Существование девятой планеты в 1905 году предсказал американец Персиваль Лоуэлл, прославившийся поисками цивилизации на Марсе. Он заметил отклонения в движении Урана и Нептуна от рассчитанных орбит и решил, что это происходит из-за влияния более дальней планеты.
Первым ее обнаружил молодой сотрудник Флагстаффской обсерватории штата Аризона Клайд Уильям Томбо. Средь бела дня 18 февраля 1930 года, сравнивая фотографии звездного неба, сделанные с помощью телескопа обсерватории имени Лоуэлла, Томбо обнаружил объект, который перемещался в направлении, противоположном направлению движения звезд. Это и был Плутон. Томбо обнаружил его в месте, предсказанном Лоуэллом. Позднее планета была найдена и на более ранних фотографиях неба.
Поначалу ученые полагали, что по размеру Плутон примерно равен Земле. Но сегодня известно, что его диаметр составляет всего лишь 2274 километра, что в полтора раза меньше диаметра Луны.
Сложности с определением диаметра планеты были вызваны особым обстоятельством. До 1978 года Плутон считался «полноценной» планетой. Но 22 июня того года Джим Кристи из Морской обсерватории в Вашингтоне решил посмотреть снимки Плутона, сделанные во Флагстаффе за месяц до этого. Цель наблюдений была довольно рутинной — уточнить орбиту этой все еще слабо изученной планеты. Тут Кристи бросилось в глаза то, что тело Плутона выглядит как-то странно: оно вроде бы вытянуто в одну сторону. Гора? Но даже представить себе такую гигантскую вершину, которая была бы заметна за миллиарды километров, пускай и в наилучший телескоп, невозможно. Кристи решил: спутник! Обнаружилось, что луна Плутона вращается вместе с ним так, что постоянно «висит» над одной точкой поверхности планеты. Тем временем на более ранних фотографиях Кристи обнаружил слабый выступ, который до него никто не сумел разглядеть. Первооткрыватель предложил для спутника имя Харон.
Дальнейшие наблюдения и вычисления привели к определению размеров «двойной планеты», как принято ее называть, ведь диаметр Харона оказался всего лишь в два раза меньше диаметра Плутона.
Еще пятьдесят лет назад американский астроном Джерард Койпер предсказал, что между орбитами Нептуна и Плутона находится астероидный пояс, в котором возможно существование малых планет, подобных Плутону. Пояс Койпера действительно был обнаружен в начале девяностых годов и на сегодняшний день насчитывает более 300 малых планет. Астероиды пояса содержат то протовещество, из которых сформировались Солнце и планеты. Поэтому изучение Плутона и пояса Койпера сродни раскопкам Шлимана в Трое — это настоящая космическая археология.
Ученые из центра Роуз по исследованию Земли и космоса при Нью-Йоркском музее естественной истории заявляют: Плутон, небольшой по размеру и состоящий изо льда, имеет больше общего с кометами, чем с планетами.
Масла в огонь подлило недавнее открытие в поясе Койпера нового крупного небесного объекта, названного Седной в честь эскимосской богини моря. Его диаметр оценивается в 1700 километров, что не намного меньше диаметра самого Плутона.
В связи с открытием Седны Международный астрономический союз намерен пересмотреть классификацию планет. Рабочая группа союза решит, следует ли считать Седну, Плутон и подобные объекты планетами. При этом ученые попытаются определить, какой минимальный размер должно иметь небесное тело, чтобы называться планетой. В 1999 году, когда вопрос о деклассификации Плутона обсуждался на серьезном уровне, дискуссия вызвала настоящую бурю. Видимо, астрономическое сообщество не готово смириться с потерей планетарного статуса Плутона.
С помощью спектроскопического анализа на поверхности планеты ученые обнаружили атмосферу из замерзшего газа метана, а также азот и углерод, тоже замерзшие. Сутки на Плутоне длятся 153 часа, что почти в шесть с половиной раз дольше, чем на Земле. К тому же, планета настолько наклонена к своей околосолнечной орбите, что движется «лежа на боку». Все четыре планеты, расположенные за Марсом, — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — обладают гигантскими размерами, огромной массой и общим газожидким строением, что решительно отличает их от внутренних — Меркурия, Венеры, Земли и Марса. А вот Плутон по всем этим параметрам, кажется, схож с твердотельными околосолнечными планетами. Далекие от Солнца самостоятельные небесные тела такими быть не должны. Значит, спутник? Но чей? Сравнение периодов обращения Нептуна и Плутона вокруг Солнца наводит на мысль, что Плутон, наравне с Тритоном и Нереидой, был некогда спутником Нептуна, но затем «сбежал» от своего хозяина.
Именно сегодня Плутон доступен для землян, поскольку находится близко к Солнцу. К тому же атмосфера его разогрета и доступна для исследований. Поэтому NASA решило направить к Плутону исследовательский зонд. Аппарат весом 416 кг планируется запустить в 2006 году. К границе Солнечной системы он отправится с крейсерской скоростью 70 тысяч километров в секунду, что в два раза выше второй космической скорости. Расстояние в шесть миллиардов километров корабль преодолеет за 12 лет. Благодаря баллистическому ускорению на орбите Юпитера полет можно сократить до восьми лет. Основные задачи — составление карт невидимой стороны Плутона и Харона, карт геологических районов, определение состава атмосферы Плутона и скорости гидродинамической утечки. Большую часть путешествия системы аппарата будут находиться в режиме консервации, до Земли будут доноситься лишь сигналы о местонахождении. Один раз в год на полтора месяца аппарат будет пробуждаться для проверки систем, а затем опять погружаться в летаргический сон. К Плутону зонд приблизится на расстояние нескольких тысяч километров. Предполагается, что аппарат проработает в окрестностях планеты и в поясе Койпера пять лет.
Именно атмосфера Плутона, состоящая из метана, окиси углерода и азота, является его наибольшей загадкой. Когда планета приближается к Солнцу, атмосфера испаряется, прорываются гейзеры, выстреливают гигантские, невиданные на Земле фонтаны газа и льда. Ни на одной планете не встречается так называемая гидродинамическая утечка атмосферы в космос, а ведь именно это явление могло стать причиной потери водорода на молодой Земле, что сделало ее пригодной для нынешних форм жизни. Астрономы едины в том, что изучение этого феномена на Плутоне даст бесценные сведения о природе планетной атмосферы. Ученые повсюду искали органические вещества и воду, но нашли их в такой концентрации лишь на самой окраине Солнечной системы. Есть мнение, что и другие тела в поясе Койпера скрывают большие массы льда и органики. На заре Солнечной системы подобные объекты бродили и в ее внутренних областях, снабжая, согласно гипотезам, молодую Землю исходным материалом для зарождения жизни.
Нетерпеливые астробиологи разрабатывают компьютерные модели для того, чтобы понять, какие условия для жизни могли бы возникнуть в местах, ныне считающихся некондиционными. И выясняется, что к тому времени, когда Солнце «опухнет», скромный Плутон будет представлять собой вполне райское местечко.
«В будущем Плутон превратится в своего рода Майами-Бич и будет оставаться таким на протяжении миллионов лет», — утверждает Алан Стерн, планетолог из американского Юго-западного научно-исследовательского института, один из инициаторов миссии NASA «Новые горизонты». Правда, пока рано туда заказывать путевки…
Но ближе к финалу истории Солнечной системы все изменится. Уже через миллиард лет яркость Солнца увеличится на 11 процентов и Земля превратится в знойную пустыню. А через пять миллиардов лет Солнце, как ожидается, раздуется в сто раз и станет в тысячу раз более ярким. По мере того как оно будет расширяться и разгораться, обитаемая зона сдвинется к внешним краям Солнечной системы — эстафета жизни перейдет к Марсу, потом к Юпитеру и, наконец, к царству Плутона. Земля и другие внутренние планеты к тому времени, вероятно, просто испарятся. Возможно, внешняя часть Солнечной системы сохранится и станет последним оазисом человечества. Целый рой мелких объектов Солнечной системы, расположенных в поясе Койпера, станут весьма привлекательными для жизни, ведь и Плутон, и Тритон, и схожие тела той зоны содержат достаточное количество замороженной воды, и когда она расплавится, то станет одним из важнейших компонентов жизни. Наблюдения также показывают, что на этих объектах можно отыскать и органические молекулы вроде углеводородов, которые также являются потенциальными строительными элементами для будущей жизни. Алан Стерн называет эту зону «отсроченным вознаграждением человечеству».