PLUTON (PLANET): ZNAČILNOSTI, SESTAVA, ORBITA, GIBANJE - ARTE - 2025

Pluton je nebesni objekt, ki trenutno velja za pritlikav planet, čeprav je bil dolgo časa najbolj oddaljen planet v osončju. Leta 2006 se je Mednarodna astronomska zveza odločila, da ga bo vključila v novo kategorijo: pritlikavih planetov, saj Pluton nima nekaterih potrebnih potreb za planet.

Treba je opozoriti, da polemika o naravi Plutona ni nova. Vse se je začelo, ko ga je 18. februarja 1930 odkril mladi astronom Clyde Tombaugh.

Slika 1. Slika Plutona, ki jo je leta 2015 posnela sonda New Horizons. Vir: NASA prek Wikimedia Commons.

Astronomi so domnevali, da je morda kakšen planet bolj oddaljen od Neptuna, in da bi ga našli, so sledili isti shemi odkritja tega. Z zakoni nebesne mehanike so določili orbito Neptuna (in Urana) in primerjali izračune z opazovanji dejanskih orbitov.

Nepravilnosti, če obstajajo, je povzročil neznani planet onstran Neptunove orbite. Prav to je storil Percival Lowell, ustanovitelj Lowell Observatory v Arizoni in navdušen zagovornik obstoja inteligentnega življenja na Marsu. Lowell je ugotovil te nepravilnosti in zahvaljujoč jim je izračunal orbito neznanega "planeta X", katerega masa je ocenil na 7-krat večjo od Zemljine mase.

Slika 2. Percival Lowell na levi in ​​Clyde Tombaugh s svojim teleskopom na desni. Vir: Wikimedia Commons.

Nekaj ​​let po Lowellovi smrti je Clyde Tombaugh našel novo zvezdo s pomočjo samo izdelanega teleskopa, le planet se je izkazal manjši od predvidenih.

Novi planet je dobil ime po Plutonu, rimskem bogu podzemlja. Zelo primerno, ker prvi dve črki ustrezata začetnici Percivala Lowell-a, ki je vodja odkritja.

Vendar domnevne nepravilnosti, ki jih je ugotovil Lowell, niso bile nič drugega kot rezultat nekaterih naključnih napak v njegovih izračunih.

Značilnosti Plutona

Pluton je majhna zvezda, zato nepravilnosti v orbiti orjaškega Neptuna ne bi mogle biti posledica tega. Sprva je bilo mišljeno, da bo Pluton velikost Zemlje, a malo po malo opažanja so privedla do tega, da se je njegova masa vse bolj in manj zniževala.

Nedavne ocene mase Plutona iz skupnih orbitalnih podatkov iz njega in njegovega satelita Charon kažejo, da je masa sistema Pluton-Charon 0,002-krat večja od mase Zemlje.

Res je premajhna vrednost, da bi motila Neptun. Večji del te mase ustreza Plutonu, ki je po vrsti 12-krat bolj masiven od Charona. Zato je bila gostota Plutona ocenjena na 2000 kg / m ³ , sestavljena iz 65% kamnin in 35% ledu.

Zelo pomembna značilnost ledene in zmotne Plutona je njegova zelo eliptična orbita okoli Sonca. Zaradi tega se občasno približuje Soncu kot Neptunu, kar se je dogajalo v obdobju od leta 1979 do 1999.

Zvezde na tem srečanju niso nikoli trčile, ker nakloni njunih orbitov niso dopuščali in ker sta tudi Pluton in Neptun v orbitalni resonanci. To pomeni, da sta njuni orbitalni obdobji povezani zaradi medsebojnega gravitacijskega vpliva.

Pluton si pridržuje še eno presenečenje: oddaja rentgenske žarke, visokoenergijsko sevanje elektromagnetnega spektra. To ne bi presenetilo, saj je sonda New Horizons potrdila prisotnost tanke atmosfere na Plutonu. In ko molekule v tej tanki plasti plinov komunicirajo s sončnim vetrom, oddajajo sevanje.

Toda rentgenski teleskop Chandra je našel veliko večjo emisijo od pričakovane, kar je presenetilo strokovnjake.

Povzetek glavnih fizičnih lastnosti Plutona

-Masa: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1.185 km (manjši od Lune)

-Oblika: zaobljena.

-Srednja razdalja do Sonca: 5.900 milijonov km.

- naklon orbite : 17 ° glede na ekliptiko.

-Temperatura: -229,1 ºC povprečje.

-Gravitacija: 0,6 m / s ²

- Lastno magnetno polje: Ne.

-Atmosfera: Da, dim.

-Gostota: 2 g / cm ³

-Sateleti: 5 doslej znanih.

-Prsteni: Trenutno ne.

Zakaj Pluton ni planet?

Razlog, da Pluton ni planet, je v tem, da ne izpolnjuje meril Mednarodne astronomske zveze, da se nebesno telo šteje za planet. Ta merila so:

-Orbit okoli zvezde ali njenega ostanka.

-Ima dovolj mase, da ji gravitacija omogoča bolj ali manj sferično obliko.

-Postanek lastne svetlobe.

- Ima orbitalno prevlado, torej izključno orbito, ki ne posega v oblast drugega planeta in je brez manjših predmetov.

In čeprav Pluton izpolnjuje prve tri zahteve, kot smo že videli, njegova orbita posega v Neptunove. To pomeni, da Pluton tako rekoč ni očistil svoje orbite. In ker nima orbitalne prevlade, ga ni mogoče šteti za planet.

Mednarodna astronomska zveza je poleg kategorije pritlikavega planeta ustvarila še eno: manjša telesa sončnega sistema, v katerih so kometi, asteroidi in meteoroidi.

Zahteve za pritlikav planet

Mednarodna astronomska zveza je tudi natančno opredelila zahteve za pritlikav planet:

-Orbit okoli zvezde.

-Ima dovolj mase, da ima sferično obliko.

-Ne oddajamo lastne svetlobe.

-Postanek jasne orbite.

Torej je edina razlika med planeti in pritlikavimi planeti v zadnji točki: pritlikavi planeti preprosto nimajo "čiste" ali izključne orbite.

Slika 3. Do sedaj znanih 5 pritlikavih planetov, skupaj s svojimi sateliti. Na dnu slike je Zemlja za referenco. Vir: Wikimedia Commons.

Prevajalsko gibanje

Plutova orbita je zelo eliptična in je tako daleč od Sonca, ima zelo dolgo obdobje: 248 let, od tega je 20 bližje Soncu kot Neptun sam.

Slika 4. Animacija, ki prikazuje visoko eliptično orbito Plutona. Vir: Wikimedia Commons.

Plutonska orbita je glede na ravnino ekliptike najbolj nagnjena: 17 °, tako da so planeti, ko prečka tista Neptuna, precej oddaljeni in med njimi ni nevarnosti trka.

Slika 5. Presečišče med orbitama Plutona in Neptuna, kot vidite, sta planeta precej narazen, zato ni nevarnosti trka. Vir: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1200703

Orbitalna resonanca, ki obstaja med obema planetoma, je takšna, ki zagotavlja stabilnost njihovih poti.

Podatki o gibanju Plutona

Naslednji podatki na kratko opisujejo gibanje Plutona:

-Meanov polmer orbite: 39,5 AU * ali 5,9 milijarde kilometrov.

- naklon orbite : 17 ° glede na ravnino ekliptike.

-Ekscentričnost: 0,244

- Povprečna orbitalna hitrost : 4,7 km / s

- Prenosno obdobje: 248 let in 197 dni

- Obdobje vrtenja: približno 6,5 dni.

* Ena astronomska enota (AU) je enaka 150 milijonov kilometrov.

Kako in kdaj opazovati Plutona

Pluton je predaleč od Zemlje, da bi ga videli s prostim očesom, saj je nekaj več kot 0,1 arcekunde. Zato je potrebna uporaba teleskopa, tudi hobiistični modeli. Poleg tega najnovejši modeli vključujejo programirljive krmilje za iskanje Plutona.

Vendar bo Pluton celo s teleskopom viden kot drobna točka med tisoči drugih, zato ga morate razlikovati, če najprej morate vedeti, kje iskati, in mu slediti nekaj noči, kot je to storil Clyde Tombaugh. Pluton bo točka, ki se premika nad ozadjem zvezd.

Ker je orbita Plutona zunaj Zemljine orbite, je najboljši čas, da ga vidimo (vendar je treba pojasniti, da ni edini), ko je v nasprotju, kar pomeni, da Zemlja stoji med pritlikavim planetom in Soncem. .

To velja tudi za Mars, Jupiter, Saturn, Uran in Neptun, tako imenovane višje planete. Najboljša opažanja so, če so v nasprotju, čeprav so seveda lahko vidna tudi v drugih obdobjih.

Če želite vedeti nasprotovanje planetov, je priporočljivo, da obiščete specializirana spletna mesta ali prenesete astronomsko aplikacijo za pametne telefone. Na ta način lahko opazovanja pravilno načrtujemo.

V primeru Plutona se od leta 2006 do leta 2023 premakne iz ozvezdja Serpens Cauda v Strelca.

Vrtljivo gibanje

Vrtljivo gibanje Plutona. Vir: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Pluton ima vrtilno gibanje okoli svoje osi, kot je Zemlja in drugi planeti. Plutonu potrebuje pol ure pol ure, saj je njegova hitrost vrtenja počasnejša od Zemljine.

Ker je kralj sonca tako daleč od Sonca, čeprav je to najsvetlejši objekt na nebu Plutona, je videti kot točka, nekoliko večja od preostalih zvezd.

Zato dnevi na pritlikavem planetu minevajo v temi, tudi najbolj bistri, saj je tanka atmosfera sposobna raztresti nekaj svetlobe.

Slika 6. Umetnikovo upodabljanje ledene pokrajine Plutona, na levem Neptunu in na desni je oddaljeno Sonce videti kot zvezda velike razsežnosti. Tudi čez dan je planet v nenehnem mraku. Vir: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Po drugi strani je njegova vrtilna os nagnjena za 120 ° glede na navpičnico, kar pomeni, da je severni pol pod vodoravnim. Z drugimi besedami, Pluton se obrne na svojo stran, tako kot Uran.

Ta naklon je veliko večji kot na Zemljini osi le 23,5º, zato so letni časi na Plutonu ekstremni in zelo dolgi, saj traja nekaj več kot 248 let, da kroži okoli Sonca.

Slika 7. Primerjava med Zemljinimi rotacijskimi osmi na levi in ​​Plutonom na desni, nagnjenimi 120 ° glede na navpičnico. Vir: F. Zapata.

Številni znanstveniki verjamejo, da so retrogradne rotacije kot v primeru Venere in Urana ali tako nagnjene osi vrtenja, spet kot Uran in Pluton, posledica naključnih udarcev, ki jih povzročajo druga velika nebesna telesa.

V tem primeru je pomembno vprašanje, ki ga je treba še rešiti, zakaj se je Plutova os ustavila natančno pri 120 ° in ne pri drugi vrednosti.

Vemo, da je Uran to storil pri 98 °, Venera pa pri 177 °, medtem ko je Merkur, planet, ki je najbližje Soncu, svojo os popolnoma navpično.

Slika prikazuje naklon rotacije osi planetov, ker je os vertikalna, v Merkurju ni letnih časov:

Slika 8. Naklon rotacije osi v osmih glavnih planetih osončja. Vir: NASA.

Sestava

Pluton je sestavljen iz kamnin in ledu, čeprav bi bili videti zelo drugače kot zemeljski, saj je Pluton hladen. Znanstveniki ocenjujejo, da se temperature pritlikavega planeta gibljejo med -228 ° C in -238 ° C, najnižja temperatura na Antarktiki pa je -128 ° C.

Seveda so kemični elementi pogosti. Na površini Plutona so:

-Metan

-Ozot

-Ogljikov monoksid

Ko jo orbita Plutona približa Soncu, toplota izpušča led iz teh snovi, ki postanejo del atmosfere. In ko se odmakne, zmrznejo nazaj na površje.

Te periodične spremembe povzročajo pojavljanje svetlih in temnih področij na Plutonovi površini, ki se sčasoma spreminjajo.

Na Plutonu je običajno najti radovedne delce, imenovane "tolini" (ime, ki jim ga je dal priznani astronom in popularizator Carl Sagan), ki nastanejo, ko ultravijolično sevanje iz Sonca razgradi molekule metana in jih loči od dušika. Reakcija med nastalo molekulo tvori bolj zapletene molekule, čeprav bolj neurejene.

Tolini se ne tvorijo na Zemlji, vendar jih najdemo v predmetih v zunanjem osončju, ki jim da roza barvo, na primer na Titanu, Saturnovem satelitu in seveda na Plutonu.

Notranja struktura

Zaenkrat vse kaže, da ima Pluton kamnito jedro, ki ga tvorijo silikati in ga verjetno prekriva plast ledene vode.

Teorija tvorbe planetov kaže, da se v središču nabirajo najgostejši delci, medtem ko lažji, denimo ledeni, ostanejo zgoraj, in konfigurirajo plašč, vmesni sloj med jedrom in površino.

Pod površino in nad zmrznjeno odejo je lahko plast tekoče vode.

Slika 9. Notranja zgradba Plutona. Vir: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Notranjost planeta je zelo prisotna zaradi prisotnosti radioaktivnih elementov, katerih razpad ustvarja sevanje, katerega del se širi v obliki toplote.

Radioaktivni elementi so po naravi nestabilni, zato se nagibajo k preoblikovanju v druge bolj stabilne, nenehno oddajajo delce in gama sevanje, dokler ne dosežemo stabilnosti. Glede na izotop določena količina radioaktivnih snovi razpade v delih sekunde ali pa traja milijone let.

geologija

Hladna površina Plutona je večinoma zmrznjen dušik s sledovi metana in ogljikovega monoksida. Ti zadnji dve spojini se ne porazdelita homogeno na površini pritlikavega planeta.

Slike prikazujejo svetla in temna območja, pa tudi barvne variacije, kar kaže na obstoj različnih formacij in prevlado nekaterih kemičnih spojin na določenih mestih.

Kljub zelo malo sončne svetlobe, ki doseže sonce, je ultravijolično sevanje dovolj, da v tanki atmosferi povzroči kemične reakcije. Tako nastale spojine se mešajo z dežjem in snegom, ki pade na površino, kar mu daje barve med rumeno in roza, s katerimi je Pluton viden iz teleskopov.

Skoraj vse, kar se ve o geologiji Plutona, je posledica podatkov, ki jih je zbrala sonda New Horizons. Zahvaljujoč njim znanstveniki zdaj vedo, da je geologija Plutona presenetljivo raznolika:

-Ležne ravnice

-Glaciers

-Gonke zamrznjene vode

Nekaj ​​kraterjev

- Dokazi o kriovolkanizmu, vulkanih, ki črpajo vodo, amonijak in metan, za razliko od kopenskih vulkanov, ki črpajo lavo.

Sateliti Plutona

Pluton ima več naravnih satelitov, od katerih je Charon največji.

Nekaj ​​časa so astronomi verjeli, da je Pluton veliko večji, kot je v resnici, saj Charon kroži tako tesno in skoraj krožno. Zato jih astronomi sprva niso mogli razlikovati.

Slika 10. Pluton na desni in njegov glavni satelit Charon. Vir: Wikimedia Commons.

Leta 1978 je astronom James Christy preko fotografij odkril Charona. Je polovica velikosti Plutona, njegovo ime pa izvira tudi iz grške mitologije: Charon je bil trajekt, ki je prevažal duše v podzemlje, kraljestvo Plutona ali Hada.

Kasneje, leta 2005, so po zaslugi vesoljskega teleskopa Hubble našli majhni luni Hydra in Nix. Potem pa sta se v letih 2011 in 2012 pojavila Cerberus in Styx, vsi z mitološkimi imeni.

Ti sateliti imajo krožno orbito okoli Plutona in so lahko zajeti predmeti iz Kuiperjevega pasu.

Pluton in Charon tvorita zelo zanimiv sistem, v katerem središče mase, oziroma središče mase, leži zunaj večjega predmeta. Drug izreden primer je sistem Sonce-Jupiter.

Obe sta tudi v sinhroni rotaciji med seboj, kar pomeni, da je vedno prikazan isti obraz. Torej je orbitalno obdobje Charona približno 6,5 dni, kar je enako Plutonu. In to je tudi čas, ki ga potrebuje Charon, da se vrti okoli svoje osi.

Slika 11. Sinhrono vrtenje Plutona in njegovega satelita Charon. Vir: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Številni astronomi verjamejo, da so to dobri razlogi, da par obravnavajo kot dvojni planet. Takšni dvojni sistemi niso redki v objektih vesolja, med zvezdami je običajno najti binarne sisteme.

Predlagali so celo, da se Zemlja in Luna prav tako štejeta kot binarni planet.

Še ena zanimivost Charona je, da lahko v sebi vsebuje tekočo vodo, ki s pomočjo razpok doseže površino in tvori gejzirje, ki takoj zmrznejo.

Ali ima Pluton prstane?

Dobro vprašanje, saj je Pluton navsezadnje na robu osončja in je nekoč veljal za planet. In vsi zunanji planeti imajo obroče.

Načeloma ima Pluton 2 luni, ki sta dovolj majhni z malo gravitacije, zato lahko udarci nanje dvignejo in razpršijo material, ki se lahko nabere v orbiti pritlikavega planeta in tvori obroče.

Vendar podatki iz NASA-ine misije New Horizons kažejo, da Pluton trenutno nima obročev.

Toda obročni sistemi so začasne strukture, vsaj v astronomskem času. Podatki o obročnih sistemih velikanskih planetov, ki so trenutno na voljo, razkrivajo, da je njihovo nastajanje relativno nedavno in da lahko hitro, ko se oblikujejo, izginejo in obratno.

Misije v Pluton

New Horizons je misija, ki jo je NASA določila za raziskovanje Plutona, njegovih satelitov in drugih predmetov v pasu Kuiper, regiji, ki obkroža Sonce v polmeru med 30 in 55 astronomskimi enotami.

Pluton in Charon sta med največjimi predmeti v tej regiji, ki vsebuje tudi druge, kot so kometi in asteroidi, tako imenovana manjša telesa sončnega sistema.

Hitro sonda New Horizons se je leta 2006 dvignila z rta Canaveral in dosegla Pluton leta 2015. Dobila je številne slike, ki prikazujejo prej nevidne lastnosti pritlikavega planeta in njegovih satelitov ter meritve z magnetnim poljem, spektrometrijo in drugo.

New Horizons še naprej pošilja informacije in je trenutno približno 46 AU oddaljen od Zemlje, sredi Kuiperjevega pasu.

Leta 2019 je raziskoval predmet Arrokoth (Ultima Thule) in zdaj pričakuje, da bo kmalu opravil meritve paralakse in od tal poslal slike zvezd s povsem drugačnega vidika, ki bo služil kot navigacijski vodnik.

Pričakuje se tudi, da bodo New Horizons informacije pošiljali vsaj do leta 2030.

Reference

1. Lew, K. 2010. Vesolje: pritlikavi planet Pluton. Marshall Cavendish.
2. POT. Raziskovanje osončja: Pluton, pritlikavi planet. Obnovljeno od: solarsystem.nasa.gov.
3. Plutov dom. Odprava na odkritje. Pridobljeno: www.plutorules.
4. Powell, M. Planeti golih oči na nočnem nebu (in kako jih prepoznati). Pridobljeno: golaeyeplanets.com
5. Semena, M. 2011. Osončje. Sedma izdaja. Cengage Learning.
6. Wikipedija. Geologija Plutona. Pridobljeno: en.wikipedia.org.
7. Wikipedija. Pluton (planet). Pridobljeno: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. Odkrili so, da Pluton oddaja rentgenske žarke.