PLUTO (PLANET): EGENSKAPER, KOMPOSISJON, BANE, BEVEGELSE - ARTE - 2025

Pluto er et himmelsk objekt, for tiden ansett som en dvergplanet, selv om det i lang tid var den mest fjerne planeten i solsystemet. I 2006 besluttet Den internasjonale astronomiske unionen å inkludere den i en ny kategori: den av dvergplaneter, siden Pluto mangler noen av de nødvendige kravene for å være en planet.

Det skal bemerkes at kontroversen om Plutos natur ikke er ny. Det hele startet da den unge astronomen Clyde Tombaugh oppdaget det 18. februar 1930.

Figur 1. Bilde av Pluto tatt i 2015 av sonen New Horizons. Kilde: NASA via Wikimedia Commons.

Astronomene antok at det kanskje var en planet lenger borte enn Neptun, og for å finne den fulgte de samme skjema for oppdagelsen av dette. Ved hjelp av lovene om himmelmekanikk bestemte de banen for Neptun (og Uranus), og sammenlignet beregningene med observasjonene av de faktiske banene.

Ujevnheter, om noen, var forårsaket av en ukjent planet utenfor Neptuns bane. Dette er nettopp hva Percival Lowell, grunnlegger av Lowell Observatory i Arizona og en entusiastisk forsvarer av eksistensen av intelligent liv på Mars, gjorde. Lowell fant disse uregelmessighetene og takket være dem beregnet han bane til den ukjente "planeten X", hvis masse han estimerte til 7 ganger jordens masse.

Figur 2. Percival Lowell til venstre og Clyde Tombaugh med teleskopet til høyre. Kilde: Wikimedia Commons.

Noen år etter Lowells død fant Clyde Tombaugh den nye stjernen ved hjelp av et selvprodusert teleskop, bare planeten viste seg å være mindre enn forventet.

Den nye planeten ble oppkalt etter Pluto, den romerske guden i underverdenen. Veldig passende fordi de to første bokstavene tilsvarer initialene til Percival Lowell, oppdagelsens hovedminne.

De påståtte uregelmessighetene som Lowell fant, var imidlertid ikke annet enn produktet av noen tilfeldige feil i beregningene hans.

Pluto egenskaper

Pluto er en liten stjerne, så uregelmessighetene i bane til den gigantiske Neptun kunne ikke skyldes den. Opprinnelig trodde man at Pluto ville være på jordens størrelse, men litt etter litt førte observasjonene til at massen ble senket mer og mer.

Nyere estimater av Plutos masse, fra felles orbitaldata fra den og dens Charon-satellitt, indikerer at massen til Pluto-Charon-systemet er 0,002 ganger jordas masse.

Det er virkelig for liten verdi til å forstyrre Neptun. Det meste av denne massen tilsvarer Pluto, som igjen er 12 ganger mer massiv enn Charon. Dermed har tettheten av Pluto blitt estimert til 2000 kg / m ³ , bestående av 65% stein og 35% is.

Et veldig viktig trekk ved den iskalde og uberegnelige Pluto er dens svært elliptiske bane rundt sola. Dette fører til at det fra tid til annen kommer nærmere solen enn Neptun selv, slik det skjedde i perioden 1979 til 1999.

I dette møtet kolliderte stjernene aldri fordi tilbøyeligheten til deres respektive baner ikke tillot det og fordi Pluto og Neptun også er i banebasert resonans. Dette betyr at omløpsperiodene deres er relatert på grunn av gjensidig påvirkning av tyngdekraften.

Pluto forbeholder seg en annen overraskelse: den avgir røntgenstråler, en høyenergistråling av det elektromagnetiske spekteret. Dette ville ikke være overraskende, siden sonden New Horizons bekreftet tilstedeværelsen av en tynn atmosfære på Pluto. Og når molekylene i dette tynne laget av gasser samhandler med solvinden, avgir de stråling.

Men Chandra røntgenteleskop fant en mye høyere utslipp enn forventet, noe som overrasket eksperter.

Sammendrag av de viktigste fysiske egenskapene til Pluto

-Masse: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1 185 km (mindre enn månen)

-Form: avrundet.

-Gjennomsnittlig avstand til solen: 5.900 millioner km.

- Helling av bane : 17º med hensyn til ekliptikken.

-Temperatur: -229,1 ºC gjennomsnitt.

-Gravitet: 0,6 m / s ²

-Eget magnetfelt: Nei.

-Atmosfære: Ja, svak.

-Tetthet: 2 g / cm ³

-Satellitter: 5 kjent hittil.

-Ringer: Ikke for øyeblikket.

Hvorfor er ikke Pluto en planet?

Årsaken til at Pluto ikke er en planet, er at den ikke oppfyller kriteriene fra Den internasjonale astronomiske union for at et himmellegeme skal regnes som en planet. Disse kriteriene er:

-Orbit rundt en stjerne eller dens rester.

-Har nok masse slik at tyngdekraften gjør at den får en mer eller mindre sfærisk form.

-Mangel på eget lys.

-Har orbital dominans, det vil si en eksklusiv bane, som ikke forstyrrer den til en annen planet og fri for mindre objekter.

Og selv om Pluto oppfyller de tre første kravene, som vi har sett før, forstyrrer banen sin Neptunes. Dette betyr at Pluto ikke har tømt banen, så å si. Og siden den ikke har orbital dominans, kan den ikke betraktes som en planet.

I tillegg til kategorien dvergplanet, opprettet den internasjonale astronomiske union en annen: de mindre kroppene i solsystemet, der kometer, asteroider og meteoroider er funnet.

Krav til å være en dvergplanet

Den internasjonale astronomiske union definerte også nøye kravene til å være en dvergplanet:

-Orbit rundt en stjerne.

-Har nok masse til å ha en sfærisk form.

- Ikke avgir sitt eget lys.

-Mangel på en klar bane.

Så den eneste forskjellen mellom planeter og dvergplaneter er i det siste punktet: dvergplaneter har rett og slett ikke en "ren" eller eksklusiv bane.

Figur 3. De 5 dvergplaneter som er kjent så langt, sammen med satellittene deres. Nederst på bildet er Jorden som referanse. Kilde: Wikimedia Commons.

Oversettelse bevegelse

Plutos bane er veldig elliptisk og er så langt fra sola, den har en veldig lang periode: 248 år, hvorav 20 er nærmere solen enn Neptun selv.

Figur 4. Animasjon som viser den svært elliptiske bane til Pluto. Kilde: Wikimedia Commons.

Plutos bane er den mest skråstilt av alle med tanke på ekliptikens plan: 17 º, så når den krysser Neptunus, er planetene ganske langt fra hverandre og det er ingen fare for kollisjon mellom dem.

Figur 5. Kryss mellom planetene mellom Pluto og Neptune, som vi kan se, er planetene ganske langt fra hverandre, så det er ingen fare for kollisjon. Kilde: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1200703

Orbitalresonansen som eksisterer mellom begge planetene er av den typen som garanterer stabiliteten i banene deres.

Pluto bevegelsesdata

Følgende data beskriver kort bevegelsen til Pluto:

-Mean baneradius: 39,5 AU * eller 5,9 milliarder kilometer.

- Helling av bane : 17º med hensyn til ekliptikens plan.

-Eccentricity: 0,244

- Gjennomsnittlig banehastighet : 4,7 km / s

- Overføringsperiode: 248 år og 197 dager

- Rotasjonsperiode: cirka 6,5 ​​dager.

* En astronomisk enhet (AU) tilsvarer 150 millioner kilometer.

Hvordan og når du skal observere Pluto

Pluto er for langt fra Jorden til å bli sett med det blotte øye, og er litt over 0,1 arcsecond. Derfor er bruk av et teleskop nødvendig, selv hobbymodeller vil gjøre. I tillegg har nyere modeller programmerbare kontroller for å finne Pluto.

Imidlertid, selv med et teleskop, vil Pluto bli sett på som et lite punkt blant tusenvis av andre, så for å skille det må du først vite hvor du skal se og deretter følge det i flere netter, slik Clyde Tombaugh gjorde. Pluto vil være poenget som beveger seg over bakgrunnen til stjerner.

Siden Plutos bane er utenfor jordas bane, er den beste tiden å se den (men det må avklares at den ikke er den eneste) når den er i opposisjon, noe som betyr at jorden står mellom dvergplaneten og solen. .

Dette gjelder også Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune, de såkalte høyere planetene. De beste observasjonene blir gjort når de er i opposisjon, selv om de selvfølgelig kan være synlige andre ganger.

For å kjenne mot planetenes motstand er det lurt å gå til spesialiserte nettsteder eller laste ned en astronomiprogram for smarttelefoner. På denne måten kan observasjoner planlegges riktig.

For Pluto flytter den fra 2006 til 2023 fra stjernebildet Serpens Cauda til Skyttens.

Rotasjonsbevegelse

Rotasjonsbevegelse fra Pluto. Kilde: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Pluto har en rotasjonsbevegelse rundt sin egen akse, som Jorden og de andre planetene. Det tar Pluto 6 1/2 dag å gå rundt seg selv, fordi rotasjonshastigheten er lavere enn Jordens.

Ligger så langt fra solen, selv om dette er den lyseste gjenstanden på Plutos himmel, ser solkongen ut som et punkt som er litt større enn resten av stjernene.

Det er grunnen til at dagene på dvergplaneten går i mørket, selv de klareste, fordi den tynne atmosfæren er i stand til å spre litt lys.

Figur 6. Kunstnerens gjengivelse av Plutos iskalde landskap, til venstre Neptun og til høyre, ser den fjerne solen ut som en stjerne i stor størrelse. Selv om dagen er planeten i kontinuerlig dysterhet. Kilde: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

På den annen side er rotasjonsaksen skrått 120 ° i forhold til den vertikale, noe som betyr at nordpolen er under horisontalt. Pluto snur med andre ord på sin side, akkurat som Uranus.

Denne tilbøyeligheten er mye større enn jordas akse på bare 23,5º, derfor er årstidene på Pluto ekstreme og veldig lange, siden det tar drøyt 248 år å bane rundt Solen.

Figur 7. Sammenligning mellom jordas rotasjonsakser til venstre og Plutos til høyre, skråstilt 120º i forhold til vertikalen. Kilde: F. Zapata.

Mange forskere mener at retrograderte rotasjoner som i tilfeller av Venus og Uranus, eller rotasjonsaksene som er så tilbøyelige, igjen som Uranus og Pluto, skyldes vellykkede påvirkninger forårsaket av andre store himmellegemer.

I så fall er et viktig spørsmål som fremdeles skal løses hvorfor Plutos akse stoppet nøyaktig ved 120º og ikke til en annen verdi.

Vi vet at Uranus gjorde det på 98º og Venus på 177º, mens Merkur, planeten nærmest solen, har sin akse helt vertikalt.

Figuren viser helningen på planetenees rotasjonsakse, siden aksen er vertikal, i Merkur er det ingen årstider:

Figur 8. Helling av rotasjonsaksen i de åtte hovedplanetene i solsystemet. Kilde: NASA.

sammensetning

Pluto består av steiner og is, selv om de ser veldig annerledes ut enn jordens, siden Pluto er kald over all tro. Forskere anslår at temperaturene til dvergplaneten varierer mellom -228 ºC og -238 ºC, mens den laveste temperaturen observert i Antarktis er -128 ºC.

Naturligvis er kjemiske elementer vanlige. På overflaten av Pluto er det:

metan

-nitrogen

-Karbonmonoksid

Når Plutos bane bringer den nærmere solen, fordamper varmen isen fra disse stoffene, som blir en del av atmosfæren. Og når den beveger seg, fryser de tilbake til overflaten.

Disse periodiske endringene forårsaker utseendet på lyse og mørke områder på Plutos overflate, som veksler over tid.

På Pluto er det vanlig å finne nysgjerrige partikler som kalles "tholins" (et navn gitt til dem av den bemerkede astronomen og popularisatoren Carl Sagan), som skapes når ultrafiolett stråling fra solen bryter ned metanmolekyler og skiller ut nitrogenstoffet. Reaksjonen mellom de resulterende molekylene danner mer komplekse molekyler, selv om de er mer forstyrrede.

Tholins dannes ikke på jorden, men de finnes i gjenstander i det ytre solsystemet, noe som gir dem en rosa farge, for eksempel på Titan, Saturns satellitt og selvfølgelig på Pluto.

Intern struktur

Så langt tyder alt på at Pluto har en steinete kjerne dannet av silikater og sannsynligvis dekket av et lag isvann.

Teorien om dannelse av planeter indikerer at de tetteste partiklene samler seg i sentrum, mens de lysere, som is, forblir over, og konfigurerer mantelen, mellomlaget mellom kjernen og overflaten.

Det kan være et lag med flytende vann under overflaten og over den frosne mantelen.

Figur 9. Intern struktur av Pluto. Kilde: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Det indre av planeten er veldig varmt på grunn av tilstedeværelsen av radioaktive elementer, hvis forfall produserer stråling, hvorav en del sprer seg i form av varme.

Radioaktive elementer er ustabile i naturen, derfor har de en tendens til å transformere seg til andre mer stabile, og kontinuerlig avgir partikler og gammastråling inntil stabilitet er oppnådd. Avhengig av isotopen, forfaller en viss mengde radioaktivt materiale i brøkdeler av et sekund eller tar millioner av år.

geologi

Plutos kalde overflate er stort sett frosset nitrogen med spor av metan og karbonmonoksid. Disse to siste forbindelsene er ikke fordelt homogent på overflaten av dvergplaneten.

Bildene viser lyse og mørke områder, så vel som fargevariasjoner, noe som antyder at det er forskjellige formasjoner og overvekt av noen kjemiske forbindelser på visse steder.

Til tross for at veldig lite sollys når solen, er ultrafiolett stråling nok til å forårsake kjemiske reaksjoner i den tynne atmosfæren. Forbindelsene som produseres på denne måten, blandes med regn og snø som faller på overflaten, og gir det fargene mellom gult og rosa som Pluto sees fra teleskoper.

Nesten alt som er kjent om Plutos geologi skyldes data samlet inn av New Horizons-sonden. Takket være dem vet forskere nå at geologien til Pluto er overraskende variert:

-Is sletter

-Glaciers

-Sirkler av frossent vann

-Noen kratere

-Entydning av kryovolkanisme, vulkaner som spyr vann, ammoniakk og metan, i motsetning til landjordiske vulkaner som spyr lava.

Pluto-satellitter

Pluto har flere naturlige satellitter, hvorav Charon er den største.

En tid trodde astronomene at Pluto var mye større enn den faktisk er, fordi Charon går i bane så tett og nesten sirkulært. Derfor kunne astronomer ikke skille dem med det første.

Figur 10. Pluto til høyre og dens viktigste satellitt Charon. Kilde: Wikimedia Commons.

I 1978 oppdaget astronomen James Christy Charon gjennom fotografier. Det er halvparten av størrelsen på Pluto og navnet kommer også fra gresk mytologi: Charon var ferjemannen som fraktet sjeler til underverdenen, kongeriket Pluto eller Hades.

Senere, i 2005, takket være Hubble-romteleskopet, ble de to små månene Hydra og Nix funnet. Og så, i henholdsvis 2011 og 2012, dukket Cerberus og Styx opp, alle med mytologiske navn.

Disse satellittene har også sirkulære baner rundt Pluto og kan bli fanget gjenstander fra Kuiper-beltet.

Pluto og Charon danner et veldig interessant system, der massesenteret, eller massesenteret, ligger utenfor det større objektet. Et annet ekstraordinært eksempel er Sun-Jupiter-systemet.

Begge er også i synkron rotasjon med hverandre, noe som betyr at det samme ansiktet alltid vises. Så omløpstiden til Charon er omtrent 6,5 dager, som er den samme som Pluto. Og dette er også tiden det tar for Charon å gjøre en revolusjon rundt aksen.

Figur 11. Synkron rotasjon av Pluto og dens satellitt Charon. Kilde: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Mange astronomer mener at dette er gode grunner til å betrakte paret som en dobbel planet. Slike doble systemer er ikke sjeldne i gjenstandene i universet, blant stjernene er det vanlig å finne binære systemer.

Det har til og med blitt foreslått at Jorden og Månen også blir betraktet som binær planet.

Et annet interessepunkt for Charon er at det kan inneholde flytende vann i det, som når overflaten gjennom sprekker og danner geysirer som umiddelbart fryser.

Har Pluto ringer?

Det er et godt spørsmål, siden Pluto tross alt er i utkanten av solsystemet og en gang ble ansett som en planet. Og alle de ytre planetene har ringer.

I prinsippet, siden Pluto har to måner små nok med liten tyngdekraft, kan påvirkninger mot dem løfte og spre materiale nok til å samle seg i dvergplanetens bane og danne ringer.

Data fra NASAs New Horizons-oppdrag viser imidlertid at Pluto ikke har noen ringer på dette tidspunktet.

Men ringsystemer er midlertidige strukturer, i det minste i astronomisk tid. Informasjonen som for øyeblikket er tilgjengelig på ringsystemene til de gigantiske planetene, avslører at dannelsen av dem er relativt nylig, og at så raskt de dannes, kan de forsvinne og omvendt.

Oppdrag til Pluto

New Horizons er oppdraget som NASA har tildelt for å utforske Pluto, dets satellitter og andre gjenstander i Kuiper-beltet, regionen som omgir solen i en radius mellom 30 og 55 astronomiske enheter.

Pluto og Charon er blant de største objektene i denne regionen, som også inneholder andre, som kometer og asteroider, de såkalte mindre kroppene i solsystemet.

Den raske sonden New Horizons løftet fra Cape Canaveral i 2006 og nådde Pluto i 2015. Den skaffet seg mange bilder som viser tidligere usete trekk ved dvergplaneten og dens satellitter, i tillegg til måling av magnetfelt, spektrometri og mer.

New Horizons fortsetter å sende informasjon i dag, og er nå omtrent 46 AU unna Jorden, midt i Kuiperbeltet.

I 2019 studerte han objektet som heter Arrokoth (Ultima Thule), og nå er det forventet at han snart vil utføre parallaksmålinger og sende bilder av stjernene fra et helt annet synspunkt fra bakken, som vil tjene som navigasjonsguide.

New Horizons forventes også å fortsette å sende informasjon til minst 2030.

referanser

1. Lew, K. 2010. Plass: Dvergplaneten Pluto. Marshall Cavendish.
2. GRYTE. Utforskning av solsystemet: Pluto, dvergplaneten. Gjenopprettet fra: solarsystem.nasa.gov.
3. Plutos hjem. En ekspedisjon til funn. Gjenopprettet fra: www.plutorules.
4. Powell, M. The Naked Eye Planets in the Night Sky (og hvordan du kan identifisere dem). Gjenopprettet fra: nakedeyeplanets.com
5. Seeds, M. 2011. Solar System. Syvende utgave. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Geologi av Pluto. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Pluto (planet). Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. De oppdager at Pluto avgir røntgenstråler. Gjenopprettet fra: es.gizmodo.com.