PLUTONAS (PLANETA): CHARAKTERISTIKOS, SUDĖTIS, ORBITA, JUDĖJIMAS - ARTE - 2025

Plutonas yra dangaus objektas, šiuo metu laikomas nykštukine planeta, nors ilgą laiką tai buvo tolimiausia Saulės sistemos planeta. 2006 m. Tarptautinė astronomijos sąjunga nusprendė įtraukti ją į naują kategoriją: nykštukinių planetų, nes Plutonui trūksta kai kurių būtinų reikalavimų, kad būtų planeta.

Reikėtų pažymėti, kad ginčai dėl Plutono prigimties nėra naujiena. Viskas prasidėjo nuo to, kai jaunas astronomas Clyde Tombaugh tai atrado 1930 m. Vasario 18 d.

1 pav. Plutono vaizdas, padarytas 2015 m., Naudojant „New Horizons“ zondą. Šaltinis: NASA per „Wikimedia Commons“.

Astronomai spėjo, kad galbūt yra planeta, esančia atokiau nei Neptūnas, ir, norėdami ją surasti, vadovavosi ta pačia šios atradimo schema. Naudodamiesi dangaus mechanikos dėsniais, jie nustatė Neptūno (ir Urano) orbitą, palygindami skaičiavimus su faktinių orbitų stebėjimais.

Pažeidimus, jei tokių buvo, sukėlė nežinoma planeta, esanti už Neptūno orbitos. Būtent tai padarė Percivalis Lowelis, Arizonos observatorijos „Lowell“ įkūrėjas ir entuziastingas intelekto gyvenimo Marse gynėjas. Lowelis nustatė šiuos nelygumus ir jų dėka jis apskaičiavo nežinomos „planetos X“, kurios masę jis įvertino 7 kartus daugiau nei Žemės masė, orbitą.

2 paveikslas. Percivalis Lowelis kairėje ir Clyde Tombaugh su savo teleskopu dešinėje. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Praėjus keleriems metams po Lowello mirties, Clyde Tombaugh rado naują žvaigždę naudodamas savadarbį teleskopą, tik planeta pasirodė mažesnė, nei tikėtasi.

Naujoji planeta buvo pavadinta Plutono, Romos požemio dievo, vardu. Labai tinka, nes pirmosios dvi raidės atitinka Percival Lowell, pagrindinio atradimo pradininko, inicialus.

Tačiau tariami pažeidimai, kuriuos nustatė Lowell, buvo ne kas kita, kaip keletas atsitiktinių jo skaičiavimų klaidų.

Plutono charakteristikos

Plutonas yra maža žvaigždė, todėl nelygumai milžino Neptūno orbitoje negalėjo būti dėl jo. Iš pradžių buvo manoma, kad Plutonas bus Žemės dydis, tačiau po truputį stebimi jo masė buvo vis labiau mažinama.

Naujausi Plutono masės įvertinimai iš jungtinių orbitos duomenų iš jo ir palydovo Charon rodo, kad Plutono-Charon sistemos masė yra 0,002 karto didesnė už Žemės masę.

Tai tikrai per maža vertė, kad sujauktų „Neptūną“. Didžioji šios masės dalis atitinka Plutoną, kuris savo ruožtu yra 12 kartų masyvesnis už Charoną. Taigi apskaičiuotas Plutono tankis yra 2 000 kg / m ³ , kurį sudaro 65% uolienų ir 35% ledo.

Labai svarbus ledinio ir netaisyklingo Plutono bruožas yra labai elipsinė orbita aplink Saulę. Dėl to laikas nuo laiko priartėjama prie Saulės nei pats Neptūnas, kaip nutiko 1979–1999 metais.

Šiame susitikime žvaigždės niekada nesusidūrė, nes atitinkamų orbitų polinkis to neleido ir todėl, kad Plutonas ir Neptūnas taip pat yra orbitiniame rezonanse. Tai reiškia, kad jų orbitos periodai yra susiję dėl abipusės gravitacijos įtakos.

Plutonas pasilieka dar vieną staigmeną: jis skleidžia rentgeno spindulius, aukštos energijos elektromagnetinio spektro spinduliavimą. Tai nenuostabu, nes „New Horizons“ zondas patvirtino plonos atmosferos buvimą Plutone. Kai šio plono dujų sluoksnio molekulės sąveikauja su saulės vėjeliu, jos skleidžia radiaciją.

Bet „Chandra“ rentgeno teleskopas rado daug didesnę spinduliuotę, nei tikėtasi, o tai nustebino ekspertus.

Pagrindinių Plutono fizinių savybių santrauka

-Mass: 1,25 x 10 ²² kg

-Radijus: 1185 km (mažesnis už Mėnulį)

- Forma: suapvalinta.

-Vidutinis atstumas iki saulės: 5900 milijonų km.

- Orbitos pokrypis: 17º ekliptikos atžvilgiu.

- Temperatūra: -229,1 ºC vidurkis.

-Svoris: 0,6 m / s ²

-Savas magnetinis laukas: Ne.

-Atmosfera: Taip, silpna.

-Tankis: 2 g / cm ³

-Satellitai: 5 iki šiol žinomi.

-Žiedai: Šiuo metu ne.

Kodėl Plutonas nėra planeta?

Priežastis, kad Plutonas nėra planeta, yra ta, kad jis neatitinka Tarptautinės astronomijos sąjungos kriterijų, kad dangaus kūnas būtų laikomas planeta. Šie kriterijai yra šie:

- Orbita aplink žvaigždę ar jos liekaną.

- Pakanka masės, kad jos sunkumas leistų turėti daugiau ar mažiau sferinę formą.

-Pagal savo šviesą.

- Turi orbitos dominavimą, tai yra, išskirtinę orbitą, kuri nesikiša į kitos planetos orbitą ir nėra mažesnių objektų.

Ir nors Plutonas atitinka pirmuosius tris reikalavimus, kaip mes jau matėme anksčiau, jo orbita trukdo Neptūnui. Tai reiškia, kad Plutonas dar neišvalė savo orbitos. Ir kadangi ji neturi dominavimo orbitoje, ji negali būti laikoma planeta.

Be nykštukinių planetų kategorijos, Tarptautinė astronomijos sąjunga sukūrė dar vieną: neesminius Saulės sistemos kūnus, kuriuose randamos kometos, asteroidai ir meteoroidai.

Reikalavimai būti nykštukine planeta

Tarptautinė astronomijos sąjunga taip pat kruopščiai apibrėžė reikalavimus būti nykštukine planeta:

-Orbita aplink žvaigždę.

- Turite pakankamai masės, kad būtų rutulio formos.

- Neišmesk savo šviesos.

-Aptikta aiški orbita.

Taigi vienintelis skirtumas tarp planetų ir nykštukinių planetų yra paskutiniame taške: nykštukinės planetos tiesiog neturi „švarios“ ar išskirtinės orbitos.

3 pav. 5 iki šiol žinomos nykštukinės planetos kartu su jų palydovais. Paveikslėlio apačioje yra Žemė, į kurią reikia kreiptis. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Vertimo sąjūdis

Plutono orbita yra labai elipsinė ir yra toli nuo Saulės, todėl turi labai ilgą periodą: 248 metai, iš kurių 20 yra arčiau Saulės nei pats Neptūnas.

4 pav. Animacija, vaizduojanti labai elipsinę Plutono orbitą. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Plutono orbita yra labiausiai linkusi į ekliptikos plokštumą: 17º, taigi, kai ji kerta Neptūną, planetos yra gana toli viena nuo kitos ir nėra jokio susidūrimo tarp jų pavojaus.

5 pav. Plutono ir Neptūno orbitų sankirta, kaip matote, planetos yra gana toli viena nuo kitos, taigi susidūrimo pavojaus nėra. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. „CC BY-SA 3.0“, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1200703

Orbitos rezonansas, egzistuojantis tarp abiejų planetų, yra toks, kuris garantuoja jų trajektorijų stabilumą.

Plutono judesio duomenys

Šie duomenys trumpai apibūdina Plutono judėjimą:

- Vidutinis orbitos spindulys: 39,5 AU * arba 5,9 milijardo kilometrų.

- Orbitos pokrypis: 17º ekliptikos plokštumos atžvilgiu.

-Ekscentriškumas: 0,244

- Vidutinis orbitos greitis : 4,7 km / s

- Perkėlimo laikotarpis: 248 metai ir 197 dienos

- rotacijos laikotarpis: maždaug 6,5 dienos.

* Vienas astronominis vienetas (AS) yra lygus 150 milijonų kilometrų.

Kaip ir kada stebėti Plutoną

Plutonas yra per toli nuo Žemės, kad būtų galima pamatyti plika akimi. Jis yra šiek tiek daugiau nei 0,1 lanko sekundės. Todėl reikia naudoti teleskopą, tai padarys net mėgėjų mėgėjai. Be to, naujausiuose modeliuose yra programuojami valdikliai, skirti rasti Plutoną.

Tačiau net ir naudojant teleskopą Plutonas bus matomas kaip mažas taškas tarp tūkstančių kitų, todėl norėdami jį atskirti, pirmiausia turite žinoti, kur ieškoti, o paskui sekti keletą naktų, kaip tai padarė Clyde Tombaugh. Plutonas bus taškas, kuris juda žvaigždžių fone.

Kadangi Plutono orbita yra už Žemės orbitos, geriausias laikas ją pamatyti (tačiau reikia paaiškinti, kad ji nėra vienintelė) yra tada, kai ji yra opozicijoje, o tai reiškia, kad Žemė stovi tarp nykštukinės planetos ir Saulės. .

Tai galioja ir Marsui, Jupiteriui, Saturnui, Uranui ir Neptūnui, vadinamosioms aukštesnėms planetoms. Geriausi stebėjimai atliekami, kai jie yra opozicijoje, nors, žinoma, jie gali būti matomi ir kitu metu.

Norint sužinoti planetų priešingumą, patartina apsilankyti specializuotose interneto svetainėse arba atsisiųsti išmaniųjų telefonų astronomijos programą. Tokiu būdu galima tinkamai suplanuoti stebėjimus.

Plutono atveju nuo 2006 iki 2023 m. Jis pereis iš Serpens Cauda žvaigždyno į Šaulio žvaigždyną.

Sukimosi judesys

Plutono sukimosi judesys. Šaltinis: „PlanetUser“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Plutonas turi sukimosi judesį aplink savo ašį, kaip ir Žemė bei kitos planetos. Plutonas 6 1/2 dienos praeina aplink save, nes jo sukimosi greitis yra lėtesnis nei Žemės.

Būdamas taip toli nuo Saulės, nors tai ir yra ryškiausias Plutono dangaus objektas, saulės karalius atrodo kaip taškas, šiek tiek didesnis už likusias žvaigždes.

Štai kodėl dienos nykštukinėje planetoje praeina tamsoje, net ir aiškiausiai, nes plona atmosfera geba išsklaidyti šiek tiek šviesos.

6 paveikslas. Menininko perteiktas apledėjusio Plutono kraštovaizdis, kairėje Neptūnas ir dešinėje, tolima Saulė atrodo kaip didžiulės žvaigždės. Net dienos metu planeta yra nuolat niūrus. Šaltinis: Wikimedia Commons.ESO / L. „Calçada“ / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Kita vertus, jo sukimosi ašis yra pasvirusi 120 ° vertikalės atžvilgiu, tai reiškia, kad šiaurinis polius yra žemiau horizontalės. Kitaip tariant, Plutonas pasisuka į savo pusę, kaip ir Uranas.

Šis polinkis yra daug didesnis nei Žemės ašis, tik 23,5º, todėl sezonai Plutone yra ekstremalūs ir labai ilgi, nes Saulės orbitai reikia šiek tiek daugiau nei 248 metų.

7 pav. Žemės sukimosi į kairę ašių į kairę ir Plutono į dešinę palyginimas, pasvirus 120º vertikalės atžvilgiu. Šaltinis: F. Zapata.

Daugelis mokslininkų mano, kad retrogradinę sukimąsi, pavyzdžiui, Veneros ir Urano atveju, arba taip pasvirusias ašis, kaip ir Uranas ir Plutonas, lemia pasmerktieji smūgiai, kuriuos sukelia kiti dideli dangaus kūnai.

Jei taip, svarbus klausimas, kurį dar reikia išspręsti, kodėl Plutono ašis sustojo tiksliai ties 120 °, o ne kita verte.

Mes žinome, kad Uranas tai padarė 98º kampu, o Venera 177º kampu, o Merkurijaus, arčiausiai Saulės esančios planetos, ašis yra visiškai vertikali.

Paveikslėlyje parodytas planetų sukimosi ašies pokrypis, nes ašis yra vertikali, Merkurijuje nėra sezonų:

8 paveikslas. Aštuonių pagrindinių Saulės sistemos planetų sukimosi ašies pasvirimas. Šaltinis: NASA.

Sudėtis

Plutonas sudarytas iš uolų ir ledo, nors jie atrodytų labai skirtingai nei Žemės, nes Plutonas yra šaltas, apie kurį negalima patikėti. Mokslininkų vertinimu, nykštukinės planetos temperatūra svyruoja nuo -228 ºC iki -238 ºC, o žemiausia Antarktidoje stebima temperatūra yra –128 ºC.

Žinoma, dažni yra cheminiai elementai. Plutono paviršiuje yra:

-Metanas

- Azotas

-Smalkės

Kai Plutono orbita priartina jį prie Saulės, šiluma išgarina ledą iš šių medžiagų, kurios tampa atmosferos dalimi. Ir kai jis tolsta, jie užšąla atgal į paviršių.

Dėl šių periodiškų pokyčių Plutono paviršiuje atsiranda šviesių ir tamsių sričių, kurios laikui bėgant keičiasi.

Plutone įprasta rasti smalsių dalelių, vadinamų „tholins“ (vardas, kurį jiems suteikė pažymėtas astronomas ir populiarintojas Carlas Saganas), kurios yra sukuriamos, kai ultravioletinė saulės spinduliuotė skaido metano molekules ir atskiria azoto dalis. Reakcija tarp susidariusių molekulių sudaro sudėtingesnes molekules, nors ir netvarkingesnes.

Tholinai nėra formuojami Žemėje, tačiau jie randami išorinės Saulės sistemos objektuose, suteikiant jiems rausvą spalvą, pavyzdžiui, Titane, Saturno palydove ir, žinoma, Plutone.

Vidinė struktūra

Iki šiol viskas rodo, kad Plutonas turi uolėtą šerdį, sudarytą iš silikatų ir tikriausiai padengtą ledinio vandens sluoksniu.

Planetų susidarymo teorija nurodo, kad tankiausios dalelės kaupiasi centre, o lengvesnės, tokios kaip ledas, lieka aukščiau, sukonfigūruodamos mantiją, tarpinį sluoksnį tarp branduolio ir paviršiaus.

Po paviršiumi ir virš sušalusios mantijos gali būti skysto vandens sluoksnis.

9 pav. Plutono vidinė struktūra. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. „PlanetUser“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Planetos vidus yra labai karštas dėl radioaktyviųjų elementų, kurių skilimas sukelia radiaciją, dalis kurių plinta šilumos pavidalu.

Radioaktyvieji elementai yra nestabilaus pobūdžio, todėl linkę transformuotis į kitus stabilesnius, nuolat skleisdami daleles ir gama spinduliuotę, kol bus pasiektas stabilumas. Atsižvelgiant į izotopą, tam tikras radioaktyviųjų medžiagų kiekis suyra sekundės dalimis arba trunka milijonus metų.

geologija

Šaltas Plutono paviršius daugiausia yra užšalęs azotas, kuriame yra metano ir anglies monoksido pėdsakų. Šie du paskutiniai junginiai nėra vienodai pasiskirstę nykštukinės planetos paviršiuje.

Vaizduose pavaizduoti šviesūs ir tamsūs plotai, taip pat spalvų variacijos, o tai rodo įvairių formų buvimą ir tam tikrų cheminių junginių dominavimą tam tikrose vietose.

Nepaisant labai mažai saulės spindulių, saulės spindulių pakanka, kad plonojoje atmosferoje vyktų cheminės reakcijos. Tokiu būdu gauti junginiai susimaišo su lietumi ir sniegu, kurie patenka į paviršių, suteikdami geltonos ir rausvos spalvos, kurias Plutonas mato iš teleskopų.

Beveik viskas, kas žinoma apie Plutono geologiją, yra dėl duomenų, surinktų zondo „New Horizons“. Jų dėka mokslininkai dabar žino, kad Plutono geologija stebėtinai įvairi:

-Ice lygumos

-Ledynai

- Šalto vandens miltai

-Kai kurie krateriai

- Cryovolcanism įrodymai, ugnikalniai, skleidžiantys vandenį, amoniakas ir metanas, skirtingai nuo sausumos ugnikalnių, kurie skleidžia lavą.

Plutono palydovai

Plutonas turi keletą natūralių palydovų, iš kurių didžiausias yra Chaonas.

Kurį laiką astronomai tikėjo, kad Plutonas yra daug didesnis nei yra iš tikrųjų, nes Šaronas skrieja taip arti ir beveik apskritime. Štai kodėl astronomai iš pradžių negalėjo jų atskirti.

10 pav. Plutonas dešinėje ir jo pagrindinis palydovas Charon. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

1978 m. Astronomas Jamesas Christy atrado Charoną per fotografijas. Jis yra perpus mažesnis už Plutoną, jo vardas taip pat kilęs iš graikų mitologijos: Chaonas buvo keltininkas, kuris sielą gabeno į požemį, Plutono ar Hadeso karalystę.

Vėliau, 2005 m., Hablo kosminio teleskopo dėka buvo rasti du maži mėnuliai: Hydra ir Nix. Tada atitinkamai 2011 ir 2012 m. Pasirodė Cerberus ir Styx, visi su mitologiniais vardais.

Šie palydovai taip pat turi žiedines orbitas aplink Plutoną ir gali būti užfiksuoti iš Kuiperio juostos.

Plutonas ir Šaronas sudaro labai įdomią sistemą, kurioje masės centras arba masės centras yra už didesnio objekto. Kitas nepaprastas pavyzdys yra „Sun-Jupiter“ sistema.

Jie abu yra sinchroniškai sukami vienas su kitu, o tai reiškia, kad visada rodomas tas pats veidas. Taigi Šarono orbitalinis periodas yra maždaug 6,5 dienos, tai yra tas pats kaip Plutono. Tai taip pat laikas, per kurį Charonui reikia padaryti vieną revoliuciją aplink savo ašį.

11 pav. Sinchroninis Plutono ir jo palydovo Chaono sukimasis. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. „Tomruen“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Daugelis astronomų mano, kad tai yra svarios priežastys porą laikyti dviguba planeta. Tokios dvigubos sistemos nėra retos visatos objektuose, tarp žvaigždžių įprasta rasti dvejetaines sistemas.

Net buvo pasiūlyta, kad Žemė ir Mėnulis taip pat laikomos dvejetainėmis planetomis.

Kitas „Charon“ lankytinas objektas yra tai, kad jame gali būti skysto vandens, kuris per plyšius pasiekia paviršių ir sudaro geizerius, kurie iškart užšąla.

Ar Plutonas turi žiedus?

Tai geras klausimas, nes Plutonas yra Saulės sistemos pakraštyje ir kažkada buvo laikomas planeta. Ir visos išorinės planetos turi žiedus.

Iš esmės, kadangi Plutonas turi 2 mėnesius, kurie yra pakankamai maži ir nedaug gravitaciniai, smūgiai prieš juos galėtų pakelti ir išsklaidyti medžiagą, kad ji galėtų kauptis nykštukinės planetos orbitoje, sudarydama žiedus.

Tačiau NASA misijos „New Horizons“ misijos duomenys rodo, kad Plutonas šiuo metu neturi žiedų.

Bet žiedų sistemos yra laikinos struktūros, bent jau astronominiu metu. Šiuo metu turima informacija apie milžiniškų planetų žiedines sistemas rodo, kad jų formavimasis yra palyginti nesenas ir kad greitai suformuotos jos gali išnykti ir atvirkščiai.

Misijos į Plutoną

Naujasis horizontas - tai NASA paskirta misija ištirti Plutoną, jo palydovus ir kitus objektus Kuiperio juostoje - regione, kuris supa saulę nuo 30 iki 55 astronominių vienetų spinduliu.

Plutonas ir Šaronas yra vieni didžiausių objektų šiame regione, kuriuose yra ir kitų, tokių kaip kometos ir asteroidai, vadinamieji mažieji Saulės sistemos kūnai.

Greitas „New Horizons“ zondas pakilo iš Kanaveralo kyšulio 2006 m. Ir pasiekė Plutoną 2015 m. Buvo gauta daugybė vaizdų, kuriuose matyti anksčiau nematyti nykštukinės planetos ir jos palydovų bruožai, taip pat atlikti magnetinio lauko matavimai, spektrometrija ir dar daugiau.

„New Horizons“ ir toliau siunčia informaciją šiandien, o dabar yra maždaug 46 AU nuo Žemės, viduryje Kuiperio juostos.

2019 m. Jis ištyrė objektą, vadinamą „Arrokoth“ („Ultima Thule“), ir dabar tikimasi, kad netrukus jis atliks paralaksų matavimus ir atsiųs žvaigždžių vaizdus iš visiškai kitokio taško iš žemės, kurie tarnaus kaip navigacijos vadovas.

Tikimasi, kad „New Horizons“ ir toliau siųs informaciją bent iki 2030 m.

Nuorodos

1. Lew, K. 2010. Erdvė: nykštukinė planeta Plutonas. Maršalas Kavendišas.
2. POT. Saulės sistemos tyrinėjimai: Plutonas, nykštukė planeta. Atkurta iš: solarsystem.nasa.gov.
3. Plutono namai. Ekspedicija į atradimą. Atgauta iš: www.plutorules.
4. Powell, M. Plika akimi esančios planetos naktiniame danguje (ir kaip jas atpažinti). Atkurta iš: nakedeyeplanets.com
5. Sėklos, M. 2011. Saulės sistema. Septintas leidimas. „Cengage“ mokymasis.
6. Vikipedija. Plutono geologija. Atkurta iš: en.wikipedia.org.
7. Vikipedija. Plutonas (planeta). Atkurta iš: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. Jie sužino, kad Plutonas skleidžia rentgeno spindulius. Atkurta iš: es.gizmodo.com.