Pluto (planeta) charakteristiky, složení, oběžná dráha, pohyb

3198
Simon Doyle

Pluto Je to nebeský objekt, který je v současné době považován za trpasličí planetu, i když po dlouhou dobu to byla nejvzdálenější planeta sluneční soustavy. V roce 2006 se Mezinárodní astronomická unie rozhodla zařadit ji do nové kategorie: do kategorie Drobné planety, protože Plutu chybí některé z nezbytných požadavků, abychom mohli být planetou.

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

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

Astronomové předpokládali, že možná existuje planeta dále než Neptun, a aby ji našli, postupovali podle stejného schématu objevu této planety. Pomocí zákonů nebeské mechaniky určili oběžnou dráhu Neptunu (a Uranu) a porovnali výpočty s pozorováním skutečných oběžných drah..

Nepravidelnosti, pokud vůbec, byly způsobeny neznámou planetou mimo oběžnou dráhu Neptuna. Přesně to udělal Percival Lowell, zakladatel Lowellské observatoře v Arizoně a nadšený obhájce existence inteligentního života na Marsu. Lowell tyto nepravidelnosti zjistil 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 našel Clyde Tombaugh novou hvězdu pomocí dalekohledu, který si sám vytvořil, ale planeta se ukázala menší, než se očekávalo..

Nová planeta byla pojmenována po Plutu, římském bohu podsvětí. Velmi vhodné, protože první dvě písmena odpovídají iniciálám Percivala Lowella, strůjce objevu.

Údajné nesrovnalosti zjištěné Lowellem však nebyly ničím jiným než výsledkem několika náhodných chyb v jeho výpočtech..

Rejstřík článků

  • 1 Charakteristika Pluta
    • 1.1 Souhrn hlavních fyzikálních charakteristik Pluta
  • 2 Proč Pluto není planeta?
    • 2.1 Požadavky být trpasličí planetou
  • 3 Translační pohyb
    • 3.1 Data pohybu Pluta
  • 4 Jak a kdy pozorovat Pluto
  • 5 Rotační pohyb
  • 6 Složení
  • 7 Vnitřní struktura
  • 8 Geologie
  • 9 satelitů Pluta
    • 9.1 Má Pluto prsteny?
  • 10 misí k Plutu
  • 11 Reference

Vlastnosti Pluta

Pluto je malá hvězda, takže nepravidelnosti na oběžné dráze obřího Neptuna nemohly být způsobeny. Zpočátku se předpokládalo, že Pluto bude mít velikost Země, ale pozorování postupně vedla k tomu, že se jeho hmotnost stále více snižovala..

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

Je to opravdu příliš malá hodnota na to, aby narušila Neptuna. Většina z této hmoty odpovídá Plutu, které je 12krát hmotnější než Charon. Proto byla hustota Pluta odhadnuta na 2 000 kg / m3, skládá se ze 65% skály a 35% ledu.

Velmi důležitým rysem ledového a nepravidelného Pluta je jeho vysoce eliptická dráha kolem Slunce. To ji čas od času vede k přiblížení se ke Slunci než k samotnému Neptunu, jak se to stalo v období mezi lety 1979 a 1999..

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

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

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

Shrnutí hlavních fyzikálních charakteristik Pluta

-Hmotnost: 1,25 x 1022 kg

-Rádio: 1185 km (menší než Měsíc)

-Tvar: zaoblený.

-Průměrná vzdálenost ke Slunci: 5 900 milionů km.

-Sklon oběžné dráhy: 17 ° vzhledem k ekliptice.

-Teplota: -Průměr 229,1 ° C. 

-Gravitace: 0,6 m / sdva

-Vlastní magnetické pole: Ne.

-Atmosféra: Ano tlumené.

-Hustota: 2 g / cm3

-Satelity: 5 dosud známých.

-Prsteny: V tuto chvíli ne.

Proč Pluto není planeta?

Důvodem, proč Pluto není planeta, je to, že nesplňuje kritéria Mezinárodní astronomické unie pro to, aby bylo nebeské těleso považováno za planetu. Jedná se o tato kritéria:

-Obíhá kolem hvězdy nebo jejího zbytku.

-Mít dostatek hmoty, aby jeho vlastní gravitace umožňovala mít více či méně sférický tvar.

-Nedostatek vlastního světla.

-Mějte orbitální dominanci, tj. Exkluzivní oběžnou dráhu, která nezasahuje do jiné planety a bez menších objektů.

A ačkoli Pluto splňuje první tři požadavky, jak jsme viděli dříve, jeho oběžná dráha interferuje s Neptunovými. To znamená, že Pluto takřka nevyčistil svou oběžnou dráhu. A protože nemá orbitální nadvládu, nelze ji považovat za planetu.

Kromě kategorie trpasličích planet vytvořila Mezinárodní astronomická unie další: vedlejší tělesa sluneční soustavy, ve kterých se nacházejí komety, asteroidy a meteoroidy.

Požadavky být trpasličí planetou

Mezinárodní astronomická unie také pečlivě definovala požadavky na trpasličí planetu:

-Obíhá kolem hvězdy.

-Mít dostatek hmoty, aby měl kulovitý tvar.

-Nevyzařuje vlastní světlo.

-Nedostatek jasné oběžné dráhy.

Jediný rozdíl mezi planetami a trpasličími planetami je tedy v posledním bodě: trpasličí planety prostě nemají „čistou“ nebo výlučnou dráhu.. 

Obrázek 3. 5 dosud známých trpasličích planet spolu s jejich satelity. Ve spodní části obrázku je Země pro referenci. 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 zobrazující vysoce eliptickou dráhu Pluta. Zdroj: Wikimedia Commons.

Oběžná dráha Pluta je ze všeho nejvíce nakloněna vzhledem k ekliptické rovině: 17 °, takže když protne Neptun, planety jsou dost daleko od sebe a nehrozí mezi nimi kolize.

Obrázek 5. Jak je vidět, křižovatka mezi oběžnými dráhami Pluta a Neptunu, planety jsou od sebe dost daleko, takže nehrozí nebezpečí srážky. Zdroj: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1200703

Orbitální rezonance, která existuje mezi oběma planetami, je druhu, který zaručuje stabilitu jejich trajektorií..

Údaje o pohybu Pluta

Následující data stručně popisují pohyb Pluta:

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

-Sklon oběžné dráhy: 17 ° vzhledem k rovině ekliptiky.

-Excentricita: 0,244

-Průměrná oběžná rychlost: 4,7 km / s

-Překladové období: 248 let a 197 dní

-Období rotace: 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 ho bylo možné vidět pouhým okem, jen něco málo přes 0,1 úhlové sekundy. Proto je nutné použít dalekohled, dokonce i modely pro fanoušky. Nedávné modely navíc obsahují programovatelné ovládací prvky pro nalezení Pluta..

I s dalekohledem však bude Pluto vnímáno jako malý bod mezi tisíci dalších, abyste jej odlišili, musíte nejprve vědět, kam hledat, a poté ho následovat několik nocí, jak to udělal Clyde Tombaugh. Pluto bude bod, který se pohybuje na pozadí hvězd.

Jelikož je oběžná dráha Pluta mimo oběžnou dráhu Země, je nejlepší ji vidět (ale je třeba si ujasnit, že není jediná), když je v opozice, 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 jindy..

Chcete-li znát odpor planet, doporučujeme navštívit 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 po 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, stejně jako Země a ostatní planety. Pluto trvá obejít 6 a půl dne, protože jeho rychlost otáčení je pomalejší než rychlost Země..

Protože je tak daleko od Slunce, přestože se jedná o nejjasnější objekt na Plutově obloze, hvězdný král vypadá jako bod o něco větší než ostatní hvězdy..

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

Obrázek 6. Umělecké ztvárnění ledové krajiny Pluta, Neptun vlevo a vzdálené Slunce vypadá jako velká hvězda vpravo. I během dne je planeta v nepřetržitém šeru. Zdroj: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Na druhé straně je jeho osa otáčení nakloněna o 120 ° vzhledem ke svislici, což znamená, že severní pól je pod vodorovnou rovinou. Jinými slovy, Pluto se otáčí do strany, 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 obíhání kolem Slunce trvá jen něco málo přes 248 let.

Obrázek 7. Porovnání mezi osou otáčení Země vlevo a osou Pluta vpravo, nakloněnou o 120 ° vzhledem ke svislici. Zdroj: F. Zapata.

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

Pokud ano, důležitou otázkou, kterou je ještě třeba vyřešit, je důvod, proč se osa Pluta zastavila přesně na 120 ° a ne na jiné hodnotě.

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

Obrázek ukazuje sklon osy otáčení 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 skalami a ledem, i když by vypadaly velmi odlišně od Země, protože Pluto je neuvěřitelné. 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 dráha Pluta přiblíží ke Slunci, teplo odpaří led z těchto látek, které se stanou součástí atmosféry. A když se vzdaluje, zmrznou zpět na povrch.

Tyto periodické změny způsobují výskyt světlých a tmavých oblastí na povrchu Pluta, které se časem střídají..

Na Plutu je běžné najít zvědavé částice zvané „tholiny“ (jméno, které jim dal známý astronom a popularizátor Carl Sagan), které vznikají, když ultrafialové záření ze Slunce rozloží molekuly metanu a oddělí je od dusíku. Reakce mezi výslednými molekulami tvoří složitější molekuly, i když neuspořádanější.

Tholiny se netvoří na Zemi, ale nacházejí se v objektech ve vnější sluneční soustavě, což jim dává růžové zbarvení, například na Titanu, satelitu Saturn a samozřejmě na Plutu..

Vnitřní struktura

Všechno zatím nasvědčuje tomu, že Pluto má kamenité jádro tvořené křemičitany a pravděpodobně pokryté vrstvou ledové vody.. 

Teorie formování planet naznačuje, že nejhustší částice se hromadí ve středu, zatímco ty světlejší, jako je led, zůstávají nahoře a konfigurují plášť, mezivrstvu mezi jádrem a povrchem..

Pod povrchem a nad zamrzlým pláštěm může být vrstva kapalné vody..

Obrázek 9. Vnitřní struktura Pluta. 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 rozpad produkuje záření, jehož část se šíří ve formě tepla. 

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

geologie

Chladným povrchem Pluta je většinou zmrzlý dusík se stopami metanu a oxidu uhelnatého. Tyto poslední dvě sloučeniny nejsou homogenně distribuovány na povrchu trpasličí planety..

Obrázky ukazují světlé a tmavé oblasti a také barevné variace, což naznačuje existenci různých útvarů a převahu některých chemických sloučenin na určitých místech.. 

I když na Slunce dopadá velmi málo světla, ultrafialové záření stačí k vyvolání chemických reakcí v tenké atmosféře. Takto vyrobené sloučeniny se mísí s deštěm a sněhem, které padají na povrch, což mu dodává barvy mezi žlutou a růžovou, s nimiž je Pluto vidět z dalekohledů..

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

-Ledové pláně

-Ledovce

-Hory zmrzlé vody

-Některé krátery

-Důkaz kryovulkanismus, sopky chrlící vodu, amoniak a metan, na rozdíl od suchozemských sopek chrlících lávu.

Pluto satelity

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

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

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

V roce 1978 objevil astronom James Christy Charona prostřednictvím fotografií. Je o polovinu větší než Pluto a jeho název také pochází z řecké mytologie: Charon byl převozník, který přepravoval duše do podsvětí, do království Pluta nebo Háda.

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

Tyto satelity mají také kruhové dráhy kolem Pluta a mohou být zachycenými objekty z Kuiperova pásu..

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

Oba jsou také ve vzájemném synchronním otáčení, což znamená, že je vždy zobrazena stejná plocha. Oběžná doba Charona je tedy přibližně 6,5 dne, což je stejné jako u Pluta. A to je také čas, který Charon potřebuje k provedení jedné revoluce kolem své osy.. 

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

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

Bylo dokonce navrženo, aby Země a Měsíc byly také považovány za binární planetu.

Dalším zajímavým bodem Charonu je, že možná obsahuje uvnitř kapalnou vodu, která se dostává na povrch pomocí trhlin a vytváří gejzíry, které okamžitě zamrzají..

Má Pluto prsteny??

Je to dobrá otázka, protože nakonec je Pluto na okraji sluneční soustavy a bylo kdysi považováno za planetu. A všechny vnější planety mají prstence.

V zásadě, protože Pluto má 2 měsíce dostatečně malé s malou gravitací, mohly by dopady proti nim zvednout a rozptýlit dostatek materiálu, který by se mohl hromadit na oběžné dráze trpasličí planety a tvořit prstence.

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

Ale kruhové systémy jsou dočasné struktury, alespoň v astronomickém čase. Informace, které jsou v současné době k dispozici na prstencových systémech obřích planet, ukazují, že jejich vznik je relativně nedávný a že jakmile se vytvoří, mohou zmizet a naopak..

Mise k Plutu

New Horizons je mise přidělená NASA k prozkoumání Pluta, jeho satelitů a dalších objektů Kuiperova pásu, oblasti, která obklopuje Slunce v okruhu 30 až 55 astronomických jednotek.

Pluto a Charon patří mezi největší objekty v této oblasti, která obsahuje i další, jako jsou komety a asteroidy, tzv. menší těla Sluneční soustavy.

Rychlá sonda New Horizons odstartovala z mysu Canaveral v roce 2006 a do Pluta se dostala v roce 2015. Získala řadu snímků ukazujících nikdy předtím neviděné rysy trpasličí planety a jejích satelitů, měření magnetického pole, spektrometrii a další..

New Horizons ještě dnes posílá informace a nyní je asi 46 AU od Země, uprostřed Kuiperova pásu.

V roce 2019 studoval objekt zvaný Arrokoth (Ultima Thule) a nyní se očekává, že brzy provede paralaxní měření a pošle snímky hvězd z pohledu zcela odlišného od pozemského, který bude sloužit jako navigační průvodce ..

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

Reference

  1. Lew, K. 2010. Vesmír: Trpasličí planeta Pluto. Marshall Cavendish.
  2. HRNEC. Průzkum sluneční soustavy: Pluto, trpasličí planeta. Obnoveno z: solarsystem.nasa.gov.
  3. Plutův domov. Expedice za objevem. 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.

Zatím žádné komentáře