Вид хаотичних лун Плутона

Складна гравітація "подвійної планети" Плутон-Харона дозволяє спотикатися невеликим супутникам

Місяці Плутона: Принаймні дві еліптичні, а Керберос - незвично темний. © NASA, ESA, M. Showalter (Інститут SETI) та A. Feild (STScI)
читати вголос

Химерна система: карликова планета Плутон та її місяці навіть більш незвичні, ніж уявляли. Для чотирьох маленьких супутників Плутона об'їжджають і його, і його велику місяцю Харон. Вони хаотично хитаються навколо своєї осі, але демонструють у своїх слідах помітний порядок, про що повідомляють астрономи у журналі "Природа". Вони ще більше схвильовані тим, що космічний корабель "New Horizons" дізнається лише за кілька тижнів під час візиту до системи Плутон.

Плутон багато в чому аутсайдер у Сонячній системі: Він кружляє надзвичайно далеко, він вже не є реальною планетою, а також є подвійною системою зі своїм майже рівним місяцем Хароном. Тому що обидва кружляють навколо спільного центру мас, який лежить між ними в просторі. Дивно також: Хоча Плутон і Харон самі по собі зовсім маленькі, їх оточують чотири крихітні місяці. Поки що про них було відомо більше, ніж про те, що вони існують.

Хаотичне обертання

Тепер Марк Шоултер з Інституту SETI та Дуглас Гамільтон з Університету Меріленда отримали більш глибоке розуміння системи Плутона. За допомогою космічного телескопа Хаббла вони вперше визначили орбіти, обертання та появу чотирьох маленьких лун Плутона. Вони були відкриті лише кілька років тому: Nix і Hydra в 2005 році, Kerberos в 2011 році і Styx в 2012 році.

Як виявили спостереження, особливі стосунки Плутона та його близько половини Місяця Харона також впливають на малі супутники. "Наш Місяць та більшість інших людей завжди повертають свою планету в одну сторону - як діти, які люб'язно дивляться на батьків", - пояснює Гамільтон. "Але місяці Плутона більше схожі на впертих підлітків, які відмовляються дотримуватися цих правил".

Місяць Нікс хаотично хилиться навколо своїх осей, ця ілюстрація показує деякі стани. © NASA, ESA, M. Showalter (Інститут SETI) та Г. Бекон (STScI)

Відкидні осі

Наприклад, Місяць, здається, тимчасово обертає Нікс синхронізовано, а потім переходить до хаотичного обертання. Навіть його вісь обертання час від часу нахиляється, як спостерігали астрономи. Гідра поводиться аналогічно хаотично, інші два місяці занадто малі, щоб можна було більш точно визначити їх обертання. Дослідники підозрюють, що з ними те саме. дисплей

Причиною цього каламутування є, з одного боку, постійні зміни сили тяжіння "подвійної планети" Плутона і Харона на малі супутники, як пояснюють дослідники. "Хаос у системі Плутон-Харон дає нам уявлення про те, як планети можуть поводитись у бінарній системі зірок", - говорить Гамільтон. "З цього ми дізнаємось, що такий хаос часто може виникати в подвійних системах". Крім того, місяці є більш еліптичними, ніж круглі, що додатково впливає на їх обертання.

Чотири маленькі місяці орбітають подвійною системою Плутон-Харона, принаймні три з яких резонують один з одним. NASA / M. Showalter

Резонанс утримує місяці на орбіті

Настільки хаотичні, як обертання маленьких місячних, їх орбіти здаються напрочуд упорядкованими. Їх час в обидва кінці відповідає майже співвідношенню цілих чисел 3: 4: 5: 6, що свідчить про сильний взаємний вплив. "Резонансні відносини між Ніксом, Стіксом і Гідрою роблять їх орбіти більш регулярними і не дозволяють їм врізатися один в одного", - говорить Гамільтон. "Це одна з причин, чому маленький Плутон може мати стільки лун одночасно".

Резонанс також дає підказки минулому цієї дивної системи, як пояснюють дослідники. Тому що вважається, що первісний Плутон колись зіткнувся з оригінальним Хароном. Після цього зіткнення, Харон, можливо, спочатку орбітав на сильно ексцентричній орбіті, що резонувало навколо навколишнього матеріалу. Коли орбіта Харона нормалізувалася, маленькі місяці, що вийшли з уламків, зберегли ці резонанси з невеликими, тепер відміряними відхиленнями.

Яскравий, як лід, і темний, як вугілля

Нові спостереження також виявляють, що серед маленьких лун є аутсайдер: Керберос. Він суттєво відрізняється кількома властивостями від свого Mittrabanten. Для одного його орбіта менш упорядкована, ніж для інших лун. З іншого боку, він виглядає зовсім інакше: Хоча Нікс, Стікс і Гідра відбивають світло далекого сонця з яскравістю, подібною до світла Плутона і Харона, Керберос висить у темряві.

"Він відображає лише близько п'яти відсотків падаючого світла, що говорить про те, що поверхня його дуже темна", - повідомляють дослідники. Але якби всі маленькі місяці були створені разом у полі щебеню, вони мали б складатися порівняно однаково. "Це дуже провокаційний результат", - каже Шоултер. Наразі тісніші планетарні вчені, чи підтвердить це космічний зонд "New Horizons" у липні - чи принесе він нові сюрпризи. (Природа, 2015; doi: 10.1038 / nature14469)

(NAture / Університет Меріленда, 05.06.2015 - НКО)