PLÚTÓ (BOLYGÓ): JELLEMZŐK, ÖSSZETÉTEL, PÁLYA, MOZGÁS - ARTE - 2025

Plutó égi objektum, amelyet jelenleg törpe bolygónak tekintünk, bár hosszú ideje a Naprendszer legtávolabbi bolygója volt. 2006-ban a Nemzetközi Csillagászati ​​Szövetség úgy döntött, hogy beilleszti egy új kategóriába: a törpe bolygók kategóriájába, mivel Plútónak hiányzik néhány szükséges követelmény ahhoz, hogy bolygó lehessen.

Meg kell jegyezni, hogy a Plútó természetével kapcsolatos vita nem új. Az egész akkor kezdődött, amikor Clyde Tombaugh fiatal csillagász 1930. február 18-án fedezte fel.

1. ábra: A Plútó képe, amelyet a New Horizons szonda készített 2015-ben. Forrás: a NASA a Wikimedia Commons segítségével.

A csillagászok azt hitték, hogy talán van egy bolygó a Neptunustól távolabb, és hogy megtalálják, ugyanezt a sémát követték, ahogy felfedezték. Az égi mechanika törvényei alapján meghatározták a Neptunusz (és Uránusz) pályáját, összehasonlítva a számításokat a tényleges pályák megfigyeléseivel.

A szabálytalanságokat egy ismeretlen bolygó okozta, amely a Neptunusz pályáján túl van. Pontosan ezt tette Percival Lowell, az arizonai Lowell Obszervatórium alapítója és az intelligens Mars életének lelkes védelmezője. Lowell megtalálta ezeket a szabálytalanságokat, és nekik köszönhetően kiszámította az ismeretlen "X bolygó" pályáját, amelynek tömegét a Föld tömegének hétszeresére becsülte meg.

2. ábra: Percival Lowell a bal oldalon és Clyde Tombaugh jobb távcsövével. Forrás: Wikimedia Commons.

Néhány évvel Lowell halála után Clyde Tombaugh saját készítésű távcsővel találta meg az új csillagot, csak a bolygó derült fénye a vártnál.

Az új bolygót Plútó, az alvilág római istenének nevezték el. Nagyon megfelelő, mert az első két betű Percival Lowell kezdőbetűinek felel meg, a felfedezés főtanácsosa.

Azon állítólagos szabálytalanságok, amelyeket Lowell fedezett fel, nem más, mint a számításaiban szereplő véletlenszerű hibák eredménye.

A Plútó jellemzői

Plútó egy kicsi csillag, így az óriás Neptunusz pályáján a szabálytalanságok nem vezethetők be. Kezdetben azt hitték, hogy a Plútó lesz a Föld mérete, de apránként a megfigyelések vezettek ahhoz, hogy tömegét egyre inkább csökkentsék.

A Plútó tömegére vonatkozó legfrissebb becslések, a belőle és a Charon műholdasból származó közös orbitális adatok alapján, azt mutatják, hogy a Plútó-Csron rendszer tömege a Föld tömegének 0,002-szerese.

Tényleg túl kicsi az érték, hogy zavarja a Neptunust. E tömeg nagy része Plutonnak felel meg, amely viszont tizenötször tömegebb, mint Charon. Ezért a Plútó sűrűségét 2000 kg / m ³ -ra becsülték, amely 65% ​​kőzetből és 35% jégből áll.

A jeges és kiszámíthatatlan Plutó nagyon fontos jellemzője az erősen elliptikus pályája a Nap körül. Ez időről időre arra vezet, hogy közelebb kerüljön a Naphoz, mint maga a Neptunusz, amint ez történt az 1979 és 1999 közötti időszakban.

Ebben a találkozóban a csillagok soha nem ütköztek össze, mert a pályáik dőlése nem tette lehetővé, és mert Plútó és Neptunusz szintén orbitális rezonanciában vannak. Ez azt jelenti, hogy orbitális periódusuk kölcsönös gravitációs befolyás miatt kapcsolódik egymáshoz.

Plútó újabb meglepetést tart fenn: röntgen-sugarat bocsát ki, az elektromágneses spektrum nagy energiájú sugárzását. Ez nem lenne meglepő, mivel a New Horizons szonda megerősítette a vékony légkör jelenlétét Plutonon. És amikor a vékony gázrétegben lévő molekulák kölcsönhatásba lépnek a napszélgel, sugárzást bocsátanak ki.

A Chandra röntgen teleszkóp azonban a vártnál jóval magasabb emissziót mutatott, ami meglepte a szakértőket.

A Plútó fő fizikai tulajdonságainak összefoglalása

-Mass: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1185 km (kisebb, mint a Hold)

-Alak: lekerekített.

- Átlagos távolság a Naptól: 5900 millió km.

- A pálya dőlésszöge: 17º az ecliptikához viszonyítva.

-Hőmérséklet : -229,1 ºC átlag.

-Súly: 0,6 m / s ²

- Saját mágneses mező: Nem

-A légkör: Igen, tompa.

-Sűrűség: 2 g / cm ³

-Satellit: 5 eddig ismert.

- Gyűrűk: Jelenleg nem.

Miért nem Plútó egy bolygó?

A Plútó nem bolygó az, hogy nem felel meg a Nemzetközi Csillagászati ​​Szövetség kritériumainak, hogy egy égi testet bolygónak lehessen tekinteni. Ezek a kritériumok:

- Kering egy csillag vagy annak maradványa körül.

- Elegendő tömeg, hogy gravitációja lehetővé tegye többé-kevésbé gömb alakú alakját.

-A saját fény hiánya.

- Orbitális dominanciája van, vagyis egy exkluzív pálya, amely nem zavarja meg egy másik bolygó életét, és mentes a kisebb tárgyaktól.

És bár a Plútó teljesíti az első három követelményt, amint azt már korábban láttuk, orbitusa kering a Neptunuszéval. Ez azt jelenti, hogy Pluto még nem törölte pályáját. És mivel nem rendelkezik orbitális dominanciával, nem tekinthető bolygónak.

A törpe bolygó kategóriája mellett a Nemzetközi Csillagászati ​​Egyesület létrehozott egy másikot: a Naprendszer kisebb testét, amelyben üstökösöket, aszteroidákat és meteoroidákat találtak.

A törpe bolygó követelményei

A Nemzetközi Csillagászati ​​Szövetség gondosan meghatározta azokat a követelményeket is, amelyek törpe bolygónak kell lennie:

- Kering egy csillag körül.

-Egy elegendő tömeg, hogy gömb alakú legyen.

- Ne bocsátja ki a saját fényét.

-A tiszta pálya hiánya.

Tehát az egyetlen különbség a bolygók és a törpe bolygók között az utolsó pontban található: a törpe bolygóknak egyszerűen nincs "tiszta" vagy exkluzív pályája.

3. ábra. Az eddig ismert 5 törpebolygó műholdaikkal együtt. A kép alján található a Föld referenciaként. Forrás: Wikimedia Commons.

Fordítási mozgalom

A Plútó pályája nagyon elliptikus, és messze van a Naptól, nagyon hosszú periódusa van: 248 év, ebből 20 közelebb áll a Naphoz, mint maga a Neptunusz.

4. ábra: A Plútó nagyon elliptikus pályáját mutató animáció. Forrás: Wikimedia Commons.

A Plútó pályája a legapróbb az ekliptika síkjához képest: 17º, tehát amikor áthalad a Neptunusz síkján, a bolygók elég messze vannak egymástól, és nem áll fenn az ütközés veszélye közöttük.

5. ábra. A Plútó és a Neptunusz pályáinak metszéspontja - amint láthatja - a bolygók elég messze vannak egymástól, tehát nem áll fenn az ütközés veszélye. Forrás: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, A két bolygó között lévõ orbitális rezonancia olyan, amely garantálja a pályáik stabilitását.

Plútó mozgási adatai

A következő adatok röviden leírják Plútó mozgását:

-A pálya átlagos sugár: 39,5 AU * vagy 5,9 milliárd kilométer.

- A pálya dőlésszöge: 17º az ecliptik síkjához képest.

- Excentritás: 0,244

- Átlagos sebesség: 4,7 km / s

- Átigazolási idő: 248 év és 197 nap

- Forgási időszak: körülbelül 6,5 nap.

* Egy csillagászati ​​egység (AU) 150 millió kilométer.

Hogyan és mikor kell megfigyelni Plutont

Plutó túlságosan messze van a Földtől, hogy szabad szemmel láthassa, alig több mint 0,1 ívsebességgel. Ezért szükség van egy távcső használatára, még a hobbi sportolóinak is. Ezen felül a legújabb modellek programozható vezérlőelemeket tartalmaznak a Plútó megtalálására.

Plutont azonban még egy távcsővel is apró pontnak tekintik mások ezrei között, így annak megkülönböztetéséhez először tudnia kell, hol kell keresnie, majd követnie kell több éjszakán keresztül, ahogy Clyde Tombaugh tette. Pluton lesz az a pont, amely a csillagok hátterén mozog.

Mivel a Plútó pályája kívül esik a Föld körüli pályán, akkor a legjobb alkalom annak megtekintésére (de tisztázni kell, hogy nem ez az egyetlen) az ellenzékben van, ami azt jelenti, hogy a Föld áll a törpe bolygó és a Nap között..

Ez igaz a Marsra, a Jupiterre, a Szaturnuszra, az Uránuszra és a Neptunuszra is, az úgynevezett magasabb bolygókra. A legjobb megfigyelések akkor készülnek, amikor ellenzik, bár természetesen máskor is láthatóak lehetnek.

A bolygók ellentmondásának megismerése érdekében tanácsos felkeresni speciális internetes oldalakat vagy letölteni egy okostelefonokra csillagászati ​​alkalmazást. Ily módon a megfigyelések megfelelően megtervezhetők.

Plútó esetében 2006 és 2023 között a Serpens Cauda csillagvilágból a Nyilas csillagképébe mozog.

Forgó mozgás

Plútó forgó mozgása. Forrás: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Plutónak forgási mozgása van a saját tengelye körül, mint a Föld és a többi bolygó. A Plútó 6 1/2 napot igénybe vesz körül, mert forgási sebessége lassabb, mint a Földé.

Mivel messze van a Naptól, bár ez a legfényesebb tárgy az égbolt Plútójában, a napkirály úgy néz ki, mint egy pont, amely kissé nagyobb, mint a többi csillag.

Ez az oka annak, hogy a törpe bolygón a napok sötétben, még a legtisztábbban is, telik el, mert a vékony légkör képes szétszórni némi fényt.

6. ábra: A művész ábrázolja Plútó jeges tájját, a bal oldali Neptunuszon és a jobb oldalon a távoli Nap úgy néz ki, mint egy nagy csillag. A bolygó még a nap folyamán is folytonos homályban van. Forrás: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Másrészről, forgástengelye függőleges irányban 120 ° -kal dől, vagyis az északi pólus a vízszintes alatt van. Más szavakkal, Plútó fordul oldalára, akárcsak Uránusz.

Ez a dőlés sokkal nagyobb, mint a Föld tengelye, csupán 23,5º, ezért a Plútón az évszakok rendkívül hosszúak és nagyon hosszúak, mivel alig több mint 248 évbe telik, hogy keringjen a Nap.

7. ábra: A Föld balra forduló tengelye és jobbra Plutó tengelyeinek összehasonlítása, függőlegeshez viszonyítva 120 ° -kal dőlve. Forrás: F. Zapata.

Sok tudós úgy gondolja, hogy a retrográd forgások, mint például a Vénusz és az Uránusz esetében, vagy az ilyen forgástengelyek, ismét Uránusz és Plútó, más nagy égitest által okozott váratlan hatások következményei.

Ha igen, akkor még fontos megoldandó kérdés az, hogy Pluto tengelye pontosan miért állt meg 120 ° -on, és nem egy másik értéken.

Tudjuk, hogy Uránus ezt 98º-ban, a Vénust 177º-ban csinálta, míg a Merkúrnak, a Naphoz legközelebbi bolygónak a tengelye teljesen függőleges.

Az ábra a bolygók forgástengelyének dőlését mutatja, mivel a tengely függőleges, a Merkúrban nincs évszak:

8. ábra: A forgástengely dőlése a Naprendszer nyolc fő bolygóján. Forrás: NASA.

Fogalmazás

A Plútót sziklák és jég alkotja, bár ezek nagyon különböznek a Földétől, mivel Pluto hideg a hitetlenség felett. A tudósok becslése szerint a törpe bolygó hőmérséklete -228 ºC és -238 ºC között van, az Antarktiszon megfigyelt legalacsonyabb hőmérséklet pedig -128 ºC.

Természetesen a kémiai elemek gyakoriak. A Plútó felületén vannak:

-Metán

-Nitrogén

-Szén-monoxid

Amikor Plútó pályája közelebb hozza a Naphoz, a hő elpárologtatja a jeget ezekből az anyagokból, amelyek a légkör részévé válnak. És amikor elmozdul, lefagynak a felszínre.

Ezek az időszakos változások világos és sötét területek megjelenését okozzák a Plútó felületén, amelyek idővel váltakoznak.

A Plútón gyakori olyan furcsa részecskék, amelyek "tholinek" (a nevet a neves csillagász és népszerűsítő Carl Sagan adták nekik), és amelyek akkor készülnek, amikor a Nap ultraibolya sugárzása lebontja a metán molekulákat és elválasztja a nitrogént. A kapott molekulák közötti reakció bonyolultabb molekulákat képez, bár rendezetlenebbek.

A Tholinok nem alakulnak ki a Földön, de a külső Naprendszerben található tárgyakban találhatók, és rózsaszínűvé válnak, például a Titanon, a Szaturnusz műholdasán és természetesen a Plutonon.

Belső felépítés

Eddig minden azt jelzi, hogy Plútónak sziklás magja van, amelyet szilikátok képeznek, és valószínűleg egy jégvízréteg borítja.

A bolygók kialakulásának elmélete azt jelzi, hogy a sűrűbb részecskék felhalmozódnak a középpontban, míg a könnyebb részecskék, például a jég szemcséi fent maradnak, konfigurálva a köpenyt, a középső réteget a mag és a felület között.

A felület alatt és a befagyott köpeny felett lehet egy folyékony vízréteg.

9. ábra: Plútó belső szerkezete. Forrás: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

A bolygó belseje nagyon forró radioaktív elemek jelenléte miatt, amelyek lebomlása sugárzást eredményez, amelyek egy része hő formájában terjed.

A radioaktív elemek természeténél fogva instabilok, ezért hajlamosak átalakulni más stabilabb elemekké, folyamatosan kibocsátva részecskéket és gamma-sugárzást, amíg a stabilitást el nem érik. Az izotópotól függően egy bizonyos mennyiségű radioaktív anyag másodperces részekben lebomlik, vagy több millió évig tart.

geológia

A Plútó hideg felülete többnyire fagyasztott nitrogén, nyomán metán és szén-monoxid. Ez az utolsó két vegyület nem oszlik el homogénen a törpe bolygó felületén.

A képek világos és sötét területeket, valamint színváltozásokat mutatnak, ami arra utal, hogy különféle formációk léteznek, és bizonyos helyekben bizonyos kémiai vegyületek túlsúlya mutatkozik.

Annak ellenére, hogy a napfény nagyon kevés a napfénytől, az ultraibolya sugárzás elegendő kémiai reakciók kivitelezésére a vékony atmoszférában. Az így előállított vegyületek keverednek az esővel és a hóval, amelyek a felszínre esnek, és így sárga és rózsaszín színűek lesznek, amilyeneket Pluton lát a távcsövekből.

Szinte mindazt, ami a Plútó geológiájáról ismert, a New Horizons szonda által gyűjtött adatoknak köszönhetően. Nekik köszönhetően a tudósok most már tudják, hogy a Plútó geológiája meglepően változatos:

- Ice síkság

-Glaciers

- Fagyasztott víz lisztjei

- Néhány kráter

- A kriovolkanizmus bizonyítéka, a vizet forgató vulkánok, az ammónia és a metán, ellentétben a lávát gerjesztő földi vulkánokkal.

Plútó műholdak

Plútónak számos természetes műholda van, ezek közül a legnagyobb a Charon.

A csillagászok egy ideje azt hitték, hogy a Plútó sokkal nagyobb, mint amilyen valójában van, mert Charon annyira szorosan és szinte körkörösen kering. Ezért a csillagászok először nem tudtak megkülönböztetni őket.

10. ábra: A jobb oldalon lévő Plutó és a fő műholdas krónája. Forrás: Wikimedia Commons.

1978-ban James Christy csillagász fényképészekkel fedezte fel Charont. Félénél nagyobb a Plutoné, és neve is a görög mitológiából származik: Charon volt a komp, aki lelkeket szállított az alvilágba, Plútó vagy Hades királyságába.

Később, 2005-ben, a Hubble űrteleszkópnak köszönhetően a két kis hold, Hydra és Nix találtak. Aztán, 2011-ben, illetve 2012-ben, Cerberus és Styx jelent meg, mindegyik mitológiai névvel.

Ezeknek a műholdaknak körkörös pályái vannak a Plútó körül is, és a Kuiper övből elfoglalt tárgyak lehetnek.

Plutó és Káron egy nagyon érdekes rendszert alkotnak, amelyben a tömeg központja vagy a tömeg központja a nagyobb tárgyon kívül helyezkedik el. További rendkívüli példa a Sun-Jupiter rendszer.

Mindkettő szinkronban forog egymással, ami azt jelenti, hogy mindig ugyanaz az oldal jelenik meg. Tehát Charon keringési ideje körülbelül 6,5 nap, ami megegyezik a Plútóval. És ez az idő is ahhoz, hogy Charon egy fordulatot tegyen a tengelye körül.

11. ábra: Plútó és műholdas krónájának szinkron forgása. Forrás: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Sok csillagász úgy gondolja, hogy ezek jó okok ahhoz, hogy a párot kettős bolygónak tekintsék. Az ilyen kettős rendszerek nem ritkák az univerzum tárgyain, a csillagok között általában bináris rendszereket találnak.

Azt is javasolták, hogy a Földet és a Holdot is bináris bolygónak tekintsék.

A Charon másik érdekes pontja, hogy folyékony vizet tartalmazhat benne, amely repedések útján érkezik a felszínre, és geizerokat képez, amelyek azonnal megfagynak.

Van Pluto-nak gyűrűi?

Jó kérdés, mivel a Plútó végül a Naprendszer szélén áll, és egykor bolygónak tekintették. És az összes külső bolygó gyűrűvel rendelkezik.

Alapvetően, mivel a Plútónak két holdja van elég kicsi és kis gravitációval, az ezekkel szembeni ütések elegendőek lehetnek az anyag emelésére és eloszlatására, hogy felhalmozódhasson a törpe bolygó pályájára, és gyűrűket képezzen.

A NASA New Horizons missziójának adatai azonban azt mutatják, hogy Plútónak jelenleg nincs gyűrűje.

De a gyűrűs rendszerek átmeneti struktúrák, legalább csillagászati ​​időben. Az óriásbolygók gyűrűrendszereiről jelenleg rendelkezésre álló információk azt mutatják, hogy kialakulásuk viszonylag nemrégiben alakult ki, és amint kialakulnak, eltűnhetnek és fordítva.

Küldetések Plutonba

Az New Horizons a NASA által kijelölt küldetés, hogy felfedezzék Plutont, műholdait és más tárgyait a Kuiper övben, a Napot körülvevő régióban, 30 és 55 csillagászati ​​egység között.

Plútó és Káron a régió egyik legnagyobb tárgya, amely másokat is tartalmaz, például üstökösöket és aszteroidákat, a Naprendszer úgynevezett kisebb testét.

A gyors New Horizons szonda 2006-ban felemelkedett a Canaveral-fokról és 2015-ben elérte a Plútót. Számos képet kapott a törpe bolygó és műholdainak korábban még nem látott tulajdonságairól, valamint a mágneses mező méréséről, spektrometriaról és egyebekről.

A New Horizons továbbra is információt küld ma, és most körülbelül 46 AU van a Földtől, a Kuiper-öv közepén.

2019-ben megvizsgálta az Arrokoth (Ultima Thule) nevű tárgyat, és most várható, hogy hamarosan párhuzamos méréseket végez és a csillagok képeit egy teljesen más szempontból a talajról küldi el, amely navigációs útmutatóként szolgál majd.

Az New Horizons várhatóan szintén legalább 2030-ig továbbítja az információkat.

Irodalom

1. Lew, K. 2010. Hely: A törpe Plútó bolygó. Marshall Cavendish.
2. EDÉNY. Naprendszer felfedezése: Plútó, törpe bolygó. Helyreállítva: solarsystem.nasa.gov.
3. Plútó otthona. Felfedezés expedíciója. Helyreállítva: www.plutorules.
4. Powell, M. A szabad szemű bolygók az éjszakai égbolton (és hogyan lehet őket azonosítani). Helyreállítva: nakedeyeplanets.com
5. Seeds, M. 2011. A Naprendszer. Hetedik kiadás. Cengage tanulás.
6. Wikipedia. Plútó geológiája. Helyreállítva: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Plútó (bolygó). Helyreállítva: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. Felfedezik, hogy Plútó röntgen-sugárzást bocsát ki, helyreállítva: es.gizmodo.com.