Длительное время считалось, что атмосферы как таковой на Плутоне нет. Однако в 1988 году, когда сие небесное тело во время орбитального движения заслонило одну из далёких звёзд и соответственно идущий от неё свет, астрономы свою точку зрения изменили. В настоящее время считается, что атмосфера Плутона состоит из азота с примесью метана и угарного газа. Астрономы даже не исключают возможность наличия в верхней её части слоя электрически заряженных частиц – ионосферы. Вообще же атмосферное давление на этой карликовой планете очень малое: по разным сведениям, от 0,3 до 1,0 паскаля. То есть в сто, а то и триста тысяч раз ниже земного. Но даже в столь разреженной среде дуют ветры, появляется дымка и протекают химические реакции. Облака в столь разреженной атмосфере практически отсутствуют, и поэтому чёрное небо Плутона даже в дневное время усеяно бесчисленными мириадами звёзд. Солнце же в это время суток похоже на большую звезду с едва видимым диском.
Что касается внутреннего строения Плутона, то на этот счёт есть лишь предположения, основанные на его средней плотности, которая, по наиболее современным данным, равна 1,86 г/см³. Это в два раза меньше плотности Луны, и в три раза – Земли. Эти данные позволяют предположить, что на ⅓ Плутон состоит из каменных горных пород и на ⅔ – из водного льда. Также есть предположение, что в центре Плутона находится каменное ядро диаметром около 1600 км, вокруг которого простирается слой водного льда толщиной свыше 400 км. Некоторые астрономы не исключают возможность того, что пространство между ядром и его ледяной оболочкой заполнено жидкой водой, представляющей собой своеобразный глубинный океан.
В настоящее время у Плутона известно пять спутников: самый большой – Харон, а также четыре малых: Гидра, Никта, Кербер и Стикс. Харон был открыт в 1978 году астрономом Джеймсом Кристи с помощью полутораметрового рефлектора. Подобно тому как Луна к Земле, Харон всё время повёрнут к Плутону одной стороной. Плутон тоже всегда обращён к своему спутнику одним полушарием. Это редкое «взаимопонимание» двух небесных тел связано с тем, что их периоды обращения вокруг своих осей и их орбитальные периоды совпадают, и равны они 6,4 земных суток.
Когда учёные рассчитали расстояние между Плутоном и Хароном, то оно оказалось крайне незначительным – всего 18 – 20 тысяч километров. Это не столь уж много даже по земным меркам и совсем ничто по космическим. Когда же астрономы рассчитали точный вес Плутона и Харона, то и вовсе были просто поражены. Оказалось, что Плутон, а не Земля, как думали раньше, имеет самый массивный в относительном весе спутник в Солнечной системе. Вес Харона составляет 1/8 – 1/10 массы Плутона. Что же касается диметра Харона, то он составляет 1212 км, то есть почти половину диаметра Плутона. Этот факт позволил некоторым астрономам считать систему Плутон – Харон двойной планетой.
Согласно проекту резолюции № 5 уже упомянутой XXVI Генеральной ассамблеи МАС 2006 года Харону, наряду с Церерой и Эридой из пояса Койпера, предполагалось присвоить статус планеты. В таком случае систему Плутон – Харон стали бы считать двойной планетой. Но всё обернулось иначе: в окончательном варианте резолюции было введено понятие карликовая планета. К этому новому классу объектов были отнесены Плутон, Церера и Эрида. Харон даже в число карликовых планет включён не был.
Два внешних спутника Плутона – Гидра и Никта – были открыты в результате повторного анализа фотографий орбитального телескопа «Хаббл», сделанных в мае 2005 года. Об открытии объявили в октябре того же года. Первоначально их диаметр оценивали свыше 100 км, но со временем выяснилось, что оба спутника представляют собой неправильные глыбы, похожие на гигантские валуны. Ныне размеры Никты оценивают в 54Х41Х36 км, Гидры – 44Х33 км. При этом Никта вращается по орбите радиусом 49 тыс. километров, то есть находится в 2,5 раза дальше от Плутона, чем исполин Харон. Гидра же движется по орбите радиусом 65 тыс. км.
В июне 2011 года «Хаббл» обнаружил ещё один спутник Плутона – Кербер, удалённый от планеты на 59 тыс. км. Спустя ровно год с помощью всё того же орбитального телескопа открыли пятый спутник – Стикс, вращающийся по орбите радиусом 42 тыс. км. Первые изображения Кербера и Стикса были получены весной 2015 года с использованием самой чувствительной камеры LORRI космического аппарата «Новые горизонты». Выяснилось, что Стикс имеет размеры 7Х5 км, а Кербер – 12Х4,5 км. Мало того, на основе математических вычислений астрономы полагают, что у Плутона имеется и шестой, ещё не открытый, спутник. Что, согласитесь для карликовой планеты просто умопомрачительно много.
Транснептуновые объекты: Солнечной системы становится больше
Мы привыкли к тому, что в последние десятилетия астрономы делают открытия где-то в космической бездне на удалении тысяч и миллионов световых лет от нашей Солнечной системы. В ней же им остаётся разве что выслеживать всё более и более мелкие метеороиды и астероиды. Однако на поверку дело обстоит несколько иначе.
С тех пор как в 1930 году астрономы открыли Плутон, в научном мире установилось твёрдое убеждение, что Солнечная система состоит из девяти планет, их спутников, астероидов и комет. Тем не менее, некоторые специалисты высказывали гипотетические предположения, что такое мнение не совсем верно. Уже в 1930 году, вскоре после открытия Плутона, французский астроном Фредерик Леонард в одной из газетных статей писал «Нельзя ли предположить, что Плутон – лишь первый из серии тел за орбитой Нептуна, которые ещё ожидают своего открытия и, в конечном счёте, будут обнаружены?»
В 1949 году американцы Кеннет Эджворт и Джерард Койпер выдвинули версию, что за орбитами Нептуна и Плутона, примерно на расстоянии 35 – 50 астрономических единиц (одна а. е. равна приблизительно 150 млн. км) от Солнца, должно находиться скопление различных небесных тел. Учёные не исключали, что именно оттуда прилетают кометы и астероиды. Но вплоть до 1978 года это предположение оставалось только гипотезой: ни одного объекта, кроме спутника Плутона – Харона, в поясе Койпера, как учёные стали называть эту зону космического пространства, обнаружить не удавалось.
Первый объект, входящий в пояс Койпера, американский астроном Дэвид Джуитт после методических пятилетних наблюдений обнаружил лишь 30 августа 1992 года. Первоначально объект обозначили как 1992 QB1. Ныне ему присвоен номер 15760. Он находится на расстоянии около 50 а. е. от нашего светила; его диаметр 280 км. И это была лишь первая ласточка в сонме последующих открытий. Годом позже пояс Койпера пополнился ещё пятью небесными телами. Затем ежегодно количество малых планет, расположенных за орбитами Нептуна и Плутона стало расти с просто фантастической быстротой. В 1994 году были открыты ещё 12 планет, в 1995 году – 15, в 1996 году – 14, в 1997 году – 18, в 1998 году – 41. В дальнейшем интенсивность обнаружения объектов в поясе Койпера ещё более возросла. Так, в 1999 году были найдены 125 объектов, в 2000 году – 135. К настоящему времени там обнаружено свыше 70 тысяч объектов диаметром более 100 километров, в том числе 11 объектов диаметром свыше 800 км. Самые крупные из них: 2003 UB313, Эрида (диаметр 2330 км) Варуна, Ксена, Седна, Квавар (диаметр 1100 км), Иксион (диаметр 820 км), Хаос, Макемаке (диаметр 1500 км), Хаумеа, Орк (диаметр 946 км).
Астрономы не исключают, что в поясе Койпера ещё могут быть открыты и планеты размером с Меркурий и даже с Землю. Но и те объекты, которые уже обнаружены, представляют собой не просто бесформенные образования вроде обломков скал, а имеют сферическую форму с метановым льдом на поверхности. Для этих небесных тел возник целый сонм названий: астероиды-гиганты, малые планеты, транснептуновые объекты, плутоиды, планетоиды. Из-за чудовищной удалённости от Солнца с Плутона и расположенных за ним малых планет дневное светило выглядит просто как большая звезда с крошечным диском. Освещённость же на них в «ясный солнечный день» может быть меньше, чем на Земле в самый ненастный день.
Некоторые открытия стали воистину сенсационными. Так, в 2003 году группой Майкла Брауна из Паломарской обсерватории (США) было открыто небесное тело, получившее обозначение 2003 UB313. Его диаметр достигает 2800 км, что больше чем у Плутона (2390 км). Вскоре первооткрыватели заявили, что ежели новый гигантский астероид по размерам превышает планету Плутон, то и его тоже следует считать планетой. Одновременно они же высказали мнение, что если бы Плутон был открыт не в 1930 году, а в наши дни, то вопрос о его классификации даже и не возник – его, безусловно, причислили бы к астероидам. Но история есть история, и принадлежность Плутона к планетам стала уже не только астрономическим, но и общекультурным явлением, и поэтому вопрос о переводе Плутона в астероиды или карликовые планеты до сих пор встречает достаточно сильное сопротивление.