PLUTO (PLANET): EGENSKAPER, SAMMANSÄTTNING, OMLOPPSBANA, RÖRELSE - ARTE - 2025

Pluto är ett himmelobjekt som för närvarande anses vara en dvärgplanet, även om det under en lång tid var den mest avlägsna planeten i solsystemet. 2006 beslutade Internationella astronomiska unionen att inkludera den i en ny kategori: dvärgplaneterna, eftersom Pluto saknar några av de nödvändiga kraven för att vara en planet.

Det bör noteras att kontroversen om Plutos natur inte är ny. Det hela började när den unga astronomen Clyde Tombaugh upptäckte den 18 februari 1930.

Bild 1. Bild av Pluto taget 2015 av sonden New Horizons. Källa: NASA via Wikimedia Commons.

Astronomerna antog att det kanske fanns en planet längre bort än Neptun och för att hitta den följde de samma plan för upptäckten av detta. Med hjälp av lagarna i himmelmekaniken bestämde de banan för Neptunus (och Uranus) och jämförde beräkningarna med observationerna av de faktiska banorna.

Oregelbundenheter, om några, orsakades av en okänd planet bortom Neptuns omloppsbana. Det är precis vad Percival Lowell, grundare av Lowell Observatory i Arizona och en entusiastisk försvarare av existensen av intelligent liv på Mars gjorde. Lowell fann dessa oegentligheter och tack vare dem beräknade han banan till den okända "planeten X", vars massa han uppskattade till sju gånger jordens massa.

Bild 2. Percival Lowell till vänster och Clyde Tombaugh med sitt teleskop till höger. Källa: Wikimedia Commons.

Några år efter Lowells död, fann Clyde Tombaugh den nya stjärnan med hjälp av ett självgjordt teleskop, bara planeten blev mindre än förväntat.

Den nya planeten fick sitt namn efter Pluto, den romerska guden i underjorden. Mycket lämpligt eftersom de två första bokstäverna överensstämmer med initialerna till Percival Lowell, upptäcktens hjärna.

De påstådda oegentligheterna som Lowell konstaterade var emellertid inget annat än produkten av några slumpmässiga fel i hans beräkningar.

Pluto egenskaper

Pluto är en liten stjärna, så oriktigheterna i jätten Neptuns omlopp kunde inte bero på den. Ursprungligen trodde man att Pluto skulle vara storleken på jorden, men lite efter lite iakttagelser ledde till att dess massa minskades mer och mer.

Nya uppskattningar av Plutos massa, från gemensamma orbitaldata från den och dess Charon-satellit, indikerar att massan för Pluto-Charonsystemet är 0,002 gånger jordens massa.

Det är verkligen för litet värde att störa Neptun. Det mesta av denna massa motsvarar Pluto, som i sin tur är 12 gånger massivare än Charon. Därför har Plutos täthet uppskattats till 2 000 kg / m ³ , bestående av 65% berg och 35% is.

En mycket viktig egenskap hos den isiga och oberäknade Pluto är dess mycket elliptiska bana runt solen. Detta leder till att det då och då närmar sig solen än Neptune själv, som hände under perioden 1979 till 1999.

I detta möte kolliderade stjärnorna aldrig eftersom lutningen av deras respektive banor inte tillät det och eftersom Pluto och Neptun också befinner sig i en orbital resonans. Detta innebär att deras omloppsperioder är relaterade på grund av ömsesidigt gravitationspåverkan.

Pluto förbehåller sig ytterligare en överraskning: den avger röntgenstrålar, en strålning med hög energi från det elektromagnetiska spektrumet. Detta skulle inte vara förvånande, eftersom sonden New Horizons bekräftade förekomsten av en tunn atmosfär på Pluto. Och när molekylerna i detta tunna gaslager samverkar med solvinden, avger de strålning.

Men Chandra röntgenteleskop fann en mycket högre utsläpp än väntat, vilket förvånade experter.

Sammanfattning av de viktigaste fysiska egenskaperna hos Pluto

-Mass: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1 185 km (mindre än månen)

-Form: rundad.

-Generalt avstånd till solen: 5 900 miljoner km.

- Lutning av banan : 17º med avseende på ekliptiken.

-Temperatur: -229,1 ºC genomsnitt.

-Gravitet: 0,6 m / s ²

-Eget magnetfält: Nej

-Atmosfär: Ja, svagt.

-Densitet: 2 g / cm ³

-Satelliter: 5 hittills kända.

-Ringar: Inte just nu.

Varför är Pluto inte en planet?

Anledningen till att Pluto inte är en planet är att den inte uppfyller kriterierna från International Astronomical Union för att en himmelkropp ska betraktas som en planet. Dessa kriterier är:

-Orbit runt en stjärna eller dess rest.

-Har tillräckligt med massa så att dess tyngdkraft gör det möjligt att ha en mer eller mindre sfärisk form.

- Brist på eget ljus.

-Har orbital dominans, det vill säga en exklusiv bana, som inte stör den på en annan planet och fri från mindre objekt.

Och även om Pluto uppfyller de tre första kraven, som vi har sett tidigare, stör dess bana Neptunes. Det betyder att Pluto inte har rensat sin bana, så att säga. Och eftersom den inte har orbital dominans kan den inte betraktas som en planet.

Förutom kategorin dvärgplanet skapade International Astronomical Union en annan: de mindre kropparna i solsystemet, i vilka kometer, asteroider och meteoroider finns.

Krav för att vara en dvärgplanet

International Astronomical Union definierade också noggrant kraven för att vara en dvärgplanet:

-Orbit runt en stjärna.

-Har tillräckligt med massa för att ha en sfärisk form.

- Släpp inte ut sitt eget ljus.

- Brist på en tydlig bana.

Så den enda skillnaden mellan planeter och dvärgplaneter är i den sista punkten: dvärgplaneter har helt enkelt inte en "ren" eller exklusiv bana.

Bild 3. De hittills kända 5 dvärgplaneterna tillsammans med deras satelliter. Längst ner på bilden är Jorden för referens. Källa: Wikimedia Commons.

Översättning rörelse

Plutos omloppsbana är mycket elliptisk och är så långt ifrån solen, den har en mycket lång period: 248 år, varav 20 är närmare solen än Neptunus själv.

Bild 4. Animering som visar den mycket elliptiska banan från Pluto. Källa: Wikimedia Commons.

Plutos omloppsbana är den mest lutande av allt med avseende på ekliptikens plan: 17º, så när den korsar Neptunusplanet är planeterna ganska långt ifrån varandra och det finns ingen risk för kollision mellan dem.

Bild 5. Korsning mellan banorna mellan Pluto och Neptune, som kan ses, är planeterna ganska långt ifrån varandra, så det finns ingen fara för kollision. Källa: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1200703

Den orbitalresonans som finns mellan båda planeterna är av den typ som garanterar stabiliteten i deras bana.

Pluto rörelsesdata

Följande data beskriver kort rörelsen från Pluto:

-Bekräftad radie: 39,5 AU * eller 5,9 miljarder kilometer.

- Lutning av banan : 17º med avseende på ekliptikens plan.

-Eccentricity: 0,244

- Genomsnittlig omloppshastighet : 4,7 km / s

- Överföringsperiod: 248 år och 197 dagar

- Rotationsperiod: cirka 6,5 ​​dagar.

* En astronomisk enhet (AU) är 150 miljoner kilometer.

Hur och när man ska observera Pluto

Pluto är för långt från Jorden för att ses med blotta ögat, och är drygt 0,1 arcsekund. Därför krävs användning av ett teleskop, även hobbymodeller kommer att göra. Dessutom innehåller nya modeller programmerbara kontroller för att hitta Pluto.

Men även med ett teleskop kommer Pluto att ses som en liten punkt bland tusentals andra, så för att urskilja det måste du först veta var du ska titta och sedan följa det i flera nätter, som Clyde Tombaugh gjorde. Pluto kommer att vara den punkt som rör sig över stjärnorna.

Eftersom Plutos bana är utanför jordens bana, är den bästa tiden att se den (men det måste klargöras att den inte är den enda) när den står i opposition, vilket innebär att jorden står mellan dvärgplaneten och solen. .

Detta gäller också Mars, Jupiter, Saturn, Uranus och Neptune, de så kallade högre planeterna. De bästa observationerna görs när de är i opposition, även om de naturligtvis kan vara synliga vid andra tidpunkter.

För att ta reda på planeternas motstånd är det lämpligt att gå till specialiserade webbplatser eller ladda ner en astronomiprogram för smartphones. På detta sätt kan observationer planeras korrekt.

När det gäller Pluto flyttar den från 2006 till 2023 från konstellationen Serpens Cauda till Skytten.

Rotationsrörelse

Plutos rotationsrörelse. Källa: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Pluto har en rotationsrörelse runt sin egen axel, som Jorden och de andra planeterna. Det tar Pluto 6 1/2 dag att gå runt sig själv, eftersom dess rotationshastighet är långsammare än jordens.

Att vara så långt från solen, även om detta är det ljusaste objektet på Plutos himmel, ser solkungen ut som en punkt som är något större än resten av stjärnorna.

Det är därför dagarna på dvärgplaneten går i mörkret, även de tydligaste, eftersom den tunna atmosfären kan sprida lite ljus.

Bild 6. Konstnärens framställning av Plutos iskalla landskap, till vänster Neptunus och till höger, ser den avlägsna solen ut som en stjärna i stor storlek. Även under dagen är planeten i ständig dysterhet. Källa: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Å andra sidan lutas dess rotationsaxel 120 ° med avseende på vertikalen, vilket innebär att nordpolen är under horisontellt. Med andra ord vänder Pluto på sin sida, precis som Uranus.

Denna lutning är mycket större än jordens axel på endast 23,5º, därför är säsongerna på Pluto extremt och mycket långa, eftersom det tar lite mer än 248 år att kretsa runt solen.

Bild 7. Jämförelse mellan jordens rotationsaxlar till vänster och Plutos till höger, lutande 120º med avseende på vertikal. Källa: F. Zapata.

Många forskare tror att retrograderade rotationer som i fallet med Venus och Uranus eller rotationsaxlarna så lutade, återigen som Uranus och Pluto, beror på framgångsrika påverkan, orsakade av andra stora himmelkroppar.

Om så är fallet, är en viktig fråga som fortfarande ska lösas varför Plutos axel stannade exakt vid 120 ° och inte vid ett annat värde.

Vi vet att Uranus gjorde det vid 98º och Venus på 177º, medan Merkurius, planeten närmast solen, har sin axel helt vertikal.

Figuren visar lutningen av planeternas rotationsaxel, eftersom axeln är vertikal, i Merkurius finns det inga säsonger:

Bild 8. Lutning av rotationsaxeln i solsystemets åtta huvudplaneter. Källa: NASA.

Sammansättning

Pluto består av stenar och is, även om de ser mycket annorlunda ut än jordens, eftersom Pluto är kallt utan tro. Forskare uppskattar att temperaturen på dvärgplaneten ligger mellan -228 ° C och -238 ° C, varvid den lägsta temperaturen som observerats i Antarktis är -128 ° C.

Naturligtvis är kemiska element vanliga. På ytan av Pluto finns det:

-Metan

-Kväve

-Kolmonoxid

När Plutos omlopp bringar den närmare solen, förångas värmen isen från dessa ämnen, som blir en del av atmosfären. Och när det rör sig bort fryser de tillbaka till ytan.

Dessa periodiska förändringar orsakar utseendet på ljusa och mörka områden på Plutos yta, som växlar över tiden.

På Pluto är det vanligt att hitta nyfikna partiklar som kallas "toliner" (ett namn som de har fått av den noterade astronomen och populariseraren Carl Sagan), som skapas när ultraviolett strålning från solen bryter ned metanmolekyler och separerar kväve. Reaktionen mellan de resulterande molekylerna bildar mer komplexa molekyler, även om de är mer oroliga.

Toliner bildas inte på jorden, men de finns i föremål i det yttre solsystemet, vilket ger dem en rosa färg, till exempel på Titan, Saturnus satellit och naturligtvis på Pluto.

Inre struktur

Hittills tyder allt på att Pluto har en stenig kärna bildad av silikater och antagligen täckt av ett lager isvatten.

Teorin för bildandet av planeter indikerar att de tätaste partiklarna ackumuleras i mitten, medan de lättare, såsom isen, förblir ovanför och konfigurerar manteln, mellanlagret mellan kärnan och ytan.

Det kan finnas ett lager flytande vatten under ytan och ovanför den frysta manteln.

Bild 9. Plutos inre struktur. Källa: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Det inre av planeten är mycket varmt på grund av förekomsten av radioaktiva element, vars sönderfall producerar strålning, varav en del sprider sig i form av värme.

Radioaktiva element är instabila till sin natur, därför tenderar de att förvandlas till andra mer stabila, som kontinuerligt avger partiklar och gammastrålning tills stabiliteten uppnås. Beroende på isotopen sönder en viss mängd radioaktivt material i fraktioner av en sekund eller tar miljoner år.

geologi

Plutos kalla yta är mestadels fryst kväve med spår av metan och kolmonoxid. Dessa två sista föreningar distribueras inte homogent på dvärgplanetens yta.

Bilderna visar ljusa och mörka områden, såväl som färgvariationer, vilket antyder förekomsten av olika formationer och övervägande av vissa kemiska föreningar på vissa platser.

Trots att väldigt lite solljus når solen räcker ultraviolett strålning för att orsaka kemiska reaktioner i den tunna atmosfären. De på detta sätt producerade föreningarna blandas med regnet och snön som faller på ytan, vilket ger färgerna mellan gult och rosa som Pluto ses från teleskop.

Nästan allt som är känt om Plutos geologi beror på data som samlas in av New Horizons-sonden. Tack vare dem vet forskarna nu att Plutos geologi är förvånansvärt varierande:

-Is slättar

-Glaciers

-Källor med fryst vatten

-Vissa kratrar

-Tillståndet av kryovolkanism, vulkaner som spyr vatten, ammoniak och metan, till skillnad från markvulkaner som tappar lava.

Plutosatelliter

Pluto har flera naturliga satelliter, varav Charon är den största.

Under en tid trodde astronomer att Pluto var mycket större än den faktiskt är, eftersom Charon kretsar så nära och nästan cirkulärt. Det är därför astronomer inte först kunde skilja dem.

Bild 10. Pluto till höger och dess huvudsatellit Charon. Källa: Wikimedia Commons.

1978 upptäckte astronomen James Christy Charon genom fotografier. Det är halva storleken på Pluto och dess namn kommer också från grekisk mytologi: Charon var färjan som transporterade själar till underjorden, kungariket Pluto eller Hades.

Senare, 2005, tack vare Hubble-rymdteleskopet, hittades de två små månarna Hydra och Nix. Och sedan 2011 respektive 2012 dök Cerberus och Styx upp, alla med mytologiska namn.

Dessa satelliter har också cirkulära banor runt Pluto och kan fångas föremål från Kuiper-bältet.

Pluto och Charon bildar ett mycket intressant system, där massmitten, eller massmitten, ligger utanför det större objektet. Ett annat extraordinärt exempel är Sun-Jupiter-systemet.

Båda är också i synkron rotation med varandra, vilket innebär att samma ansikte alltid visas. Så omloppstiden för Charon är ungefär 6,5 dagar, vilket är samma som Pluto. Och det är också den tid det tar för Charon att göra en revolution runt dess axel.

Bild 11. Synkron rotation av Pluto och dess satellit Charon. Källa: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Många astronomer tror att det är goda skäl att betrakta paret som en dubbelplanet. Sådana dubbelsystem är inte sällsynta i universums objekt, bland stjärnorna är det vanligt att hitta binära system.

Det har till och med föreslagits att jorden och månen också betraktas som binär planet.

En annan intressepunkt för Charon är att den kan innehålla flytande vatten i den, som når ytan genom sprickor och bildar gejsrar som omedelbart fryser.

Har Pluto ringar?

Det är en bra fråga, eftersom Pluto trots allt är i utkanten av solsystemet och en gång ansågs vara en planet. Och alla yttre planeter har ringar.

Eftersom Pluto i princip har två månar som är tillräckligt små med liten tyngdkraft kan påverkan mot dem lyfta och sprida material tillräckligt för att samlas i dvärgplanetens omloppsbana och bilda ringar.

Uppgifter från NASA: s New Horizons-uppdrag visar dock att Pluto inte har några ringar för närvarande.

Men ringsystem är tillfälliga strukturer, åtminstone under astronomisk tid. Den information som för närvarande finns på ringsystemen för de jätteplaneterna avslöjar att deras bildning är relativt nyligen och att så snabbt som de bildar kan de försvinna och vice versa.

Uppdrag till Pluto

New Horizons är uppdraget som NASA har tilldelat att utforska Pluto, dess satelliter och andra föremål i Kuiper-bältet, regionen som omger solen i en radie mellan 30 och 55 astronomiska enheter.

Pluto och Charon är bland de största föremålen i denna region, som också innehåller andra, såsom kometer och asteroider, de så kallade mindre kropparna i solsystemet.

Den snabba sonden New Horizons lyftte från Cape Canaveral 2006 och nådde Pluto 2015. Den fick många bilder som visade tidigare osynliga egenskaper hos dvärgplaneten och dess satelliter, samt mätningar av magnetfält, spektrometri och mer.

New Horizons fortsätter att skicka information idag och är nu cirka 46 AU borta från Jorden, mitt i Kuiper-bältet.

År 2019 studerade han objektet som heter Arrokoth (Ultima Thule) och nu förväntas han att han snart kommer att utföra parallaxmätningar och skicka bilder av stjärnorna från en helt annan synvinkel från marken, som kommer att fungera som en navigationsguide.

New Horizons förväntas också fortsätta att skicka information fram till minst 2030.

referenser

1. Lew, K. 2010. Utrymme: Dvärgplaneten Pluto. Marshall Cavendish.
2. POTT. Utforskning av solsystem: Pluto, dvärgplaneten. Återställs från: solarsystem.nasa.gov.
3. Plutos hem. En expedition till upptäckten. Återställs från: www.plutorules.
4. Powell, M. The Naked Eye Planets in the Night Sky (och hur man identifierar dem). Återställd från: nakedeyeplanets.com
5. Seeds, M. 2011. Solsystemet. Sjunde upplagan. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Geologi av Pluto. Återställd från: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Pluto (planet). Återställd från: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. De upptäcker att Pluto avger röntgenstrålar. Återställd från: es.gizmodo.com.