карликовая планета вместе со спутниками занимает небольшой объем, а максимальный радиус орбиты равен 2,2 млн км. Все сателлиты малого размера обладают неправильной формой, но у них высокое альбедо (0,5), так как лед на поверхности более чистый. Ученые предположили, что открытие небольших спутников говорит о наличии у Плутона колец, которые образуются в результате выбросов от ударов метеоритов и астероидов.