PLUTON (PLANET): KARAKTERISTIKE, SASTAV, ORBITA, KRETANJE - ARTE - 2025

Pluton je nebeski objekt, trenutno se smatra patuljastim planetom, iako je dugo vremena bio najudaljeniji planet Sunčevog sustava. 2006. godine Međunarodna astronomska unija odlučila je uključiti je u novu kategoriju: patuljaste planete, budući da Plutonu nedostaju neki od potrebnih zahtjeva da bude planet.

Treba napomenuti da kontroverza oko prirode Plutona nije nova. Sve je počelo kada ga je 18. veljače 1930. otkrio mladi astronom Clyde Tombaugh.

Slika 1. Slika Plutona snimljena 2015. sondom New Horizons. Izvor: NASA putem Wikimedia Commonsa.

Astronomi su pretpostavili da možda postoji planet udaljeniji od Neptuna i da bi ga pronašli, slijedili su istu shemu otkrića ovoga. Koristeći zakone nebeske mehanike, odredili su orbitu Neptuna (i Urana), uspoređujući izračune sa opažanjima stvarnih orbita.

Nepravilnosti, ako ih ima, uzrokovao je nepoznati planet izvan Neptunove orbite. Upravo je to učinio Percival Lowell, osnivač Lowell Observatory u Arizoni i entuzijastični branitelj postojanja inteligentnog života na Marsu. Lowell je pronašao te nepravilnosti i zahvaljujući njima je izračunao orbitu nepoznatog "planeta X", čija je masa procijenjena na 7 puta veću od mase Zemlje.

Slika 2. Percival Lowell s lijeve strane i Clyde Tombaugh s njegovim teleskopom s desne strane. Izvor: Wikimedia Commons.

Nekoliko godina nakon Lowellove smrti, Clyde Tombaugh pronašao je novu zvijezdu pomoću samostalno napravljenog teleskopa, samo što je planet ispao manji nego što se predviđalo.

Nova planeta dobila je ime po Plutonu, rimskom bogu podzemlja. Vrlo prikladno jer prva dva pisma odgovaraju inicijali Percivala Lowell-a, koji je glavni pokretač otkrića.

Međutim, navodne nepravilnosti koje je Lowell utvrdio nisu bile ništa drugo do rezultat nekih slučajnih pogrešaka u njegovim proračunima.

Karakteristike Plutona

Pluton je mala zvijezda, pa nepravilnosti u orbiti divovskog Neptuna nisu mogle biti posljedica toga. U početku se mislilo da će Pluton biti veličine Zemlje, ali malo po malo opažanja su dovela do toga da se njegova masa sve više i više spušta.

Nedavne procjene mase Plutona iz zajedničkih orbitalnih podataka iz njega i njegovog satelita Charon pokazuju da je masa sustava Pluton-Charon 0,002 puta veća od mase Zemlje.

Doista je mala vrijednost da bi uznemirila Neptun. Većina ove mase odgovara Plutonu koji je zauzvrat 12 puta masivniji od Charona. Stoga se gustoća Plutona procjenjuje na 2.000 kg / m ³, a sastoji se od 65% stijene i 35% leda.

Vrlo važna značajka ledene i zračne Plutona je njegova visoko eliptična orbita oko Sunca. To ga vodi s vremena na vrijeme da se približi Suncu nego samom Neptunu, što se događalo u razdoblju od 1979. do 1999. godine.

Na ovom susretu zvijezde se nikada nisu sudarale jer nagib njihovih orbita nije to dopuštao i zbog toga što su Pluton i Neptun također u orbitalnoj rezonanci. To znači da su njihova orbitalna razdoblja povezana zbog međusobnog gravitacijskog utjecaja.

Pluton zadržava još jedno iznenađenje: emitira X-zrake, visokoenergetsko zračenje elektromagnetskog spektra. To ne bi bilo iznenađujuće, budući da je sonda New Horizons potvrdila prisutnost tanke atmosfere na Plutonu. A kad molekule u ovom tankom sloju plinova komuniciraju sa sunčevim vjetrom, one zrače.

No, rendgenski teleskop Chandra našao je znatno veću emisiju od očekivane, što je iznenadilo stručnjake.

Sažetak glavnih fizičkih karakteristika Plutona

-Mass: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1.185 km (manji od Mjeseca)

-Oblika: zaobljena.

-Srednja udaljenost do Sunca: 5.900 milijuna km.

- Nagib orbite: 17 ° u odnosu na ekliptiku.

-Temperatura : -229,1 ºC prosjek.

-Gravitacija: 0,6 m / s ²

-Sadro magnetsko polje: Ne.

-Atmosfera: Da, dim.

-Density: 2 g / ³

-Sateliti: 5 dosad poznatih.

-Prstenje: Trenutno nije.

Zašto Pluton nije planet?

Razlog da Pluton nije planet je taj što ne ispunjava kriterije Međunarodne astronomske unije da se nebesko tijelo smatra planetom. Ti su kriteriji:

-Orbiti oko neke zvijezde ili njenog ostatka.

-Ima dovoljno mase tako da mu gravitacija dopušta da ima više ili manje sferni oblik.

- Nedostatak vlastite svjetlosti.

-Imaju orbitalnu dominaciju, tj. Ekskluzivnu orbitu, koja se ne miješa s onom drugog planeta i oslobođena je manjih objekata.

I premda Pluton ispunjava prva tri zahtjeva, kao što smo vidjeli, njegova orbita ometa Neptunove. To znači da Pluton nije tako očistio svoju orbitu. A budući da nema orbitalnu dominaciju ne može se smatrati planetom.

Pored kategorije patuljastog planeta, Međunarodna astronomska unija stvorila je još jedno: sporedna tijela Sunčevog sustava u kojima se nalaze kometi, asteroidi i meteoroidi.

Zahtjevi da bude patuljasti planet

Međunarodna astronomska unija također je pažljivo odredila zahtjeve da bude patuljasti planet:

-Orbit oko zvijezde.

-Imate dovoljno mase da ima sferični oblik.

-Ne emitira svoju svjetlost.

-Postanak bistre orbite.

Dakle, jedina razlika između planeta i patuljastih planeta je u posljednjoj točki: patuljasti planeti jednostavno nemaju "čistu" ili isključivu orbitu.

Slika 3. Do sada poznatih 5 patuljaka, zajedno sa njihovim satelitima. Na dnu slike je Zemlja za referencu. Izvor: Wikimedia Commons.

Prijevodni pokret

Pluton je u orbiti vrlo eliptičan i nalazi se tako daleko od Sunca, a ima vrlo dugo razdoblje: 248 godina, od kojih je 20 bliže Suncu nego samom Neptunu.

Slika 4. Animacija koja prikazuje visoko eliptičnu orbitu Plutona. Izvor: Wikimedia Commons.

Orbita Plutona najsloženija je od svih u odnosu na ravninu ekliptike: 17 °, tako da kada prijeđe ravninu Neptuna, planeti su prilično udaljeni i nema opasnosti od sudara među njima.

Slika 5. Sjecište između orbita Plutona i Neptuna, kao što se može vidjeti, planeti su prilično udaljeni, tako da nema opasnosti od sudara. Izvor: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, Orbitalna rezonanca koja postoji između oba planeta je ona koja jamči stabilnost njihovih putanja.

Podaci o kretanju Plutona

Sljedeći podaci ukratko opisuju kretanje Plutona:

-Meanov polumjer orbite: 39,5 AU * ili 5,9 milijardi kilometara.

- Nagib orbite: 17 ° u odnosu na ravninu ekliptike.

-Ekscentričnost: 0,244

- Prosječna orbitalna brzina: 4,7 km / s

- Prijelazni rok: 248 godina i 197 dana

- Period rotacije: otprilike 6,5 dana.

* Jedna astronomska jedinica (AU) jednaka je 150 milijuna kilometara.

Kako i kada promatrati Plutona

Pluton je predaleko od Zemlje da bi ga se vidjelo golim okom, te je tek nešto iznad 0,1 luka. Stoga je potrebna upotreba teleskopa, čak i hobistički modeli. Pored toga, noviji modeli sadrže programirljive kontrole za pronalaženje Plutona.

Međutim, čak i teleskopom Pluton će se smatrati sitnom točkom među tisućama drugih, pa da biste ga razlikovali, prvo morate znati gdje gledati, a zatim ga pratiti nekoliko noći, kao što je to činio Clyde Tombaugh. Pluton će biti točka koja se kreće po pozadini zvijezda.

Kako je orbita Plutona izvan Zemljine orbite, najbolje je vrijeme da se to vidi (ali mora se razjasniti da nije jedina) kada je ona u suprotnosti, što znači da Zemlja stoji između patuljastog planeta i Sunca., To vrijedi i za Mars, Jupiter, Saturn, Uran i Neptun, takozvane više planete. Najbolja zapažanja daju se kad su u opreci, iako mogu biti vidljiva i u drugim trenucima.

Da biste upoznali protivljenje planeta, preporučljivo je otići na specijalizirane internetske stranice ili preuzeti astronomsku aplikaciju za pametne telefone. Na taj se način opažanja mogu pravilno planirati.

U slučaju Plutona, od 2006. do 2023. prelazi iz sazviježđa Serpens Cauda u Strijelca.

Rotacijsko gibanje

Rotacijsko kretanje Plutona. Izvor: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Pluton ima rotacijsko kretanje oko vlastite osi, poput Zemlje i drugih planeta. Plutonu je potrebno 1/2 sata da obilazi sebe, jer je njegova brzina rotacije sporija od Zemljine.

Budući da je tako udaljen od Sunca, iako je ovo najsvjetliji objekt na nebu Plutona, kralj sunca izgleda kao točka nešto veća od ostalih zvijezda.

Zato dani na patuljastom planetu prolaze u mraku, čak i najjasnijih, jer je tanka atmosfera sposobna raspršiti nešto svjetla.

Slika 6. Umjetnički prikaz Plutonskog ledenog krajolika, na lijevom Neptunu i s desne strane, daleko Sunce izgleda poput zvijezde velike veličine. Čak i tijekom dana, planet je u neprekidnoj tami. Izvor: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

S druge strane, njegova os rotacije je nagnuta za 120 ° u odnosu na okomitu, što znači da je sjeverni pol ispod vodoravnog. Drugim riječima, Pluton se okreće na svojoj strani, baš kao i Uran.

Taj je nagib mnogo veći od Zemljine osi od samo 23,5º, pa su godišnja doba na Plutonu ekstremna i vrlo dugačka, jer je potrebno malo više od 248 godina da kruži oko Sunca.

Slika 7. Usporedba između Zemljinih osi rotacije nalijevo i Plutona na desnoj strani, nagnutih 120 ° u odnosu na vertikalu. Izvor: F. Zapata.

Mnogi znanstvenici vjeruju da su retrogradne rotacije, kao u slučajevima Venere i Urana, ili takve nagnute osi rotacije, opet kao Uran i Pluton, posljedica slučajnih udara, uzrokovanih drugim velikim nebeskim tijelima.

Ako je to slučaj, važno je pitanje koje još treba riješiti zašto se Plutonska os zaustavila točno na 120 °, a ne na drugoj vrijednosti.

Znamo da je Uran to učinio na 98 °, a Venera na 177 °, dok je Merkur, planeta najbliža Suncu, osa potpuno okomita.

Na slici je prikazan nagib osi rotacije planeta, budući da je os vertikalna, u Merkuru nema sezona:

Slika 8. Nagib osi rotacije u osam glavnih planeta Sunčevog sustava. Izvor: NASA.

Sastav

Pluton je sastavljen od stijena i leda, iako bi oni izgledali vrlo drugačije od zemaljskih, budući da je Pluton hladan izvan vjerovanja. Znanstvenici procjenjuju da se temperature patuljastog planeta kreću između -228 ° C i -238 ° C, a najniža temperatura na Antarktici -128 ° C.

Naravno, kemijski elementi su uobičajeni. Na površini Plutona nalaze se:

-Metan

-Dušik

-Ugljični monoksid

Kad se Plutonska orbita približi Suncu, toplina isparava led iz tih tvari, koje postaju dio atmosfere. A kad se odmakne, oni se smrzavaju natrag na površinu.

Ove periodične promjene uzrokuju pojavu svijetlih i tamnih područja na površini Plutona, koja se s vremenom izmjenjuju.

Na Plutonu je uobičajeno pronaći radoznale čestice nazvane "tolini" (ime koje im je dao istaknuti astronom i popularizator Carl Sagan), a koje nastaju kada ultraljubičasto zračenje sa Sunca razgrađuje molekule metana i odvaja one dušika. Reakcijom između rezultirajućih molekula nastaju složenije molekule, iako više neuredno.

Tolini se ne formiraju na Zemlji, ali se nalaze u objektima u vanjskom Sunčevom sustavu, dajući im ružičastu boju, poput Titana, Saturnovog satelita i naravno na Plutonu.

Unutarnja struktura

Do sada sve ukazuje da Pluton ima stjenovitu jezgru formiranu silikatima i vjerojatno pokriven slojem ledene vode.

Teorija stvaranja planeta ukazuje da se najgušće čestice nakupljaju u središtu, dok one lakše, poput leda, ostaju gore, konfigurišući plašt, srednji sloj između jezgre i površine.

Ispod površine i iznad smrznutog plašta može postojati sloj tekuće vode.

Slika 9. Unutarnja struktura Plutona. Izvor: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Unutrašnjost planeta je vrlo vruća zbog prisutnosti radioaktivnih elemenata, propadanjem kojih nastaje zračenje, čiji se dio širi u obliku topline.

Radioaktivni elementi su nestabilne prirode, pa imaju tendenciju pretvaranja u druge stabilnije, neprekidno emitirajući čestice i gama zračenje, sve dok se ne postigne stabilnost. Ovisno o izotopu, određena količina radioaktivnog materijala propada u dijelovima sekunde ili treba milijunima godina.

geologija

Hladna površina Plutona uglavnom je smrznuti dušik s tragovima metana i ugljičnog monoksida. Ova posljednja dva spoja nisu raspoređena homogeno na površini patuljastog planeta.

Slike prikazuju svijetla i tamna područja, kao i varijacije boja, što sugerira postojanje različitih formacija i prevladavanje nekih kemijskih spojeva na određenim mjestima.

Unatoč tome što vrlo malo sunčeve svjetlosti dopire do sunca, ultraljubičasto zračenje je dovoljno da izazove kemijske reakcije u tankoj atmosferi. Na taj način dobiveni spojevi miješaju se s kišom i snijegom koji pada na površinu, dajući joj boje između žute i ružičaste boje s kojima se Pluton vidi iz teleskopa.

Gotovo sve što se zna o geologiji Plutona rezultat je podataka prikupljenih sondom New Horizons. Zahvaljujući njima, znanstvenici sada znaju da je geologija Plutona iznenađujuće raznolika:

-Line ravnice

-Glaciers

-Prilazi smrznute vode

Neke kratere

-Dokaz o kriovolkanizmu, vulkanima koji ispijaju vodu, amonijak i metan, za razliku od zemaljskih vulkana koji lupaju lavu.

Plutonski sateliti

Pluton ima nekoliko prirodnih satelita od kojih je Charon najveći.

Jedno vrijeme astronomi su vjerovali da je Pluton mnogo veći nego što zapravo jest, jer Charon kruži vrlo usko i gotovo kružno. Zato ih astronomi isprva nisu mogli razlikovati.

Slika 10. Pluton s desne strane i njegov glavni satelit Charon. Izvor: Wikimedia Commons.

1978. astronom James Christy otkrio je Charona kroz fotografije. On je upola manji od Plutona, a njegovo ime dolazi i od grčke mitologije: Charon je bio trajekt koji je prevozio duše u podzemlje, kraljevstvo Plutona ili Hada.

Kasnije, 2005. godine, zahvaljujući svemirskom teleskopu Hubble, pronađena su dva mala mjeseca Hydra i Nix. A onda, 2011. i 2012., pojavili su se Cerberus i Styx, svi s mitološkim imenima.

Ovi sateliti također imaju kružne orbite oko Plutona i mogu biti zarobljeni predmeti iz Kuiperovog pojasa.

Pluton i Charon tvore vrlo zanimljiv sustav, u kojem središte mase, odnosno središte mase, leži izvan većeg objekta. Drugi izvanredan primjer je sustav Sunce-Jupiter.

Obje su također u sinkronoj rotaciji jedna s drugom, što znači da je uvijek prikazano isto lice. Dakle, orbitalno razdoblje Charona je približno 6,5 dana, što je isto kao i Pluton. A ovo je ujedno i vrijeme koje je Charonu trebalo da izvrši jednu revoluciju oko svoje osi.

Slika 11. Sinhrona rotacija Plutona i njegovog satelita Charon. Izvor: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Mnogi astronomi vjeruju da su to dobri razlozi da se par smatra dvostrukom planetom. Takvi dvostruki sustavi nisu rijetkost u objektima svemira, među zvijezdama je uobičajeno pronaći binarne sustave.

Čak je predloženo da se Zemlja i Mjesec također smatraju binarnim planetom.

Još jedno zanimanje Charona je da on može sadržavati tekuću vodu unutar sebe, koja kroz pukotine dopire do površine i stvara gejzere koji se odmah smrzavaju.

Ima li Pluton prstenove?

Dobro je pitanje, budući da je Pluton uostalom na rubu Sunčevog sustava i nekad se smatrao planetom. I svi vanjski planeti imaju prstenove.

U principu, budući da Pluton ima 2 mjeseca dovoljno mala s malo gravitacije, utjecaji na njih mogli bi podići i raspršiti materijal dovoljno da se akumuliraju u orbiti patuljastog planeta, tvoreći prstenove.

Međutim, podaci iz NASA-ine misije New Horizons pokazuju da Pluton u ovom trenutku nema prstenje.

Ali prstenasti sustavi su privremene strukture, barem u astronomsko vrijeme. Trenutno dostupne informacije o prstenastim sustavima divovskih planeta otkrivaju da je njihova formacija relativno nedavna i da čim brzo nastanu, mogu nestati i obrnuto.

Misije u Pluton

New Horizons misija je koju je NASA dodijelila za istraživanje Plutona, njegovih satelita i drugih objekata u Kuiperovom pojasu, regiji koja okružuje Sunce u radijusu između 30 i 55 astronomskih jedinica.

Pluton i Charon su među najvećim objektima u ovoj regiji, koji također sadrže i druge, poput kometa i asteroida, takozvana manja tijela Sunčevog sustava.

Brza sonda New Horizons skinula se s rta Canaveral 2006. godine i dospjela do Plutona 2015. Dobila je brojne slike koje prikazuju prethodno nevidljive značajke patuljastog planeta i njegovih satelita, kao i mjerenja magnetskog polja, spektrometriju i drugo.

New Horizons i dalje šalje informacije i danas je udaljen oko 46 AU od Zemlje, usred Kuiperovog pojasa.

Godine 2019. proučavao je objekt zvan Arrokoth (Ultima Thule), a sada se očekuje da će uskoro izvesti mjerenja paralaksa i s tla poslati slike zvijezda s potpuno različitog gledišta, koji će služiti kao navigacijski vodič.

Očekuje se da će New Horizons i dalje slati informacije barem do 2030. godine.

Reference

1. Lew, K. 2010. Prostor: Patuljasti planet Pluton. Marshall Cavendish.
2. LONAC. Istraživanje sunčevog sustava: Pluton, patuljasti planet. Oporavak od: solarsystem.nasa.gov.
3. Plutonski dom. Ekspedicija do otkrića. Oporavak od: www.plutorules.
4. Powell, M. Planete golih očiju na noćnom nebu (i kako ih prepoznati). Oporavilo od: nudeeyeplanets.com
5. Sjemenke, M. 2011. Sunčev sustav. Sedmo izdanje. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Geologija Plutona. Oporavilo sa: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Pluton (planet). Oporavilo sa: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. Otkrivaju da Pluton emitira rendgenske zrake.