PLUTO (PLANÉTA): CHARAKTERISTIKA, ZLOŽENIE, OBEŽNÁ DRÁHA, POHYB - ARTE - 2026

Pluto je nebeský objekt, v súčasnosti považovaný za trpasličiu planétu, hoci po dlhú dobu to bola najvzdialenejšia planéta v slnečnej sústave. V roku 2006 sa Medzinárodná astronomická únia rozhodla zaradiť ju do novej kategórie: do trpasličích planét, pretože Pluto postrádajú niektoré z potrebných požiadaviek na planétu.

Je potrebné poznamenať, že kontroverzia o povahe Pluta nie je nová. Všetko sa začalo, keď to 18. februára 1930 objavil mladý astronóm Clyde Tombaugh.

Obrázok 1. Obrázok Pluta získaného v roku 2015 sondou New Horizons. Zdroj: NASA prostredníctvom Wikimedia Commons.

Astronómovia predpokladali, že možná existuje planéta vzdialenejšia od Neptúna a našli ju, sledovali rovnakú schému objavu. Pomocou zákonov nebeskej mechaniky určili obežnú dráhu Neptúna (a Uránu) a porovnali výpočty s pozorovaniami skutočných obežných dráh.

Prípadné nezrovnalosti boli spôsobené neznámou planétou mimo Neptúnovej obežnej dráhy. Presne to urobil Percival Lowell, zakladateľ observatória Lowell v Arizone a nadšený obranca existencie inteligentného života na Marse. Lowell tieto nepravidelnosti našiel a vďaka nim vypočítal obežnú dráhu neznámej „planéty X“, ktorej hmotnosť odhadovala na 7-násobok hmotnosti Zeme.

Obrázok 2. Percival Lowell vľavo a Clyde Tombaugh s ďalekohľadom vpravo. Zdroj: Wikimedia Commons.

Niekoľko rokov po Lowellovej smrti našla Clyde Tombaugh novú hviezdu pomocou vlastného teleskopu, ale iba planéta sa ukázala menšia, ako sa očakávalo.

Nová planéta bola pomenovaná podľa Pluta, rímskeho boha podsvetia. Veľmi vhodné, pretože prvé dve písmená zodpovedajú iniciálom Percivala Lowella, duchovného objavu.

Údajné nezrovnalosti, ktoré Lowell zistil, však neboli ničím iným ako súhrnom náhodných chýb pri jeho výpočtoch.

Pluto charakteristiky

Pluto je malá hviezda, takže nepravidelnosti na obežnej dráhe obrovského Neptúna nemohli byť spôsobené. Spočiatku sa predpokladalo, že Pluto bude veľkosť Zeme, ale pozorovania viedli k postupnému znižovaniu jeho hmotnosti.

Posledné odhady hmotnosti Pluta z jeho spoločných orbitálnych údajov a satelitov Charon naznačujú, že hmotnosť systému Pluto-Charon je 0,002-násobkom hmotnosti Zeme.

Je skutočne príliš nízka hodnota na to, aby sme rušili Neptúna. Väčšina tejto hmoty zodpovedá Pluto, ktoré je zase 12-krát hmotnejšie ako Charon. Hustota Pluta sa preto odhaduje na 2 000 kg / m ³ , pričom pozostáva z 65% horniny a 35% ľadu.

Veľmi dôležitou črtou ľadového a nevyspytateľného Pluta je jeho vysoko eliptická obežná dráha okolo Slnka. Toto občas vedie k priblíženiu sa k Slnku ako k samotnému Neptúnu, ako sa to stalo v období od roku 1979 do roku 1999.

Na tomto stretnutí sa hviezdy nikdy nezrážali, pretože to sklon príslušných dráh neumožňoval a pretože Pluto a Neptún sú tiež v orbitálnej rezonancii. To znamená, že ich obežné dráhy sú spojené z dôvodu vzájomného gravitačného vplyvu.

Pluto si vyhradzuje ďalšie prekvapenie: vyžaruje röntgenové lúče, vysoko energetické žiarenie elektromagnetického spektra. To by nebolo prekvapujúce, pretože sonda New Horizons potvrdila prítomnosť Pluto v atmosfére tenkej atmosféry. A keď molekuly v tejto tenkej vrstve plynov interagujú so slnečným vetrom, vyžarujú žiarenie.

Röntgenový ďalekohľad Chandra však zistil oveľa vyššiu emisiu, ako sa očakávalo, čo expertov prekvapilo.

Zhrnutie hlavných fyzikálnych vlastností Pluto

- Hmotnosť: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1 185 km (menší ako mesiac)

Tvar: zaoblený.

- Nápojová vzdialenosť od Slnka: 5 900 miliónov km.

- Sklon obežnej dráhy : 17 ° vzhľadom na ekliptiku.

Teplota : -229,1 ° C v priemere.

-Gravity: 0,6 m / s ²

- Vlastné magnetické pole: Nie.

- Atmosféra: Áno, dim.

-Density: 2 g / cm ³

-Satellites: 5 doteraz známych.

Krúžky: Momentálne nie.

Prečo nie je Pluto planétou?

Dôvodom, že Pluto nie je planéta, je to, že nespĺňa kritériá Medzinárodnej astronomickej únie, aby sa vesmírne teleso považovalo za planétu. Týmito kritériami sú:

-Orbit okolo hviezdy alebo jej zvyšku.

-Je dosť hmoty na to, aby jej hmotnosť mohla mať viac alebo menej sférický tvar.

- Nedostatok vlastného svetla.

- Majú orbitálnu dominanciu, to znamená exkluzívnu obežnú dráhu, ktorá nezasahuje do dominancie inej planéty a neobsahuje menšie objekty.

A hoci Pluto spĺňa prvé tri požiadavky, ako sme už videli, jeho obežná dráha zasahuje do Neptúna. To znamená, že Pluto tak jasne nevyjadril svoju obežnú dráhu. A keďže nemá orbitálnu dominanciu, nemožno ho považovať za planétu.

Medzinárodná astronomická únia vytvorila okrem kategórie trpasličích planét ďalšie: menšie telá slnečnej sústavy, v ktorých sa nachádzajú kométy, asteroidy a meteoroidy.

Požiadavky na trpasličiu planétu

Medzinárodná astronomická únia tiež starostlivo definovala požiadavky na trpasličiu planétu:

-Orbit okolo hviezdy.

-Majú dostatok hmoty, aby mali guľový tvar.

- Nevyžarujte svoje vlastné svetlo.

- Nedostatok jasnej obežnej dráhy.

Takže jediný rozdiel medzi planétami a trpasličími planétami je v poslednom bode: trpasličie planéty jednoducho nemajú „čistú“ alebo exkluzívnu obežnú dráhu.

Obrázok 3. Doteraz známych 5 planét trpaslíkov spolu s ich satelitmi. V dolnej časti obrázku je Earth pre referenciu. Zdroj: Wikimedia Commons.

Prekladateľské hnutie

Plutova obežná dráha je veľmi eliptická a je tak ďaleko od Slnka, má veľmi dlhé obdobie: 248 rokov, z ktorých 20 je bližšie k Slnku ako samotný Neptún.

Obrázok 4. Animácia ukazujúca vysoko eliptickú obežnú dráhu Pluta. Zdroj: Wikimedia Commons.

Plutova obežná dráha je najviac naklonená vzhľadom na rovinu ekliptiky: 17º, takže keď križuje Neptúnovú planetu, sú planéty dosť vzdialené a nehrozí nebezpečenstvo kolízie medzi nimi.

Obrázok 5. Priesečník medzi obežnými dráhami Pluto a Neptún, ako je vidieť, planéty sú dosť ďaleko od seba, takže nehrozí nebezpečenstvo kolízie. Zdroj: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1200703

Orbitálna rezonancia, ktorá existuje medzi oboma planétami, je takého druhu, ktorý zaručuje stabilitu ich trajektórií.

Údaje o pohybe Pluto

Nasledujúce údaje stručne opisujú pohyb Pluta:

- Priemerný polomer obežnej dráhy: 39,5 AU * alebo 5,9 miliárd kilometrov.

- Sklon orbity : 17 ° vzhľadom na rovinu ekliptiky.

- Excentricita: 0,244

- Priemerná orbitálna rýchlosť : 4,7 km / s

- Obdobie prevodu: 248 rokov a 197 dní

- Obdobie rotácie: približne 6,5 dňa.

* Jedna astronomická jednotka (AU) sa rovná 150 miliónom kilometrov.

Ako a kedy pozorovať Pluto

Pluto je príliš ďaleko od Zeme na to, aby ho bolo možné vidieť voľným okom, len niečo vyše 0,1 sekundy. Vyžaduje sa preto použitie ďalekohľadu, a to aj modely s nadšením. Najnovšie modely navyše obsahujú programovateľné ovládače na nájdenie Pluta.

Avšak aj s ďalekohľadom bude Pluto vnímaný ako nepatrný bod medzi tisíckami ďalších, takže aby ste ho rozlíšili, musíte najskôr vedieť, kde hľadať a potom ho sledovať niekoľko nocí, ako to robil Clyde Tombaugh. Pluto bude bod, ktorý sa pohybuje po pozadí hviezd.

Keďže obežná dráha Pluta je mimo zemskej obežnej dráhy, najlepší čas na jej pozorovanie (ale treba objasniť, že nie je jediný) je, keď je v opozícii, čo znamená, že Zem stojí medzi trpasličnou planétou a Slnkom. ,

Platí to aj pre Mars, Jupiter, Saturn, Urán a Neptún, tzv. Vyššie planéty. Najlepšie pozorovania sa robia, keď sú v opozícii, aj keď, samozrejme, môžu byť viditeľné inokedy.

Ak chcete poznať opozíciu planét, je vhodné ísť na špecializované internetové stránky alebo si stiahnuť astronomickú aplikáciu pre smartfóny. Týmto spôsobom môžu byť pozorovania správne naplánované.

V prípade Pluta sa od roku 2006 do roku 2023 presúva zo súhvezdí Serpens Cauda k súhvezdí Strelca.

Rotačný pohyb

Rotačný pohyb Pluta. Zdroj: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Pluto má rotačný pohyb okolo svojej vlastnej osi, ako je Zem a ďalšie planéty. Pluto trvá 6 1/2 dňa, pretože jeho rýchlosť rotácie je pomalšia ako rýchlosť na Zemi.

Keďže kráľ Slnka je tak ďaleko od Slnka, aj keď je to najjasnejší objekt na Plutovej oblohe, vyzerá ako bod o niečo väčší ako zvyšok hviezd.

Preto dni na trpasličej planéte prechádzajú temnotou, dokonca aj tým najjasnejším, pretože tenká atmosféra je schopná rozptýliť nejaké svetlo.

Obrázok 6. Umelecké vykreslenie ľadovej krajiny Pluta, na ľavom Neptúne a napravo, vzdialené Slnko vyzerá ako hviezda veľkej veľkosti. Aj počas dňa je planéta v neustálom šere. Zdroj: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Na druhej strane je jeho os otáčania naklonená 120 ° vzhľadom na vertikálu, čo znamená, že severný pól je pod horizontálou. Inými slovami, Pluto sa otočí na bok, rovnako ako Urán.

Tento sklon je oveľa väčší ako sklon zemskej osi len 23,5 °, a preto sú ročné obdobia na Plute extrémne a veľmi dlhé, pretože obežná dráha Slnka trvá len niečo viac ako 248 rokov.

Obrázok 7. Porovnanie medzi osami rotácie Zeme doľava a Pluto doprava, naklonené 120 ° vzhľadom na vertikálu. Zdroj: F. Zapata.

Mnohí vedci sa domnievajú, že retrográdne rotácie ako v prípade Venuše a Uránu, alebo také naklonené osi rotácie, opäť ako Urán a Pluto, sú spôsobené náhodnými dopadmi spôsobenými inými veľkými nebeskými telesami.

Ak áno, dôležitou otázkou, ktorú treba ešte vyriešiť, je dôvod, prečo sa os Pluto zastavila presne na 120 ° a nie na inej hodnote.

Vieme, že Urán to urobil pri 98 o a Venuša o 177 o, zatiaľ čo ortuť, planéta najbližšia k Slnku, má svoju os úplne vertikálnu.

Obrázok ukazuje sklon osi rotácie planét, pretože os je vertikálna, v ortuti nie sú žiadne ročné obdobia:

Obrázok 8. Sklon osi otáčania na ôsmich hlavných planétach slnečnej sústavy. Zdroj: NASA.

zloženie

Pluto je tvorené skalami a ľadom, aj keď by vyzerali úplne inak ako na Zemi, pretože Pluto je zima bez viery. Vedci odhadujú, že teploty trpasličej planéty sa pohybujú medzi -228 ° C a -238 ° C, pričom najnižšia teplota pozorovaná v Antarktíde je -128 ° C.

Chemické prvky sú samozrejme bežné. Na povrchu Pluta sú:

metán

-Nitrogen

- Oxid uhoľnatý

Keď sa dráha Pluta priblíži k Slnku, teplo z týchto látok, ktoré sa stanú súčasťou atmosféry, odparuje ľad. A keď sa pohne, zmrazia sa späť na povrch.

Tieto pravidelné zmeny spôsobujú výskyt svetlých a tmavých oblastí na povrchu Pluta, ktoré sa časom striedajú.

Na Plute je bežné nájsť zvedavé častice nazývané „tolíny“ (názov, ktorý im dal známy astronóm a popularizátor Carl Sagan), ktoré vznikajú pri ultrafialovom žiarení od Slnka, ktoré štiepi molekuly metánu a oddeľuje molekuly dusíka. Reakcia medzi výslednými molekulami vytvára zložitejšie molekuly, aj keď viac neusporiadané.

Tholíny sa netvoria na Zemi, ale nachádzajú sa v objektoch vonkajšej slnečnej sústavy, čo im dodáva ružové sfarbenie, napríklad na Titane, Saturnovom satelite a samozrejme na Plute.

Vnútorná štruktúra

Zatiaľ všetko naznačuje, že Pluto má skalnaté jadro tvorené kremičitanmi a pravdepodobne pokryté vrstvou ľadovej vody.

Teória tvorby planét naznačuje, že najhustšie častice sa hromadí v strede, zatiaľ čo ľahšie častice, ako sú častice ľadu, zostávajú nad úrovňou konfigurácie plášťa, medzivrstvy medzi jadrom a povrchom.

Pod povrchom a nad zamrznutým plášťom môže byť vrstva tekutej vody.

Obrázok 9. Vnútorná štruktúra Pluto. Zdroj: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Interiér planéty je veľmi horúci kvôli prítomnosti rádioaktívnych prvkov, ktorých rozklad spôsobuje žiarenie, ktorého časť sa šíri vo forme tepla.

Rádioaktívne prvky sú svojou povahou nestabilné, a preto majú tendenciu sa transformovať na iné stabilnejšie prvky, ktoré nepretržite emitujú častice a gama žiarenie, až kým sa nedosiahne stabilita. V závislosti od izotopu sa určité množstvo rádioaktívneho materiálu rozpadá vo zlomkoch sekundy alebo trvá milióny rokov.

geológie

Chladný povrch Pluta je väčšinou zamrznutý dusík so stopami metánu a oxidu uhoľnatého. Tieto posledné dve zlúčeniny nie sú rovnomerne rozmiestnené na povrchu trpasličej planéty.

Obrázky zobrazujú svetlé a tmavé oblasti, ako aj farebné variácie, ktoré naznačujú existenciu rôznych formácií a prevahu niektorých chemických zlúčenín na určitých miestach.

Napriek veľmi malému slnečnému žiareniu, ktoré dopadá na slnko, je ultrafialové žiarenie dostatočné na to, aby v tenkej atmosfére spôsobilo chemické reakcie. Takto vyrobené zlúčeniny sa zmiešajú s dažďom a snehom, ktorý padá na povrch, čo jej dodáva farby medzi žltou a ružovou, s ktorou je Pluto videný z ďalekohľadov.

Takmer všetko, čo je známe o Plutovej geológii, je spôsobené údajmi zhromaždenými sondou New Horizons. Vďaka nim vedci teraz vedia, že geológia Pluta je prekvapivo rôznorodá:

- Roviny

-Glaciers

-Hory studenej vody

- Niektoré krátery

-Výskyt kryovulkanizmu, sopiek, ktoré rozptyľovali vodu, amoniak a metán, na rozdiel od suchozemských sopiek, ktoré vyvolali lávu.

Pluto satelity

Pluto má niekoľko prírodných satelitov, z ktorých Charon je najväčší.

Astronómovia boli nejaký čas presvedčení, že Pluto je oveľa väčšie, ako v skutočnosti je, pretože Charon obieha tak tesne a takmer kruhovo. Preto ich astronómovia nemohli spočiatku rozlíšiť.

Obrázok 10. Pluto vpravo a jeho hlavný satelit Charon. Zdroj: Wikimedia Commons.

V roku 1978 astronóm James Christy objavil Charona fotografiami. Je to polovica veľkosti Pluta a jeho názov tiež pochádza z gréckej mytológie: Charon bol trajekt, ktorý prepravoval duše do podsvetia, do kráľovstva Pluto alebo Hádes.

Neskôr v roku 2005 sa vďaka Hubbleovmu vesmírnemu teleskopu našli dva malé mesiace Hydra a Nix. A potom, v roku 2011 a 2012, sa objavili Cerberus a Styx, všetky s mytologickými názvami.

Tieto satelity majú tiež kruhové dráhy okolo Pluta a môžu byť zachytené predmety z Kuiperovho pásu.

Pluto a Charon tvoria veľmi zaujímavý systém, v ktorom leží centrum hmoty alebo centrum hmoty mimo väčšieho objektu. Ďalším mimoriadnym príkladom je systém Sun-Jupiter.

Obidve sa tiež navzájom synchrónne otáčajú, čo znamená, že vždy sa zobrazuje rovnaká tvár. Obežná doba Charonu je teda približne 6,5 dňa, čo je rovnaké ako pri Plute. A toto je čas, ktorý Charon potrebuje na to, aby urobil jednu revolúciu okolo svojej osi.

Obrázok 11. Synchrónna rotácia Pluta a jeho satelitného Charónu. Zdroj: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Mnoho astronómov verí, že toto sú dobré dôvody na to, aby sme dvojicu považovali za dvojitú planétu. Takéto dvojité systémy nie sú v objektoch vesmíru zriedkavé, medzi hviezdami je bežné nájsť binárne systémy.

Bolo dokonca navrhnuté, že Zem a Mesiac sa tiež považujú za binárnu planétu.

Ďalším zaujímavým bodom spoločnosti Charon je, že v nej môže obsahovať tekutú vodu, ktorá sa dostáva na povrch puklinami a vytvára gejzíry, ktoré okamžite zamrznú.

Má Pluto prstene?

Je to dobrá otázka, pretože Pluto je koniec koncov na okraji slnečnej sústavy a bol kedysi považovaný za planétu. A všetky vonkajšie planéty majú prstene.

Pretože Pluto má v zásade 2 mesiace dostatočne malé s malou gravitáciou, dopady na ne sa môžu zdvihnúť a rozptýliť tak, aby sa hromadili na obežnej dráhe trpasličej planéty a tvorili prstene.

Údaje z misie New Horizons agentúry NASA však ukazujú, že v súčasnosti nemá Pluto žiadne krúžky.

Ale kruhové systémy sú dočasnými štruktúrami, aspoň v astronomickom čase. Informácie, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii na kruhových systémoch obrovských planét, ukazujú, že ich formovanie je relatívne nové a že akonáhle sa vytvoria, môžu zmiznúť a naopak.

Misie v Plute

New Horizons je misia pridelená NASA na skúmanie Pluta, jeho satelitov a ďalších objektov v pásme Kuiper, regióne, ktorý obklopuje Slnko v okruhu medzi 30 a 55 Astronomickými jednotkami.

Pluto a Charon patria medzi najväčšie objekty v tejto oblasti, ktoré tiež obsahujú ďalšie, napríklad kométy a asteroidy, tzv. Menšie telá slnečnej sústavy.

Rýchla sonda New Horizons sa zdvihla z mysu Canaveral v roku 2006 a v roku 2015 dosiahla Pluto. Získala množstvo snímok ukazujúcich predtým neviditeľné vlastnosti trpasličej planéty a jej satelitov, ako aj merania magnetického poľa, spektrometrie a ďalšie.

New Horizons pokračuje v odosielaní informácií dnes a je teraz asi 46 AU od Zeme v strede kuiperského pásu.

V roku 2019 študoval objekt s názvom Arrokoth (Ultima Thule) a teraz sa očakáva, že čoskoro vykoná parallačné merania a odošle obrázky hviezd z úplne iného hľadiska zeme, ktoré budú slúžiť ako navigačný sprievodca.

Očakáva sa tiež, že spoločnosť New Horizons bude zasielať informácie najmenej do roku 2030.

Referencie

1. Lew, K. 2010. Priestor: Trpaslicová planéta Pluto. Marshall Cavendish.
2. POT. Preskúmanie slnečnej sústavy: Pluto, trpasličia planéta. Získané z: solarsystem.nasa.gov.
3. Pluto doma. Expedícia k objavu. Získané z: www.plutorules.
4. Powell, M. Planéty nahých očí na nočnej oblohe (a ako ich identifikovať). Obnovené z: nakedeyeplanets.com
5. Seeds, M. 2011. Slnečná sústava. Siedme vydanie. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Geológia Pluta. Obnovené z: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Pluto (planéta). Obnovené z: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. Zistili, že Pluto vyžaruje röntgenové lúče.