PLUTO (PLANEETTA): OMINAISUUDET, KOOSTUMUS, KIERTORATA, LIIKE - ARTE - 2025

Pluto on taivaallinen esine, jota pidetään nykyään kääpiöplaneettana, vaikka pitkään se oli aurinkokunnan kaukaisin planeetta. Vuonna 2006 Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto päätti sisällyttää sen uuteen luokkaan: kääpiöpohjaisten planeettojen luokkaan, koska Plutolta puuttuu joitain tarpeita, jotta planeetta voisi olla.

On huomattava, että kiisto Pluton luonteesta ei ole uusi. Kaikki alkoi, kun nuori tähtitieteilijä Clyde Tombaugh löysi sen 18. helmikuuta 1930.

Kuva 1. Kuva Plutosta otettu New Horizons -anturin avulla vuonna 2015. Lähde: NASA Wikimedia Commonsin kautta.

Astronomit uskoivat, että ehkä Neptunusta oli kauempana planeetta ja löytääkseen sen he seurasivat samaa mallia tämän löytämisestä. Taivaallisen mekaniikan lakeja käyttämällä he määrittelivät Neptunuksen (ja Uranuksen) kiertoradan vertaamalla laskelmia todellisen kiertoradan havaintoihin.

Neptunuksen kiertorajan ulkopuolella tuntematon planeetta aiheutti mahdolliset epäsäännöllisyydet. Juuri tämän teki Percival Lowell, Arizonan Lowell-observatorion perustaja ja innostunut puolustaja älyllisen elämän olemassaololle Marsilla. Lowell löysi nämä epäsäännöllisyydet ja niiden ansiosta hän laski tuntemattoman "planeetan X" kiertoradan, jonka massan hän arvioi olevan seitsemänkertainen maapallon massaan.

Kuva 2. Percival Lowell vasemmalla ja Clyde Tombaugh kaukoputkellaan oikealla. Lähde: Wikimedia Commons.

Muutaman vuoden kuluttua Lowellin kuolemasta Clyde Tombaugh löysi uuden tähden itse valmistetulla kaukoputkella, vain planeetta osoittautui odotettua pienemmäksi.

Uusi planeetta on nimetty Pluton, roomalaisen alamaailman jumalan, mukaan. Erittäin sopiva, koska kaksi ensimmäistä kirjainta vastaavat löytön päämiehen Percival Lowellin alkukirjaimia.

Väitetyt sääntöjenvastaisuudet, joita Lowell havaitsi, olivat kuitenkin muuta kuin satunnaisten virheiden tulos laskelmissaan.

Pluton ominaisuudet

Pluto on pieni tähti, joten jätteen Neptunuksen kiertoradan epäsäännöllisyydet eivät voineet johtua siitä. Alun perin ajateltiin, että Pluto olisi maan koko, mutta vähäpätöiset havainnot johtivat sen massan laskemiseen yhä enemmän.

Viimeisimmät arviot Pluton massasta sen ja sen satelliitti Charonin yhteisistä kiertoradatiedoista osoittavat, että Pluto-Charon-järjestelmän massa on 0,002 kertaa maan massa.

Se on todellakin liian pieni arvo häiritäkseen Neptunusta. Suurin osa tästä massasta vastaa Plutoa, joka on puolestaan ​​12 kertaa massiivisempi kuin Charon. Tästä syystä Pluton tiheydeksi on arvioitu 2 000 kg / m ³, joka koostuu 65%: sta kiviaineesta ja 35%: sta jäätä.

Jäisen ja epätavallisen Pluton erittäin tärkeä ominaisuus on erittäin elliptinen kiertorata auringon ympärillä. Tämä johtaa aika ajoin pääsemään lähemmäksi aurinkoa kuin itse Neptunusta, kuten tapahtui ajanjaksolla 1979-1999.

Tässä kokouksessa tähdet eivät koskaan törmäntyneet, koska vastaavien kiertoratojen kaltevuus ei sallinut sitä ja koska Pluto ja Neptune ovat myös kiertoradalla. Tämä tarkoittaa, että heidän kiertoradallaan liittyvät keskinäiset painovoimavaikutukset.

Pluto varaa uuden yllätys: se säteilee röntgensäteitä, korkean energian säteilyä sähkömagneettisessa spektrissä. Tämä ei olisi yllättävää, koska New Horizons -koetin vahvisti ohuen ilmakehän esiintymisen Plutossa. Ja kun tämän ohuen kaasukerroksen molekyylit ovat vuorovaikutuksessa auringon tuulen kanssa, ne lähettävät säteilyä.

Mutta Chandra-röntgen-kaukoputki havaitsi paljon suuremman päästön kuin odotettiin, mikä yllätti asiantuntijat.

Yhteenveto Pluton tärkeimmistä fysikaalisista ominaisuuksista

- Massa: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1,185 km (Kuua pienempi)

-Muoto: pyöristetty.

- Keskimääräinen etäisyys auringosta: 5900 miljoonaa km.

- Kiertoradan kaltevuus: 17º ekliptikan suhteen.

-Lämpötila: -229,1 ºC keskimäärin.

- Paino: 0,6 m / s ²

-Oma magneettikenttä: Ei

-Ympäristö: Kyllä, himmeä.

-Density: 2 g / cm ³

-Satelliitit: 5 toistaiseksi tiedossa.

-Sormukset: Ei tällä hetkellä.

Miksi Pluto ei ole planeetta?

Syynä siihen, että Pluto ei ole planeetta, on, että se ei täytä kansainvälisen tähtitieteellisen liiton kriteerejä taivaankappaleen katsomiseksi planeettaan. Nämä perusteet ovat:

-Kiertorata tähden tai sen jäänteen ympärillä.

- Riittää massaa niin, että sen painovoima antaa sille olla enemmän tai vähemmän pallomainen muoto.

- Oman valon puute.

-On kiertorata-asemaa, eli eksklusiivista kiertorataa, joka ei häiritse toisen planeetan suuntaa ja joka ei sisällä pienempiä esineitä.

Ja vaikka Pluto täyttää kolme ensimmäistä vaatimusta, kuten olemme aiemmin nähneet, sen kiertorata häiritsee Neptunuksen. Tämä tarkoittaa, että Pluto ei ole puhdistanut kiertoradaltaan niin sanotusti. Ja koska sillä ei ole kiertorata-asemaa, sitä ei voida pitää planeetana.

Kääpiö planeettojen luokan lisäksi Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto loi toisen: aurinkokunnan alaelimet, joista löytyy komeeteita, asteroideja ja meteoroideja.

Vaatimukset kääpiö planeetalle

Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto määritteli huolellisesti myös vaatimukset kääpiö planeetalle:

-Kiertoradan ympäri.

-Mulla on tarpeeksi massaa pallomaisen muodon saamiseksi.

-Älä säteile omaa valoa.

- Puute selkeältä kiertoradalta.

Joten ainoa ero planeettojen ja kääpiö planeettojen välillä on viimeisessä pisteessä: kääpiö planeetoilla ei yksinkertaisesti ole "puhdasta" tai yksinoikeutta kiertorataa.

Kuva 3. Tähän saakka tunnetut 5 kääpiöplaneetta yhdessä niiden satelliittien kanssa. Kuvan alaosassa on Maa viitteeksi. Lähde: Wikimedia Commons.

Käännösliike

Pluton kiertorata on hyvin elliptinen ja se on niin kaukana auringosta, että sillä on erittäin pitkä jakso: 248 vuotta, joista 20 on lähempänä aurinkoa kuin itse Neptunus.

Kuva 4. Animaatio, joka näyttää erittäin elliptisen Pluton kiertoradan. Lähde: Wikimedia Commons.

Pluton kiertorata on kaltevin kaikista ekliptikan tasoon nähden: 17º, joten planeettojen ollessa melko kaukana toisistaan, kun se ylittää Neptunuksen tason, niiden välillä ei ole törmäysvaaraa.

Kuva 5. Pluton ja Neptunuksen kiertoratojen välinen leikkaus, kuten voidaan nähdä, planeetat ovat melko kaukana toisistaan, joten törmäysvaaraa ei ole. Lähde: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, Kummankin planeetan välillä esiintyvä kiertorataresonanssi on sellainen, joka takaa niiden lentoratojen vakaan toiminnan.

Pluton liiketiedot

Seuraavat tiedot kuvaavat lyhyesti Pluton liikettä:

- Kiertoradan keskimääräinen säde: 39,5 AU * tai 5,9 miljardia kilometriä.

- Kiertorata: Kaltevuus: 17º ekliptikan tasoon nähden.

-Epäkeskeisyys: 0,244

- Keskimääräinen kiertonopeus: 4,7 km / s

- Siirtymäaika: 248 vuotta ja 197 päivää

- Kiertoaika: noin 6,5 päivää.

* Yksi tähtitieteellinen yksikkö (AU) on 150 miljoonaa kilometriä.

Kuinka ja milloin tarkkailla Plutoa

Pluto on liian kaukana maapallosta, jotta sitä voidaan nähdä paljaalla silmällä, sillä se on hiukan yli 0,1 kaarisekuntia. Siksi vaaditaan kaukoputken käyttö, jopa harrastajamallit tekevät niin. Lisäksi viimeaikaiset mallit sisältävät ohjelmoitavia säätimiä Pluton löytämiseksi.

Pluuto nähdään pienellä pisteellä tuhansien muiden joukossa, jopa teleskoopin kanssa, joten sen erottamiseksi sinun on ensin tiedettävä mistä etsiä ja sitten seurattava sitä useita yötä, kuten Clyde Tombaugh teki. Pluuto on kohta, joka liikkuu tähdet taustalla.

Koska Pluton kiertorata on maapallon kiertoradan ulkopuolella, paras aika nähdä se (mutta on tehtävä selväksi, että se ei ole ainoa) on silloin, kun se on vastakkaisessa tilassa, mikä tarkoittaa, että maapallo seisoo kääpiö planeetan ja auringon välillä..

Tämä pätee myös Marsiin, Jupiteriin, Saturnukseen, Uraaniin ja Neptunukseen, ns. Korkeampiin planeettoihin. Parhaat havainnot tehdään, kun ne ovat oppositiossa, vaikka tietysti ne voivat olla näkyvissä muina aikoina.

Jos haluat tietää planeettojen vastustusta, on suositeltavaa käydä erikoistuneilla Internet-sivuilla tai ladata tähtitiedesovellus älypuhelimiin. Tällä tavoin havainnot voidaan suunnitella oikein.

Pluton tapauksessa vuosina 2006-2023 se siirtyy Serpens Caudan tähdistöstä Jousimiehen kokonaisuuteen.

Pyörivä liike

Pluton pyörimisliike. Lähde: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Plutolla on kiertoliike oman akselinsa ympäri, kuten Maan ja muiden planeettojen tavoin. Pluuto 6 1/2 päivää kulkee itsensä ympäri, koska sen pyörimisnopeus on hitaampi kuin Maan.

Tähtikuningas näyttää niin kaukana auringosta, vaikka se on Pluton taivaan kirkkain esine, näyttää pisteestä, joka on hiukan suurempi kuin muut tähdet.

Siksi kääpiö planeetan päivät kulkevat pimeässä, jopa selkeimmätkin, koska ohut ilmapiiri pystyy sirottamaan valoa.

Kuva 6. Taiteilijan esittämä Pluton jäinen maisema vasemmalla Neptunuksella ja oikealla puolella kaukainen aurinko näyttää suurenmoiselta tähdeltä. Jopa päivän aikana, planeetta on jatkuvassa synkkyydessä. Lähde: Wikimedia Commons.ESO / L Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Toisaalta sen kiertoakseli on kallistettu 120º pystysuoraan nähden, mikä tarkoittaa, että pohjoisnapa on vaakatason alapuolella. Toisin sanoen Pluto kääntyy sivulleen, aivan kuten Uranus.

Tämä kaltevuus on paljon suurempi kuin maan 23,5 asteen akselilla, joten vuodenajat Plutossa ovat äärimmäisiä ja erittäin pitkiä, koska aurinko kiertää hieman yli 248 vuotta.

Kuva 7. Vertailu maan vasemmalle kääntymisakselille ja Pluton oikealle, kallistettu 120º pystysuoraan nähden. Lähde: F. Zapata.

Monet tutkijat uskovat, että taaksepäin kääntyvät pyörimiset, kuten Venuksen ja Uranuksen tapauksissa, tai sellaiset kallistetut pyörimisakselit, kuten Uranus ja Pluto, johtuvat muiden suurten taivaankappaleiden aiheuttamista viallisista vaikutuksista.

Jos näin on, tärkeä ratkaisematta oleva kysymys on, miksi Pluton akseli pysähtyi tarkasti 120º: seen eikä toiseen arvoon.

Tiedämme, että Uranus teki sen 98º: ssa ja Venus 177º: ssa, kun taas Aurinkoa lähinnä olevan planeetan Mercuryn akseli on täysin pystysuora.

Kuvassa näkyy planeettojen pyörimisakselin kallistus, koska akseli on pystysuora, elohopeassa ei ole vuodenaikaa:

Kuva 8. Pyörimisakselin kaltevuus aurinkokunnan kahdeksalla pää planeetalla. Lähde: NASA.

Sävellys

Pluto koostuu kivistä ja jäästä, vaikka ne näyttäisivätkin hyvin erilaisilta kuin Maan, koska Pluto on uskomattoman kylmä. Tutkijoiden arvion mukaan kääpiö planeetan lämpötilat ovat välillä -228ºC ja -238ºC, ja Antarktissa havaittu alin lämpötila on -128ºC.

Kemialliset alkuaineet ovat tietenkin yleisiä. Pluton pinnalla on:

-Metaani

-typpi

-Hiilimonoksidi

Kun Pluton kiertorata tuo sen lähemmäksi aurinkoa, lämpö haihduttaa jään näistä aineista, joista tulee osa ilmakehää. Ja kun se liikkuu pois, ne jäätyvät takaisin pintaan.

Nämä ajoittaiset muutokset aiheuttavat vaaleiden ja tummien alueiden esiintymisen Pluton pinnalla, jotka vuorottelevat ajan myötä.

Pluton kohdalla on yleistä löytää uteliaita hiukkasia, nimeltään "tholins" (nimen heille on antanut tunnetut tähtitieteilijä ja suosittelija Carl Sagan), jotka syntyvät, kun auringon ultravioletti säteily hajottaa metaanimolekyylit ja erottaa typen. Tuloksena olevien molekyylien välinen reaktio muodostaa monimutkaisempia molekyylejä, vaikkakin epäjärjestyneempiä.

Tholineja ei muodostu maan päällä, mutta niitä löytyy ulkoisen aurinkokunnan esineistä, mikä antaa heille vaaleanpunaisen värin, kuten Titanissa, Saturnuksen satelliitissa ja tietysti Plutossa.

Sisäinen rakenne

Toistaiseksi kaikki osoittaa, että Plutolla on kivinen ydin, jonka muodostavat silikaatit ja jonka todennäköisesti peittää kerros jäävettä.

Planeettien muodostumisen teoria osoittaa, että tiheimmät hiukkaset kerääntyvät keskelle, kun taas kevyemmät, kuten jään hiukkaset, pysyvät yläpuolella konfiguroimalla vaipan, ytimen ja kerroksen välisen kerroksen.

Pinnan alapuolella ja jäätyneen vaipan yläpuolella voi olla kerros nestemäistä vettä.

Kuva 9. Pluton sisäinen rakenne. Lähde: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Maapallon sisustus on erittäin kuuma johtuen radioaktiivisista elementeistä, joiden rappeutuminen tuottaa säteilyä, josta osa leviää lämmön muodossa.

Radioaktiiviset elementit ovat luonteeltaan epästabiileja, joten niillä on taipumus muuttua muiksi stabiilimmiksi, säteileen jatkuvasti hiukkasia ja gammasäteilyä, kunnes stabiilisuus on saavutettu. Isotoopista riippuen tietty määrä radioaktiivista ainetta hajoaa sekunnin murto-osina tai vie miljoonia vuosia.

geologia

Pluton kylmä pinta on enimmäkseen jäätynyttä typpeä, jossa on jälkiä metaanista ja hiilimonoksidista. Nämä kaksi viimeistä yhdistettä eivät ole jakautuneet homogeenisesti kääpiöplanetan pinnalle.

Kuvissa näkyy vaaleita ja tummia alueita sekä värivaihtoehtoja, mikä viittaa erilaisten muodostelmien olemassaoloon ja joidenkin kemiallisten yhdisteiden hallitsemiseen tietyissä paikoissa.

Huolimatta siitä, että aurinko saavuttaa hyvin vähän auringonvaloa, ultravioletti säteily riittää aiheuttamaan kemiallisia reaktioita ohuessa ilmakehässä. Tällä tavoin valmistetut yhdisteet sekoittuvat sateeseen ja lumiin, joka putoaa pintaan, jolloin sille saadaan keltaisen ja vaaleanpunaisen värit, joiden kanssa Pluto nähdään teleskoopeista.

Lähes kaikki, mitä Pluton geologiasta tiedetään, johtuu New Horizons -koettimen keräämistä tiedoista. Niiden ansiosta tutkijat tietävät nyt, että Pluton geologia on yllättävän vaihtelevaa:

-Ice tasangot

-Glaciers

- Jäljelle jääneen veden määrät

-Jotkut kraatterit

-Todisteet kryovolkanismista, vettä kiertävistä tulivuoreista, ammoniakista ja metaanista, toisin kuin laavaa kiertäviä maanpäällisiä tulivuoria.

Pluton satelliitit

Plutolla on useita luonnollisia satelliitteja, joista Charon on suurin.

Tähtitieteilijät uskoivat jonkin aikaa, että Pluto oli paljon suurempi kuin se todellisuudessa on, koska Charon kiertää niin tiiviisti ja melkein pyöreästi. Siksi tähtitieteilijät eivät pystyneet erottamaan heitä aluksi.

Kuva 10. Pluuto oikealla ja sen pääsatelliitti Charon. Lähde: Wikimedia Commons.

Vuonna 1978 tähtitieteilijä James Christy löysi Charonin valokuvien avulla. Se on puolet Pluton koosta ja sen nimi tulee myös kreikkalaisesta mytologiasta: Charon oli lauttaja, joka kuljetti sieluja alamaailmaan, Pluton tai Hadesin valtakuntaan.

Myöhemmin, vuonna 2005, Hubble-avaruusteleskoopin ansiosta kaksi pientä kuuta Hydra ja Nix löydettiin. Ja sitten, vuonna 2011 ja vuonna 2012, Cerberus ja Styx ilmestyivät, kaikilla mytologisia nimiä.

Näillä satelliiteilla on myös pyöreät kiertoradat Pluton ympärillä, ja ne voidaan siepata Kuiper-hihnalta.

Pluto ja Charon muodostavat erittäin mielenkiintoisen järjestelmän, jossa massakeskipiste eli massakeskipiste on suuremman esineen ulkopuolella. Toinen poikkeuksellinen esimerkki on Sun-Jupiter-järjestelmä.

Molemmat pyörivät myös synkronisesti keskenään, mikä tarkoittaa, että sama kasvot näytetään aina. Joten Charonin kiertorata on noin 6,5 päivää, mikä on sama kuin Pluton. Ja tämä on myös aika, jonka Charon tekee yhden vallankumouksen akselinsa ympäri.

Kuva 11. Pluton ja sen satelliittiharonin synkroninen kierto. Lähde: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Monet tähtitieteilijät uskovat, että nämä ovat hyviä syitä pitää paria kaksoisplaneetana. Tällaiset kaksoisjärjestelmät eivät ole harvinaisia ​​maailmankaikkeuden kohteissa, tähtien joukossa on yleistä löytää binaarijärjestelmiä.

On jopa ehdotettu, että maata ja Kuua pidetään myös binaariplaneettina.

Toinen Charonin mielenkiintoinen kohta on, että se voi sisältää sisällä nestemäistä vettä, joka pääsee pintaan halkeamien kautta ja muodostaa geyserit, jotka jäätyvät välittömästi.

Onko Plutolla renkaita?

Se on hyvä kysymys, koska Pluto on loppujen lopuksi aurinkokunnan reunalla ja sitä pidettiin kerran planeetana. Ja kaikilla ulkoisilla planeetoilla on renkaat.

Periaatteessa, koska Plutolla on 2 kuukautta riittävän pieni ja vähän painovoimainen, niihin kohdistuvat iskut voisivat nostaa ja levittää materiaalia tarpeeksi kerääntyäkseen kääpiöplaneetta kiertoradalle muodostaen renkaita.

NASAn New Horizons -operaation tiedot kuitenkin osoittavat, että Plutolla ei ole renkaita tällä hetkellä.

Mutta rengasjärjestelmät ovat väliaikaisia ​​rakenteita, ainakin tähtitieteellisessä ajassa. Jättiläisten planeettojen rengasjärjestelmistä tällä hetkellä saatavilla olevat tiedot paljastavat, että niiden muodostuminen on suhteellisen hiljaista ja että niin nopeasti kuin ne muodostuvat, ne voivat kadota ja päinvastoin.

Matkat Plutoon

New Horizons on NASA: n osoittama tehtävä tutkia Plutoa, sen satelliitteja ja muita esineitä Kuiper-vyöllä, alueella, joka ympäröi aurinkoa säteellä 30–55 tähtitieteellistä yksikköä.

Pluto ja Charon ovat suurimpia esineitä tällä alueella, joka sisältää myös muita, kuten komeettoja ja asteroideja, aurinkokunnan ns. Vähäisiä kappaleita.

Nopea New Horizons -anturi nousi Cape Canaveralista vuonna 2006 ja saavutti Pluton vuonna 2015. Se sai lukuisia kuvia, jotka osoittavat kääpiö planeetan ja sen satelliittien aiemmin näkymättömiä piirteitä, sekä magneettikentän mittauksia, spektrometriaa ja paljon muuta.

New Horizons jatkaa tiedon lähettämistä tänään, ja se on nyt noin 46 AU: n päässä maapallosta, Kuiper-hihnan keskellä.

Vuonna 2019 hän tutki Arrokoth (Ultima Thule) -nimistä kohdetta ja nyt odotetaan suorittavan pian rinnakkaismittaukset ja lähettävän tähtiä kuvia täysin erilaisesta näkökulmasta maanpinnasta, mikä toimii navigointioppaana.

New Horizonsin odotetaan myös lähettävän tietoja ainakin vuoteen 2030 saakka.

Viitteet

1. Lew, K. 2010. Avaruus: Kääpiöplanetta Pluto. Marshall Cavendish.
2. Potin. Aurinkokunnan tutkimus: Pluto, kääpiöplaneetta. Palautettu: solarsystem.nasa.gov.
3. Pluton koti. Retkikunta löytölle. Palautettu osoitteesta: www.plutorules.
4. Powell, M. Paljain silmien planeetat yötaivaalla (ja miten ne tunnistetaan). Palautettu osoitteesta: nakedeyeplanets.com
5. Seeds, M. 2011. Aurinkokunta. Seitsemäs painos. Cengagen oppiminen.
6. Wikipedia. Pluton geologia. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Pluto (planeetta). Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. He huomaavat, että Pluto säteilee röntgenkuvat. Palautettu osoitteesta: es.gizmodo.com.