ПЛУТОН (ПЛАНЕТА): КАРАКТЕРИСТИКЕ, САСТАВ, ОРБИТА, КРЕТАЊЕ - АРТЕ - 2025

Плутон је небески објекат, тренутно се сматра патуљастом планетом, мада је дуго времена био најудаљенија планета Сунчевог система. 2006. године Међународна астрономска унија одлучила је да је укључи у нову категорију: патуљасте планете, пошто Плутону недостају неки од потребних услова да буде планета.

Треба напоменути да контроверза око природе Плутона није нова. Све је почело када га је млади астроном Цлиде Томбаугх открио 18. фебруара 1930.

Слика 1. Слика Плутона снимљена 2015. године сондом Нев Хоризонс. Извор: НАСА путем Викимедиа Цоммонса.

Астрономи су претпоставили да је можда постојала планета даље од Нептуна и да би је пронашли, следили су исту шему открића овога. Користећи законе небеске механике, одредили су орбиту Нептуна (и Урана), упоређујући израчуне са опажањима стварних орбита.

Неправилности, ако их има, проузроковао је непознати планет изван Нептунове орбите. Управо је то учинио Перцивал Ловелл, оснивач Ловелл Обсерватори у Аризони и ентузијастични бранитељ постојања интелигентног живота на Марсу. Ловелл је открио ове неправилности и захваљујући њима је израчунао орбиту непознате "планете Кс", чију је масу проценио на 7 пута већу од Земљине масе.

Слика 2. Перцивал Ловелл с лијеве стране и Цлиде Томбаугх својим телескопом с десне стране. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Неколико година након Ловелл-ове смрти, Цлиде Томбаугх је нову звезду пронашао помоћу самостално направљеног телескопа, само што је планета испала мања него што се предвиђало.

Нова планета је добила име по Плутону, римском богу подземља. Веома прикладно јер прва два писма одговарају иницијали Перцивала Ловелл-а, главног покретача открића.

Међутим, наводне неправилности које је Ловелл утврдио нису биле ништа друго до резултат неких случајних грешака у његовим прорачунима.

Карактеристике Плутона

Плутон је мала звезда, па неправилности у орбити џиновског Нептуна нису могле бити последица њега. У почетку се мислило да ће Плутон бити величине Земље, али мало по мало, опажања су довела до тога да се његова маса све више и више спушта.

Недавне процене масе Плутона из заједничких орбиталних података са њега и његовог сателита Цхарон показују да је маса система Плутон-Харон 0,002 пута већа од масе Земље.

То је заиста премала вредност да би узнемирила Нептун. Већина ове масе одговара Плутону, који је заузврат 12 пута масивнији од Харона. Отуда је густина Плутона процењена на 2.000 кг / м ³ , а састоји се од 65% стене и 35% леда.

Врло важна карактеристика ледене и зрачне Плутона је његова високо елиптична орбита око Сунца. То га води с времена на време да се приближи Сунцу него самом Нептуну, као што се догађало у периоду од 1979. до 1999. године.

На овом састанку звезде се никада нису сударале јер нагиб њихових орбита није дозвољавао и зато што су Плутон и Нептун такође у орбиталној резонанци. То значи да су њихови орбитални периоди повезани због међусобног гравитационог утицаја.

Плутон задржава још једно изненађење: емитује Кс-зраке, високоенергетско зрачење електромагнетног спектра. То не би било изненађујуће, јер је сонда Нев Хоризонс потврдила присуство танке атмосфере на Плутону. А када молекули у овом танком слоју гасова ступе у интеракцију са соларним ветром, они емитују зрачење.

Али рендгенски телескоп Цхандра нашао је много већу емисију од очекиване, што је изненадило стручњаке.

Резиме главних физичких карактеристика Плутона

-Масс: 1,25 к 10 ²² кг

-Радиус: 1.185 км (мањи од Месеца)

-Облика: заобљена.

-Средња удаљеност до Сунца: 5.900 милиона км.

- Нагиб орбите : 17 ° у односу на еклиптику.

-Температура: -229,1 ºЦ просек.

-Тежина: 0.6 м / с ²

-Садро магнетно поље: Не.

-Атмосфера: Да, дим.

-Густина: 2 г / цм ³

-Сателите: 5 познатих до сада.

Прстени: Тренутно није.

Зашто Плутон није планета?

Разлог да Плутон није планета је тај што не испуњава критеријуме Међународне астрономске уније да се небеско тело сматра планетом. Ови критеријуми су:

-Орбит око звезде или њеног остатка.

-Има довољно масе тако да му гравитација омогућава да има више или мање сферни облик.

-Постанак властите светлости.

-Имају орбиталну доминацију, то јест ексклузивну орбиту, која се не меша са оном друге планете и ослобођена је мањих објеката.

И иако Плутон испуњава прва три захтева, као што смо видели и раније, његова орбита се мијеша са Нептуном. То значи да Плутон није тако очистио своју орбиту. А пошто нема орбиталну доминацију, не може се сматрати планетом.

Поред категорије патуљастог планета, Међународна астрономска унија створила је још једну: мања тела Сунчевог система у којима се налазе комети, астероиди и метеороиди.

Захтеви да буду патуљаста планета

Међународна астрономска унија такође је пажљиво дефинисала захтеве да буде патуљасти планет:

-Орбит око звезде.

-Имате довољно масе да има сферични облик.

-Не емитује сопствену светлост.

-Постанак јасне орбите.

Дакле, једина разлика између планета и патуљастих планета је у последњој тачки: патуљасти планети једноставно немају „чисту“ или искључиву орбиту.

Слика 3. До сада познатих 5 патуљастих планета, заједно са њиховим сателитима. На дну слике је Земља за референцу. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Превод покрета

Орбита Плутона је веома елиптична и налази се тако далеко од Сунца, а има веома дуг период: 248 година, од којих је 20 ближе Сунцу него самом Нептуну.

Слика 4. Анимација која приказује високо елиптичну орбиту Плутона. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Плутонска орбита је нагнута од свих у односу на равнину еклиптике: 17 °, тако да када пређе планету Нептун, планете су доста удаљене и нема опасности од судара међу њима.

Слика 5. Пресјек орбита Плутона и Нептуна, као што се види, планете су прилично удаљене једна од друге, тако да нема опасности од судара. Извор: Викимедиа Цоммонс. ЦЦ БИ-СА 3.0, хттпс://цоммонс.викимедиа.орг/в/индек.пхп?цурид=1200703

Орбитална резонанца која постоји између обе планете је такве врсте која гарантује стабилност њихових путања.

Подаци о кретању Плутона

Следећи подаци укратко описују кретање Плутона:

-Меанов радијус орбите: 39,5 АУ * или 5,9 милијарди километара.

- Нагиб орбите : 17 ° у односу на равнину еклиптике.

-Ексцентричност: 0.244

- Просечна орбитална брзина : 4,7 км / с

- Период преноса: 248 година и 197 дана

- Период ротације: приближно 6,5 дана.

* Једна астрономска јединица (АУ) једнака је 150 милиона километара.

Како и када посматрати Плутон

Плутон је предалеко од Земље да би се могао видети голим оком, и то тек нешто више од 0,1 лука. Стога је потребна употреба телескопа, чак и хобистички модели. Поред тога, новији модели садрже програмирљиве контроле за проналажење Плутона.

Међутим, чак и помоћу телескопа Плутон ће бити посматран као ситна тачка међу хиљадама других, па да бисте га разликовали прво морате знати где требате погледати, а затим га пратити неколико ноћи, као што је то чинио Цлиде Томбаугх. Плутон ће бити тачка која се помера по позадини звезда.

Како је орбита Плутона изван Земљине орбите, најбоље време да се то види (али мора бити разјашњено да није једина) је када је у опозицији, што значи да Земља стоји између патуљасте планете и Сунца. .

То важи и за Марс, Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун, такозване више планете. Најбоља запажања дају се када су у опозицији, мада могу бити видљива и у другим временима.

Да бисте знали противљење планета препоручљиво је да одете на специјализоване интернет странице или преузмете астрономску апликацију за паметне телефоне. На тај се начин запажања могу правилно испланирати.

У случају Плутона, од 2006. до 2023. прелази из сазвежђа Серпенс Цауда у Стријелца.

Ротационо кретање

Ротацијско кретање Плутона. Извор: ПланетУсер / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0)

Плутон има ротационо кретање око своје осе, попут Земље и других планета. Треба Плутону 6 1/2 дана да се креће око себе, јер је његова брзина ротације спорија од Земљине.

Будући да је тако удаљен од Сунца, иако је ово најсјајнији објекат на небу Плутона, звездан краљ изгледа као тачка мало већа од осталих звезда.

Зато дани на патуљастој планети пролазе у мраку, чак и најјаснијих, јер је танка атмосфера способна да расипа мало светлости.

Слика 6. Умјетнички приказ Плутонског леденог крајолика, на лијевом Нептуну и с десне стране, далеко Сунце изгледа попут звијезде велике величине. Чак и током дана, планета је у непрестаном мраку. Извор: Викимедиа Цоммонс.ЕСО / Л. Цалцада / ЦЦ БИ (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би/4.0).

С друге стране, његова ротациона ос је нагнута за 120 ° у односу на вертикалу, што значи да је северни пол испод хоризонталног. Другим речима, Плутон се окреће на своју страну, баш као и Уран.

Овај нагиб је много већи од Земљине осе од само 23,5 °, па су годишња доба на Плутону екстремна и веома дугачка, јер је потребно нешто више од 248 година да би изашло из орбите око Сунца.

Слика 7. Поређење између Земљиних оси ротације улево и Плутона десно, нагнутих 120 ° у односу на вертикалу. Извор: Ф. Запата.

Многи научници верују да су ретроградне ротације, као у случајевима Венере и Урана, или тако нагнуте оси ротације, опет као Уран и Плутон, последица случајних удара, проузрокованих од стране других великих небеских тела.

Ако је то случај, важно питање које још треба решити је зашто се Плутонова осовина тачно зауставила на 120 °, а не на другој вредности.

Знамо да је Уран то учинио на 98 °, а Венера на 177 °, док је Меркур, планета најближа Сунцу, његова осовина потпуно вертикална.

На слици је приказан нагиб осе ротације планета, пошто је ос вертикална, у Меркуру нема сезона:

Слика 8. Нагиб осе ротације у осам главних планета Сунчевог система. Извор: НАСА.

Састав

Плутон је састављен од стијена и леда, мада би изгледали врло другачије од земаљског, пошто је Плутон хладан изван веровања. Научници процењују да се температуре патуљастог планета крећу између -228 ° Ц и -238 ° Ц, а најнижа температура на Антарктици -128 ° Ц.

Наравно, хемијски елементи су уобичајени. На површини Плутона налазе се:

-Метан

-Азот

-Угљен моноксид

Када се орбита Плутона приближи Сунцу, топлота испарава лед из ових супстанци, које постају део атмосфере. А кад се одмакне, они се смрзавају на површину.

Ове периодичне промене узрокују појаву светлих и тамних подручја на површини Плутона, која се смењују током времена.

На Плутону је уобичајено пронаћи радознале честице које се зову "толини" (име које им је дао истакнути астроном и популаризатор Царл Саган), а које се стварају када ултраљубичасто зрачење са Сунца разграђује молекуле метана и одваја оне азота. Реакцијом између добијених молекула формирају се сложенији молекули, иако су више неуредни.

Толини се не формирају на Земљи, али се налазе у објектима у спољњем Сунчевом систему, који им дају ружичасту боју, као што су на Титану, Сатурнов сателит и наравно на Плутону.

Унутрашња структура

За сада све указује да Плутон има стеновито језгро формирано силикатима и вероватно прекривено слојем ледене воде.

Теорија формирања планета указује да се најгушће честице накупљају у центру, док оне лакше, попут леда, остају горе, конфигуришући плашт, средњи слој између језгра и површине.

Испод површине и изнад смрзнутог плашта може постојати слој течне воде.

Слика 9. Унутрашња структура Плутона. Извор: Викимедиа Цоммонс. ПланетУсер / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0).

Унутрашњост планете је веома врућа због присуства радиоактивних елемената, чији распад производи зрачење, а део се шири у облику топлоте.

Радиоактивни елементи су по природи нестабилни, па имају тенденцију да се трансформишу у друге стабилније, непрестано емитујући честице и гама зрачење, све док се не постигне стабилност. Зависно од изотопа, одређена количина радиоактивног материјала пропада у дијеловима секунде или траје милионима година.

геологија

Хладна површина Плутона углавном је смрзнути азот са траговима метана и угљен моноксида. Ова последња два једињења нису дистрибуирана хомогено на површини патуљасте планете.

Слике приказују светла и тамна подручја, као и варијације боја, што сугерише постојање различитих формација и преовлађивање неких хемијских једињења на одређеним местима.

Упркос врло мало сунчеве светлости која стиже до сунца, ултраљубичасто зрачење је довољно да изазове хемијске реакције у танкој атмосфери. Овако добијена једињења мешају се са кишом и снегом који падају на површину, дајући јој боје између жуте и ружичасте боје с којима се Плутон види из телескопа.

Скоро све што се зна о геологији Плутона резултат је података прикупљених сондом Нев Хоризонс. Захваљујући њима, научници сада знају да је геологија Плутона изненађујуће разна:

-Ице равнице

-Глациерс

-Ходнице смрзнуте воде

Неке кратере

-Доказ о криоволканизму, вулканима који испијају воду, амонијак и метан, за разлику од земаљских вулкана који луче лаву.

Сателити Плутона

Плутон има неколико природних сателита од којих је Цхарон највећи.

Једно време су астрономи веровали да је Плутон много већи него што заправо јесте, јер Цхарон кружи тако уско и готово кружно. Зато их астрономи нису у почетку могли разликовати.

Слика 10. Плутон с десне стране и његов главни сателит Цхарон. Извор: Викимедиа Цоммонс.

1978. астроном Јамес Цхристи је преко фотографија открио Цхарона. Он је упола мањи од Плутона, а његово име такође потиче од грчке митологије: Цхарон је био трајект који је превозио душе у подземље, краљевство Плутона или Хада.

Касније, 2005. године, захваљујући свемирском телескопу Хуббле, пронађена су два мала луна Хидра и Ник. А онда, 2011. и 2012. године, појавили су се Церберус и Стик, сви са митолошким именима.

Ови сателити такође имају кружне орбите око Плутона и могу бити заробљени објекти из Куиперовог појаса.

Плутон и Харон формирају веома интересантан систем у којем се центар масе, односно центар масе, налази изван већег објекта. Други изванредан пример је систем Сунце-Јупитер.

Обоје су такође у синхроној ротацији једни са другима, што значи да је увек приказано исто лице. Дакле, орбитални период Цхарона је приближно 6,5 дана, што је исто као и Плутон. А ово је и време које је потребно да Цхарон направи једну револуцију око своје осе.

Слика 11. Синхрона ротација Плутона и његовог сателита Цхарон. Извор: Викимедиа Цоммонс. Томруен / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0).

Многи астрономи верују да су то добри разлози да се пар сматра двоструком планетом. Такви двоструки системи нису реткост у објектима свемира, међу звездама је уобичајено пронаћи бинарне системе.

Чак је предложено да се Земља и Месец такође сматрају двоструком планетом.

Друга тачка интереса Харона је да он може садржати течну воду унутар себе, која кроз пукотине допире до површине и ствара гејзере који се одмах смрзавају.

Да ли Плутон има прстенове?

Добро је питање с обзиром да је Плутон ипак на рубу Сунчевог система и некад се сматрао планетом. И све спољне планете имају прстенове.

У принципу, будући да Плутон има 2 месеца довољно мала, са мало гравитације, ударци против њих могу подићи и распршити довољно материјала тако да се акумулира у орбити патуљасте планете, формирајући прстенове.

Међутим, подаци из НАСА-ине мисије Нев Хоризонс показују да Плутон у овом тренутку нема прстенове.

Али прстенасти системи су привремене структуре, барем у астрономско време. Информације које су тренутно доступне о прстенастим системима џиновских планета откривају да је њихово формирање релативно недавно и да чим брзо настану, могу нестати и обрнуто.

Мисије у Плутон

Нев Хоризонс је мисија коју је НАСА одредила да истражи Плутон, његове сателите и друге објекте у Куиперовом појасу, региону који окружује Сунце у радијусу између 30 и 55 астрономских јединица.

Плутон и Харон су међу највећим објектима у овом региону, који такође садрже и друге, попут комета и астероида, такозваних мањих тела Сунчевог система.

Брза сонда Нев Хоризонс скинула се са рта Цанаверал 2006. године и достигла Плутон 2015. године. Добила је бројне слике које показују никада раније виђене карактеристике патуљасте планете и њених сателита, као и мерења магнетног поља, спектрометрије и друго.

Нев Хоризонс и даље шаље информације и данас је удаљен око 46 АУ од Земље, усред Куиперовог појаса.

Године 2019. проучавао је објекат зван Аррокотх (Ултима Тхуле) и сада се очекује да ће ускоро извршити мерења паралаксе и са земље послати слике звезда са потпуно различитог гледишта, који ће служити као навигациони водич.

Очекује се да ће и Нев Хоризонс слати информације најмање до 2030. године.

Референце

1. Лев, К. 2010. Простор: Патуљасти планет Плутон. Марсхалл Цавендисх.
2. ПОТ. Истраживање соларног система: Плутон, патуљаста планета. Опоравак од: соларсистем.наса.гов.
3. Плутон је дом. Експедиција до открића. Опоравак од: ввв.плуторулес.
4. Повелл, М. Планете голих очију на ноћном небу (и како их препознати). Опоравак од: нудееиепланетс.цом
5. Семе, М. 2011. Соларни систем. Седмо издање. Ценгаге Леарнинг.
6. Википедиа. Геологија Плутона. Опоравак од: ен.википедиа.орг.
7. Википедиа. Плутон (планета). Опоравак од: ес.википедиа.орг.
8. Захуменски, Ц. Откривају да Плутон емитује рендген зраке, опорављен од: ес.гизмодо.цом.