Niesamowity Pluton – czy to planeta?

Niedawno wszelkie podręczniki i encyklopedie mówiły, że Pluton jest ostatnią, dziewiątą planetą naszego układu gwiezdnego. Nikt nie miał najmniejszych wątpliwości, czy Pluton jest planetą w Układzie Słonecznym.

Jeśli wcześniej cała historia rozwoju astronomii została naznaczona odkryciem nowych ciał niebieskich, w wyniku czego liczba planet znanych człowiekowi wzrosła z pięciu do dziewięciu, to w 2006 roku miało miejsce wyjątkowe wydarzenie historyczne – było ich mniej planet, ponieważ ludzie zaczęli wierzyć, że Pluton nie jest już planetą.

Dlaczego astronomowie przenieśli najdalszą z planet do kategorii ciał należących do pasa Kuipera?

Główne parametry Plutona

Pluton krąży wokół Słońca po orbicie oddalonej od niego o 5,9 miliarda kilometrów. Rok lokalny to prawie 248 lat ziemskich. Pluton ma bardzo małą średnicę – 2390 km, a nawet gęstość jest bardzo niska – tylko 1,5-2 g / cm3, w związku z czym Pluton jest daleko w tyle za planetami w masie, na przykład jest 500 razy lżejszy od naszej Ziemi. Dzień na Plutonie jest prawie równy tygodniowi na Ziemi.

Po tym, jak przyjęto, że Pluton nie jest planetą w strukturze Układu Słonecznego, coś się zmieniło. Musiała skurczyć się do orbity Neptuna, która stała się teraz ostatnią planetą, ale pas Kuipera znacznie się rozszerzył, który teraz zaczyna się zaraz po Neptunie. Pluton stał się także częścią największych (obecnie znanych) obiektów pasa Kuipera.

Decyzja o zdegradowaniu Plutona do kategorii specjalnie wymyślonej kategorii planet karłowatych nie była dla naukowców łatwa, wokół pytania, czy Pluton jest planetą, toczyły się zaciekłe spory, które zakończył Kongres Unii Astronomicznej, który odbył się w Praga w 2006 roku.

Film o Plutonie

Historia badań planety

Pluton został odkryty dopiero w 1930 roku. Pierwsze założenie, że obiekt transuranowy powinien istnieć, postawił Amerykanin P. Lovell w 1906 roku. Ale moc teleskopów z początku ubiegłego wieku nie pozwoliła nam zauważyć tak odległego i słabego obiektu. Po raz pierwszy Pluton został sfotografowany w 1915 roku, ale obraz okazał się tak niezrozumiały, że naukowcy po prostu go zignorowali. Laury odkrywcy trafiły do ​​​​amerykańskiego astronoma Clyde’a Tombaugha, który przez długi czas badał asteroidy. Jako pierwszy wykonał wysokiej jakości zdjęcie Plutona.

Potem przez długi czas Pluton prawie nie był badany, wszystkie siły zostały rzucone na badanie bliższych planet. Powstały tylko nieśmiałe plany wystrzelenia dronów do obiektu znajdującego się 40 razy dalej niż Ziemia od Słońca. Skromny i odległy Pluton nie przyciągał uwagi naukowców, którzy byli przykuwani głównie do tych obiektów, na których życie było przynajmniej teoretycznie możliwe, do roli których najlepiej nadawał się Mars.

W końcu w 2006 roku NASA wystrzeliła w kierunku Plutona sondę New Horizons, która 14 lipca tego roku ostatecznie przeleciała obok tego obiektu na odległości zaledwie 12 500 kilometrów.

Film o Plutonie, który stracił status planety

Struktura Plutona

Ekstremalne oddalenie Plutona sprawiło, że do niedawna był on mało badany, więc wiedza o nim była bardziej oparta na założeniach naukowców. Główna hipoteza sugeruje, że powierzchnia Plutona składa się głównie z zamarzniętego metanu i wody, a pod nimi znajduje się lodowy płaszcz, a następnie ciekły azot. W głębi znajduje się skaliste jądro lodu, krzemianów i hydratów. Możliwe, że jądro i płaszcz są oddzielone płynną warstwą węglowodorów. Lód płaszcza i powierzchni został uzyskany z wody podniesionej z głębi planety przez ciepło rozpadu pierwiastków promieniotwórczych obecnych w kamiennych fragmentach jądra.

Powierzchnia i atmosfera Plutona

Mały Pluton ma dość dużą atmosferę, ale raczej nie nadaje się do życia, jakie znamy. Składa się głównie z azotu, ale zawiera również metan i tlenek węgla. Na Plutonie jest bardzo chłodno – średnia temperatura wynosi tam około minus 220 stopni, a latem (czyli co 248 lat) planeta znajduje się nieco bliżej Słońca, lód na jej powierzchni sublimuje do postaci gazowej, ochładzając ją o kolejne 10 stopni. Jednocześnie atmosfera jest zauważalnie cieplejsza – „tylko" minus 180 stopni.

W tych warunkach powierzchnia planety jest owinięta lodem z zamarzniętego azotu, który pokrywa zarówno równiny, jak i góry. Na biegunach Plutona znajdują się wieczne czapy lodowe.

Księżyce Plutona

W 1978 roku odkryto Charona – największego satelitę Plutona, który jest tylko o połowę mniejszy od siebie. Jeszcze bardziej poprawne jest nazywanie ich systemów podwójną planetą karłowatą, ponieważ jej środek ciężkości znajduje się poza Plutonem, jest to również argument przemawiający za tym, dlaczego Pluton nie jest planetą. Całkiem możliwe, że w niedalekiej przyszłości astronomowie zaklasyfikują tę parę jako układ podwójny planet karłowatych. Tylko około 20 tysięcy kilometrów dzieli oba obiekty. Pełny obrót pary zajmuje 6,4 naszego dnia, w tym samym czasie Pluton wykonuje obrót wokół siebie, dlatego zawsze „podąża” za Charonem z jednej strony. Wiecznie wiszący w jednym punkcie na niebie Charon tworzy zjawisko „śluzy pływowej”.

Pluton ma czerwonawy odcień, podczas gdy Charon ma szary odcień, ten ostatni, według naukowców, ze względu na obecność tylko lodu wodnego.

Z pomocą Hubble’a w 2005 roku wokół Plutona odkryto maleńkie księżyce Nix i Hydra, następnie w 2011 roku odkryto czwarty, a rok później piątego satelitę. Wszystkie z nich nie przekraczają 100 km średnicy i krążą wokół pary Pluton-Charon.

Obecnie dominującą teorią jest to, że kiedyś doszło do zderzenia dwóch masywnych ciał, w wyniku którego z Plutona została wyrwana znaczna ilość materii. Po pewnym czasie utworzyli parę Plutona i Charona.

Co ujawniły nam Nowe Horyzonty?

Misja New Horizons została wymyślona, ​​gdy Pluton był jeszcze planetą, ale kiedy została wystrzelona, ​​już udowodniono, dlaczego Pluton nie jest planetą. Do tej pory New Horizons otworzył nową rundę historii w naukowych badaniach planet Układu Słonecznego.

Niektóre z odkryć dokonanych właśnie w ramach tej misji dotyczyły unoszącego się lodu na powierzchni i atmosferycznej mgły zaskakująco gęstej jak na tak mały obiekt. Zdjęcia Plutona pokazywały zapierające dech w piersiach widoki gór z lodu, lodowców z azotu. Wiele widoków bardzo przypominało nasze arktyczne krajobrazy.

Po najbliższym zbliżeniu się do Plutona w ciągu 15 minut, sonda skierowała kamery w przeciwnym kierunku i uchwyciła widok oblodzonych równin i gór pokrytych mgłą z 18 tysięcy kilometrów. Po lewej wznoszą się góry dochodzące do 3,5 km wysokości, a po prawej równiny Sputnika.

Siedem godzin po spotkaniu wykonano kolejne spektakularne zdjęcie światła słonecznego przepływającego przez atmosferę Plutona, ujawniając jego wyraźną warstwową strukturę. Wysokość mgły atmosferycznej wynosi 130 km (więcej niż na Ziemi). Stwierdzono już, że wysokość jednej warstwy wynosi 50 km, a drugiej 80 km nad powierzchnią.

Zaproponowano już model powstawania zamglenia atmosferycznego, będącego wynikiem złożonego oddziaływania promieniowania słonecznego z metanem obecnym w atmosferze, podczas którego powstają tholiny (złożona materia organiczna), które nadają powierzchni planety karłowatej czerwonawy odcień.

Na Równinie Sputnik naukowcy zauważyli płytę lodową, która być może nadal porusza się po jej powierzchni, niczym ziemskie lodowce.

Najnowsze dane z sondy dotyczące składu Plutona wykazały obecność w lodzie tlenku węgla, azotu i metanu, które w lokalnych warunkach pogodowych mogą występować w fazie stałej lub ciekłej.

Oświetlenie słoneczne pozwala rozróżnić co najmniej 12 warstw w atmosferze.

Na kolejnym zdjęciu można odczuć efekt obecności odkrywcy na Plutonie – tutaj Słońce rozświetla mgłę, którą przecinają pionowe cienie małych gór i pagórków. To wiele mówi o lokalnej pogodzie, która dość często się zmienia.

Dane z najnowszych fotografii Plutona wskazują na istnienie tutaj cyklu hydrologicznego, przypominającego Ziemię. Istnieją tylko bardziej egzotyczne miękkie lody, w szczególności składające się z azotu.

Poniższy obraz przedstawia Równinę Sputnika, duży jasny obszar na powierzchni planety karłowatej.

Powiększony przekrój pokazuje, że lód azotowy, który zebrał się na wzgórzu (prawa część zdjęcia), zsuwa się z gór na równinę Sputnika.

Dla naukowców zaskoczeniem było odkrycie śladów cyklu lodowego na Plutonie. Wszak słabe Słońce świeci tutaj znacznie słabiej, ale przemiany fazowe elementów krajobrazu okazały się możliwe również na Plutonie. Pod tym względem Pluton okazał się zaskakująco podobny do Ziemi. A jego powierzchnia nie jest prostsza niż powierzchnia Marsa.