PLUTO (PLANETA): CHARAKTERISTIKA, SLOŽENÍ, OBĚŽNÁ DRÁHA, POHYB - ARTE - 2025

Pluto je nebeský objekt, v současné době považovaný za trpasličí planetu, ačkoli po dlouhou dobu to byla nejvzdálenější planeta ve sluneční soustavě. V roce 2006 se Mezinárodní astronomická unie rozhodla zařadit ji do nové kategorie: do trpasličí planety, protože Pluto postrádá některé z nezbytných požadavků, aby byla planeta.

Je třeba poznamenat, že diskuse o povaze Pluta není nová. Všechno to začalo, když to objevil mladý astronom Clyde Tombaugh 18. února 1930.

Obrázek 1. Obrázek Pluta pořízeného v roce 2015 sondou New Horizons. Zdroj: NASA prostřednictvím Wikimedia Commons.

Astronomové předpokládali, že možná byla planeta dále než Neptun a našli ji, sledovali stejný plán objevu. Pomocí zákonů nebeské mechaniky určili oběžnou dráhu Neptunu (a Uranu) a porovnali výpočty s pozorováním skutečných drah.

Případné nesrovnalosti byly způsobeny neznámou planetou mimo Neptunovu oběžnou dráhu. Přesně to udělal Percival Lowell, zakladatel observatoře Lowell v Arizoně a nadšený obránce existence inteligentního života na Marsu. Lowell tyto nepravidelnosti našel a díky nim vypočítal oběžnou dráhu neznámé „planety X“, jejíž hmotnost odhadoval na 7násobek hmotnosti Země.

Obrázek 2. Percival Lowell vlevo a Clyde Tombaugh s dalekohledem vpravo. Zdroj: Wikimedia Commons.

Několik let po Lowellově smrti našla Clyde Tombaugh novou hvězdu pomocí vlastního dalekohledu, ale planeta se ukázala menší, než se očekávalo.

Nová planeta byla pojmenována podle Pluta, římského boha podsvětí. Velmi vhodné, protože první dvě písmena odpovídají iniciálům Percival Lowell, mistryně objevu.

Údajné nesrovnalosti, které Lowell zjistil, však nebyly ničím jiným než součinem náhodných chyb v jeho výpočtech.

Pluto charakteristiky

Pluto je malá hvězda, takže nepravidelnosti na oběžné dráze obřího Neptunu nemohly být způsobeny. Zpočátku se předpokládalo, že Pluto bude velikost Země, ale pozorování vedla k postupnému snižování hmoty.

Nedávné odhady hmotnosti Pluta, ze společných orbitálních dat z něj a jeho satelitního Charonu, naznačují, že hmotnost systému Pluto-Charon je 0,002násobek hmotnosti Země.

To je opravdu příliš malá hodnota rušit Neptun. Většina z této hmoty odpovídá Pluto, které je zase 12krát hmotnější než Charon. Proto byla hustota Pluta odhadnuta na 2000 kg / m ³, skládající se z 65% horniny a 35% ledu.

Velmi důležitým rysem ledového a nevyzpytatelného Pluta je jeho vysoce eliptická oběžná dráha kolem Slunce. To ji z času na čas vede blíže ke Slunci než samotné Neptun, jak se to stalo v období mezi lety 1979 a 1999.

Na tomto setkání se hvězdy nikdy nesrážely, protože to sklon jejich příslušných drah nedovolil a protože Pluto a Neptun jsou také v orbitální rezonanci. To znamená, že jejich orbitální periody jsou spojeny kvůli vzájemnému gravitačnímu vlivu.

Pluto si vyhrazuje další překvapení: vyzařuje rentgenové záření, vysokoenergetické záření elektromagnetického spektra. To by nebylo překvapivé, protože sonda New Horizons potvrdila přítomnost tenké atmosféry na Plutu. A když molekuly v této tenké vrstvě plynů interagují se slunečním větrem, vyzařují záření.

Rentgenový dalekohled Chandra však našel mnohem vyšší emise, než se očekávalo, což odborníky překvapilo.

Shrnutí hlavních fyzikálních charakteristik Pluta

- Hmotnost: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1 185 km (menší než Měsíc)

-Tvar: zaoblený.

-Dostupná vzdálenost od Slunce: 5 900 milionů km.

- Sklon orbity: 17 ° vzhledem k ekliptiku.

Teplota: -229,1 ° C průměr.

-Gravita: 0,6 m / s ²

-Vlastní magnetické pole: Ne.

- Atmosféra: Ano, tlumeně.

-Density: 2 g / cm ³

-Satellite: 5 dosud známých.

-Rings: Momentálně ne.

Proč není Pluto planetou?

Důvodem, proč Pluto není planeta, je to, že nesplňuje kritéria Mezinárodní astronomické unie, aby bylo nebeské těleso považováno za planetu. Tato kritéria jsou:

-Orbit kolem hvězdy nebo jejího zbytku.

-Je dost hmoty, aby jeho gravitace umožňovala mít více či méně kulovitý tvar.

- Nedostatek vlastního světla.

-Mají orbitální dominanci, tj. Exkluzivní orbitu, která nezasahuje do jiné planety a neobsahuje menší objekty.

A ačkoli Pluto splňuje první tři požadavky, jak jsme již viděli, jeho orbita narušuje Neptunovy. To znamená, že Pluto tak jasně nevyjasnil svou orbitu. A protože nemá orbitální dominanci, nelze ji považovat za planetu.

Kromě kategorie trpasličí planety vytvořila Mezinárodní astronomická unie další: menší tělesa sluneční soustavy, ve kterých se nacházejí komety, asteroidy a meteoroidy.

Požadavky na trpasličí planetu

Mezinárodní astronomická unie také pečlivě definovala požadavky na trpasličí planetu:

-Orbit kolem hvězdy.

- Mám dost hmoty, aby měl kulovitý tvar.

- Nevyzařujte své vlastní světlo.

- Nedostatek čisté orbity.

Takže jediný rozdíl mezi planetami a trpasličími planetami je v posledním bodě: trpasličí planety prostě nemají „čistou“ nebo exkluzivní orbitu.

Obrázek 3. Pět dosud známých planet trpaslíků spolu s jejich satelity. Ve spodní části obrázku je Země pro informaci. Zdroj: Wikimedia Commons.

Překladové hnutí

Oběžná dráha Pluta je velmi eliptická a je tak daleko od Slunce, má velmi dlouhé období: 248 let, z nichž 20 je blíže ke Slunci než samotný Neptun.

Obrázek 4. Animace ukazující vysoce eliptickou oběžnou dráhu Pluta. Zdroj: Wikimedia Commons.

Oběžná dráha Pluta je nejvíce nakloněná ze všech ve vztahu k rovině ekliptiky: 17º, takže když protne Neptun, planety jsou zcela daleko od sebe a nehrozí nebezpečí kolize mezi nimi.

Obrázek 5. Průnik mezi oběma dráhami Pluto a Neptun, jak vidíte, planety jsou poměrně daleko od sebe, takže nehrozí nebezpečí kolize. Zdroj: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, Orbitální rezonance, která existuje mezi oběma planetami, je takového druhu, který zaručuje stabilitu jejich trajektorií.

Data pohybu Pluto

Následující data stručně popisuje pohyb Pluta:

- Střední poloměr oběžné dráhy: 39,5 AU * nebo 5,9 miliard kilometrů.

- Sklon orbity: 17 ° vzhledem k rovině ekliptiky.

- Excentricita: 0,244

- Průměrná orbitální rychlost: 4,7 km / s

- Období převodu: 248 let a 197 dní

- Období střídání: přibližně 6,5 dne.

Jedna astronomická jednotka (AU) se rovná 150 milionům kilometrů.

Jak a kdy pozorovat Pluto

Pluto je příliš daleko od Země, aby jej bylo možné vidět pouhým okem, těsně přes 0,1 arcsekundy. Proto je vyžadováno použití dalekohledu, dokonce i modelky záliby. Nejnovější modely navíc obsahují programovatelné ovládací prvky k nalezení Pluta.

Avšak i s dalekohledem bude Pluto vnímán jako malá tečka mezi tisíci dalších, takže abyste jej mohli rozlišit, musíte nejprve vědět, kde hledat, a poté jej několik nocí následovat, stejně jako Clyde Tombaugh. Pluto bude bod, který se pohybuje po pozadí hvězd.

Protože je dráha Pluta mimo orbitu Země, je nejlepší čas ji vidět (ale je třeba objasnit, že to není jediný), když je v opozici, což znamená, že Země stojí mezi trpasličí planetou a Sluncem..

To platí také pro Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun, tzv. Vyšší planety. Nejlepší pozorování se provádí, když jsou v opozici, i když samozřejmě mohou být viditelná i jindy.

Chcete-li znát opozici planet, je vhodné jít na specializované internetové stránky nebo si stáhnout astronomickou aplikaci pro chytré telefony. Tímto způsobem lze pozorování správně naplánovat.

V případě Pluta se od roku 2006 do roku 2023 pohybuje od souhvězdí Serpens Cauda k souhvězdí Střelce.

Rotační pohyb

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

Pluto má rotační pohyb kolem své vlastní osy, jako je Země a další planety. Pluto trvá 6 1/2 dne, protože jeho rychlost rotace je pomalejší než rychlost Země.

Když je král daleko od Slunce, i když je to nejjasnější objekt na Plutově obloze, vypadá jako bod o něco větší než zbytek hvězd.

Proto dny na trpasličí planetě přecházejí ve tmě, dokonce i ty nejjasnější, protože tenká atmosféra je schopna rozptýlit nějaké světlo.

Obrázek 6. Umělecké vykreslení ledové krajiny Pluto, nalevo Neptun a napravo, vzdálené Slunce vypadá jako hvězda velké velikosti. I během dne je planeta v neustálém šeru. Zdroj: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Na druhé straně je jeho osa otáčení nakloněna 120 ° vzhledem k svislici, což znamená, že severní pól je pod vodorovnou rovinou. Jinými slovy, Pluto se otočí na bok, stejně jako Uran.

Tento sklon je mnohem větší než sklon zemské osy pouze 23,5 °, proto jsou roční období na Plutu extrémní a velmi dlouhá, protože oběžná dráha Slunce trvá jen o něco déle než 248 let.

Obrázek 7. Porovnání os rotace Země doleva a Pluto doprava, nakloněné 120 ° vzhledem k svislici. Zdroj: F. Zapata.

Mnoho vědců se domnívá, že retrográdní rotace jako v případech Venuše a Uranu nebo osy rotace tak nakloněné, opět jako Uran a Pluto, jsou způsobeny náhodnými dopady způsobenými jinými velkými nebeskými tělesy.

Pokud ano, je třeba ještě vyřešit důležitou otázku, proč se Plutoova osa zastavila přesně na 120 ° a ne na jiné hodnotě.

Víme, že Uran to udělal při 98 ° a Venuše při 177 °, zatímco Merkur, planeta nejblíže ke Slunci, má svou osu zcela svislou.

Obrázek ukazuje sklon osy rotace planet, protože osa je svislá, v Merkuru nejsou žádná roční období:

Obrázek 8. Sklon osy otáčení na osmi hlavních planetách sluneční soustavy. Zdroj: NASA.

Složení

Pluto je tvořeno horninami a ledem, i když by vypadaly velmi odlišně od Země, protože Pluto je chladný nad vírou. Vědci odhadují, že teploty trpasličí planety se pohybují mezi -228 ° C a -238 ° C, přičemž nejnižší teplota pozorovaná v Antarktidě je -128 ° C.

Chemické prvky jsou samozřejmě běžné. Na povrchu Pluta jsou:

-Metan

-Dusík

-Kysličník uhelnatý

Když se Pluto orbita přiblíží ke Slunci, teplo odpařuje led z těchto látek, které se stávají součástí atmosféry. A když se to vzdálí, zamrznou zpět na povrch.

Tyto periodické změny způsobují výskyt světlých a tmavých oblastí na povrchu Pluta, které se v čase mění.

Na Plutu je běžné najít zvědavé částice zvané "tholiny" (název jim známý astronom a popularizátor Carl Sagan), které vznikají, když ultrafialové záření od Slunce rozkládá molekuly metanu a odděluje částice dusíku. Reakce mezi výslednými molekulami tvoří složitější molekuly, i když více narušené.

Tholiny se netvoří na Zemi, ale nacházejí se v objektech ve vnější sluneční soustavě, což jim dává růžovou barvu, jako například na Titanu, Saturnově satelitu a samozřejmě na Plutu.

Vnitřní struktura

Zatím vše naznačuje, že Pluto má skalnaté jádro tvořené silikáty a pravděpodobně pokryto vrstvou ledové vody.

Teorie tvorby planet ukazuje, že nejhustší částice se hromadí ve středu, zatímco ty lehčí, jako jsou částice ledu, zůstávají nad, konfigurují plášť, mezivrstvu mezi jádrem a povrchem.

Pod povrchem a nad zamrznutým pláštěm může být vrstva tekuté vody.

Obrázek 9. Vnitřní struktura Pluto. Zdroj: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Vnitřek planety je velmi horký kvůli přítomnosti radioaktivních prvků, jejichž rozklad vytváří záření, jehož část se šíří ve formě tepla.

Radioaktivní prvky jsou v přírodě nestabilní, proto mají tendenci se transformovat na jiné stabilnější prvky, nepřetržitě emitující částice a záření gama, dokud není dosaženo stability. V závislosti na izotopu se určité množství radioaktivního materiálu rozpadá ve zlomcích sekundy nebo trvá miliony let.

geologie

Chladný povrch Pluta je většinou zamrzlý dusík se stopami metanu a oxidu uhelnatého. Tyto poslední dvě sloučeniny nejsou rovnoměrně rozloženy na povrchu trpasličí planety.

Obrázky ukazují světelné a tmavé oblasti a také barevné variace, které svědčí o existenci různých formací a převahu některých chemických sloučenin na určitých místech.

Přes velmi malé množství slunečního světla dopadajícího na slunce je ultrafialové záření dostatečné k vyvolání chemických reakcí v tenké atmosféře. Takto vytvořené sloučeniny se mísí s deštěm a sněhem, který padá na povrch, což mu dává barvy mezi žlutou a růžovou, kterou je Pluto vidět z dalekohledů.

Téměř všechno, co je o Pluto geologii známo, je způsobeno údaji shromážděnými sondou New Horizons. Díky nim vědci nyní vědí, že geologie Pluta je překvapivě rozmanitá:

-Je pláně

-Ledovce

-Mountains of frozen water

- Některé krátery

-Výskyt kryokoncanismu, sopek, které chrlily vodu, amoniak a metan, na rozdíl od suchozemských sopek, které chrlily lávu.

Pluto satelity

Pluto má několik přirozených satelitů, z nichž Charon je největší.

Astronomové věřili, že Pluto je mnohem větší, než ve skutečnosti je, protože Charon obíhá tak těsně a téměř kruhově. Proto je astronomové nemohli zpočátku rozlišit.

Obrázek 10. Pluto vpravo a jeho hlavní satelit Charon. Zdroj: Wikimedia Commons.

V roce 1978 objevil astronom James Christy Charona prostřednictvím fotografií. To je poloviční velikost Pluta a jeho jméno také pochází z řecké mytologie: Charon byl převozník, který přepravoval duše do podsvětí, do království Pluto nebo Hades.

Později v roce 2005 byly díky Hubbleovu vesmírnému dalekohledu nalezeny dva malé měsíce Hydra a Nix. A poté, v roce 2011 a 2012, se objevily Cerberus a Styx, vše s mytologickými jmény.

Tyto satelity mají také kruhové dráhy kolem Pluta a mohou být zachyceny předměty z Kuiperova pásu.

Pluto a Charon tvoří velmi zajímavý systém, ve kterém centrum hmoty nebo centrum hmoty leží mimo větší objekt. Dalším mimořádným příkladem je systém Sun-Jupiter.

Obě se také vzájemně synchronně otáčí, což znamená, že vždy je zobrazena stejná tvář. Oběžná doba Charona je tedy přibližně 6,5 dne, což je stejné jako u Pluta. A to je také čas, který Charon potřebuje, aby udělal jednu revoluci kolem své osy.

Obrázek 11. Synchronní rotace Pluta a jeho satelitního Charonu. Zdroj: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Mnoho astronomů věří, že to jsou dobré důvody považovat dvojici za dvojitou planetu. Takové dvojité systémy nejsou v objektech vesmíru vzácné, mezi hvězdami je běžné najít binární systémy.

Bylo dokonce navrženo, že Země a Měsíc jsou také považovány za binární planetu.

Dalším zajímavým bodem Charonu je to, že v něm může obsahovat kapalnou vodu, která se dostává na povrch puklinami a tvoří gejzíry, které okamžitě zamrznou.

Má Pluto prsteny?

Je to dobrá otázka, protože Pluto je konec konců na okraji sluneční soustavy a kdysi byl považován za planetu. A všechny vnější planety mají prsteny.

V zásadě, protože Pluto má 2 měsíce dostatečně malé s malou gravitací, dopady na ně by se mohly zvednout a rozptýlit materiál natolik, aby se hromadily na oběžné dráze trpasličí planety a vytvářely prsteny.

Data z mise NASA New Horizons však ukazují, že Pluto v tuto chvíli nemá prsteny.

Ale prstencové systémy jsou dočasnými strukturami, alespoň v astronomickém čase. Informace, které jsou v současné době k dispozici na kruhových systémech obřích planet, ukazují, že jejich formování je relativně nové a že jak rychle se formují, mohou zmizet a naopak.

Mise do Pluta

New Horizons je úkolem NASA prozkoumat Pluto, jeho satelity a další objekty v Kuiperově pásu, oblast obklopující Slunce v okruhu 30 až 55 Astronomických jednotek.

Pluto a Charon patří mezi největší objekty v této oblasti, které také obsahují další, jako jsou komety a asteroidy, tzv. Menší tělesa sluneční soustavy.

Rychlá sonda New Horizons se zvedla z mysu Canaveral v roce 2006 a dosáhla Pluta v roce 2015. Získala četné snímky ukazující dříve neviděné rysy trpasličí planety a jejích satelitů, jakož i měření magnetického pole, spektrometrii a další.

New Horizons pokračuje v posílání informací dnes a je nyní asi 46 AU od Země, uprostřed Kuiperova pásu.

V roce 2019 studoval objekt s názvem Arrokoth (Ultima Thule) a nyní se očekává, že brzy provede měření paralaxy a posílá obrázky hvězd ze zcela jiného úhlu pohledu ze země, což bude sloužit jako navigační průvodce.

Očekává se také, že společnost New Horizons bude zasílat informace až do roku 2030.

Reference

1. Lew, K. 2010. Space: Trpasličí planeta Pluto. Marshall Cavendish.
2. HRNEC. Průzkum sluneční soustavy: Pluto, trpasličí planeta. Obnoveno z: solarsystem.nasa.gov.
3. Pluto doma. Expedice k objevu. Obnoveno z: www.plutorules.
4. Powell, M. Planety pouhého oka na noční obloze (a jak je identifikovat). Obnoveno z: nakedeyeplanets.com
5. Seeds, M. 2011. Sluneční soustava. Sedmé vydání. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Geologie Pluta. Obnoveno z: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Pluto (planeta). Obnoveno z: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. Zjistí, že Pluto emituje rentgenové záření. Obnoveno z: es.gizmodo.com.