В начале 2006 года, за считанные дни до старта миссии New Horizons к далёкому Плутону, астрономы подкинули научному сообществу несколько неожиданных открытий о системе Плутон–Харон. Наблюдения, проведённые разными группами, не только уточнили физические параметры спутника, но и выявили странную температурную аномалию: Харон оказался заметно теплее самого Плутона.

Точные измерения благодаря звёздному затмению

Ключевые данные удалось получить во время покрытия 11 июля 2005 года, когда Харон заслонил собой звезду 15-й величины UCAC2 26257135. Это событие предсказал австралийский астроном-любитель Дэйв Херальд ещё в августе 2004 года. Узкая полоса затмения прошла через Чили и Аргентину, и именно там американские и французские учёные развернули свои телескопы. Угловое расстояние между Плутоном и Хароном в тот момент составляло всего 0,9 угловой секунды — крошечный зазор, потребовавший ювелирной точности наблюдений.

Результаты двух команд немного разошлись. Французская группа определила радиус Харона в 603,6 км с погрешностью всего 1,4 км. Американские исследователи из Массачусетского технологического института получили значение 606 км при ошибке 8 км. Обе цифры заметно меньше прежних оценок, которые давали радиус около 650 км. Зная массу спутника, учёные пересчитали его плотность — она составила 1,71 г/см³ с погрешностью 0,08 г/см³. Это означает, что Харон, скорее всего, сложен из смеси скальных пород и льда, причём доля льда достигает 40–45%. Раньше плотность оценивалась в довольно широком диапазоне 1,4–1,8 г/см³, и нынешнее уточнение — серьёзный шаг вперёд. Любопытно, что теперь плотность Харона известна точнее, чем плотность самого Плутона.

Атмосфера, которой почти нет

Анализ изменения яркости звезды во время затмения позволил установить новый верхний предел плотности атмосферы Харона. Прежние предположения допускали давление метановой атмосферы на поверхности до 110 нанобар. Теперь этот порог снижен до 15 нанобар — в тысячу раз меньше, чем на Плутоне. Фактически можно говорить, что атмосферы у Харона нет вовсе. Это резко контрастирует с самим Плутоном, где разреженная газовая оболочка всё же присутствует и играет важную роль в тепловом балансе.

Холодный Плутон и «горячий» Харон

Самый интригующий результат принесли наблюдения термической эмиссии, выполненные астрономами Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра с помощью интерферометрического прибора SMA на обсерватории Мауна-Кеа, Гавайи. Ожидалось, что температура поверхности Плутона составит около 53 градусов Кельвина, но измерения показали всего 40 К. Зато Харон, вопреки логике, оказался существенно теплее — около 60 К. Разница в 20 градусов для объектов, находящихся практически на одном расстоянии от Солнца, выглядит парадоксально.

Объяснение кроется в своеобразном «антипарниковом» эффекте. Солнечная энергия, достигающая Плутона, не столько нагревает его поверхность, сколько сублимирует азотный лёд, превращая его в газ. Этот процесс отнимает тепло, и планета остаётся холоднее, чем можно было бы ожидать. Харон же, лишённый атмосферы, не тратит энергию на фазовые переходы и потому сохраняет более высокую температуру. Марк Гарвел из Гарвард-Смитсонианского центра провёл прямую параллель с Венерой, где безудержный парниковый эффект привёл к катастрофическому разогреву, и заметил: «Плутон представляет собой реальный пример действия эффекта, который можно назвать "антипарниковым". Природе нравится озадачивать нас — и эта загадка относится к разряду больших».

Быстро растущий массив данных

К началу 2006 года знания о системе Плутона стремительно расширялись. У планеты уже обнаружили новые спутники, а по результатам астрономических наблюдений даже составили первую, пусть и очень грубую, карту её поверхности. Были получены свидетельства сильных и трудно объяснимых колебаний температуры со временем. Учёные подчёркивали, что метод звёздных затмений ещё далеко не исчерпал свой потенциал: в ближайшие годы, вплоть до 2015-го, Плутон и Харон будут проходить через богатые слабыми звёздами области Млечного Пути, и каждое новое покрытие сможет добавить деталей к портрету этой загадочной двойной системы. Пояс Койпера, частью которого она является, оставался для науки одной сплошной загадкой — и миссия New Horizons должна была стать ключом к её разгадке.