Плутон, в отличие от других планет, больше обнаруживает сходство с кометами. Это самая далекая и наименее изученная планета Солнечной системы. Официально она была открыта в марте 1930 года американским астрономом К. Томбо, хотя уже в 1914 г.
эту планету вычислил астроном Персиваль Лоуэлл (1855-1916). Персиваль Лоуэлл с 1905 г. был заинтересован в обнаружении еще более далекой планеты, чем Нептун. Он заново исследовал орбиту Урана. Вывод Лоуэлла был таков: кажущиеся ошибки наблюдений могут существенно уменьшиться, если учесть возмущения Урана неизвестной планетой. Лоуэлл вычислил орбиту и положение этой планеты, но данные не опубликовал. В 1929 г.
в обсерватории Лоуэлла молодому ассистенту Клайду Томбо было поручено систематическое фотографирование области неба вдоль эклиптики. К. Томбо делал для каждой области две фотографии с длительными экспозициями, разделенные по времени на 2—3 дня. В поисках ожидаемой планеты он тщательно сравнивал полученные фотографические пластинки. Сравнение делалось при помощи блинккомпаратора — прибора, снабженного двойным микроскопом, что позволяет наблюдателю попеременно видеть одну и ту же область неба на двух пластинках. Любой объект, который бы перемещался по небу в течение интервала между двумя экспозициями, был бы изображен как прыгающий «туда-сюда» объект, в то время как звезды остаются неподвижными.
Менее чем через год с момента начала наблюдений Клайдом Томбо обсерватория Лоуэлла выдала астрономическим обсерваториям следующее сообщение: «Систематически начатые много лет назад поиски в связи с исследованиями Лоуэллом планеты за орбитой Нептуна привели к открытию объекта, скорость движения и траектория которого в течение семи недель последовательно соответствовали телу, находящемуся за орбитой Нептуна приблизительно на том расстоянии, которое ему приписывал Лоуэлл. Пятнадцатая звездная величина. Положение на 3 часа всемирного времени 12 марта было 7″ к лападу от Близнецов, что согласуется с предсказанной Лоуэллом долготой». Ученые единодушно приняли для новой планеты название Плутон, включившее в себя инициалы Персиваля Лоуэлла, не дожившего до момента, подтвердившего его предположение и расчеты. Так как Плутон движется во внешних, не освещенных областях Солнечной системы и относится к ее периферическим планетам, изучать его крайне сложно, поэтому большая часть данных по планете получена сравнительным методом с другими планетами и в результате сложнейших расчетов.
Так, Плутон выглядит как звезда 15-й звездной величины, то есть, если Марс отнести на расстояние Плутона, то он будет почти таких же размеров, как и Плутон. Первая оценка диаметра планеты была сделана Дж. Койпером в 1950 г. — около 5900 км. Но уже в 80-х годах XX столетия многие астрономы считали, что диаметр Плутона равен 2200-3200 км. Еще труднее определить массу Плутона. До 1978 г.
спутников у планеты не наблюдалось, но изображения Плутона имеют вытянутую форму, что позволило предположить о наличии у него спутника, названного учеными Хароном. Плутон представляет собой скопление кометного вещества (смесь льда и пыли). Средняя плотность вещества Плутона — около 700 кг/м3. В отличие от других планет, Плутон движется по орбите, которая не лежит в плоскости эклиптики, а пересекает ее под углом 17°. Поэтому, если рассматривать схему строения Солнечной системы, то может создаться впечатление, что орбиты Нептуна и Плутона имеют точку пересечения.
Но это впечатление совершенно неправильно и создается оно из-за такого наклона орбиты Плутона к плоскости эклиптики и орбиты Нептуна. На самом деле линия плоскостей орбит расположена так, что как раз в месте ошибочного их «пересечения» Плутон находится на 10 а. е.
севернее эклиптики. Более того, из-за соизмеримости периодов обращения Нептуна и Плутона (три периода Нептуна почти равны двум периодам Плутона) расстояние между обеими планетами никогда не может быть меньше 18 а. е. Как ни странно, но ближе к Плутону может подходить Уран, и расстояние между ними может сокращаться до 14 а. е. В 1978 г.
американский астроном Дж. Кристи подтвердил предположения ученых о том, что Плутон имеет спутник, и действительно обнаружил его. Диаметр спутника составил около 500 км.
По обращению спутника вокруг планеты наконец-то удалось определить массу Плутона — 1,1-1023 г (примерно 1/500 массы Земли). Диаметр Плутона, по определениям Кристи, равен 2600 км, что указывает на то, что Плутон является самой маленькой планетой среди больших планет. По диаметру и блеску планеты легко определяется ее альбедо, оно равно 0,5.
Скальные породы, например Луны и Меркурия, не обладают высоким альбедо, значит, можно предположить, что значительная часть поверхности Плутона покрыта льдом или инеем. Так как установленная на поверхности Плутона температура составляет — 220°С, что всего лишь на каких-нибудь 50-60 градусов выше температуры абсолютного нуля, то большинство обычных газов на его поверхности должно было перейти в жидкое состояние или замерзнуть. По расчетам Плутон содержит около 21% железокаменного вещества и состоит в основном из водяного льда (74%) с примесью метана (5%), который устанавливается по инфракрасным спектрам на поверхности планеты, температура которой должна быть около 40 К. Это значение ниже температуры конденсации метана при очень низких давлениях (50 К). В 1955 г. американские астрономы М. Уокер и Р.
Харди нашли период вращения Плутона вокруг оси, который составил 6 суток 9 часов 16,9 минуты. Сегодня уже известно, что этот период является вместе с тем периодом вращения спутника Плутона вокруг планеты. Дальнейшие поиски планет за орбитой Плутона требуют огромного вклада труда, времени и финансов. Поиски могут увенчаться успехом, если в обсерваториях для наблюдений будут использоваться новые методы наблюдений и «фортуна повернется к телескопам лицом».