PLUTO (PLANEET): KENMERKEN, COMPOSITIE, BAAN, BEWEGING - ARTE - 2025

Pluto is een hemellichaam dat momenteel wordt beschouwd als een dwergplaneet, hoewel het lange tijd de verste planeet in het zonnestelsel was. In 2006 besloot de Internationale Astronomische Unie om het in een nieuwe categorie op te nemen: die van dwergplaneten, aangezien Pluto enkele van de noodzakelijke vereisten mist om een ​​planeet te zijn.

Opgemerkt moet worden dat de controverse over de aard van Pluto niet nieuw is. Het begon allemaal toen de jonge astronoom Clyde Tombaugh het ontdekte op 18 februari 1930.

Figuur 1. Afbeelding van Pluto gemaakt in 2015 door de New Horizons-sonde. Bron: NASA via Wikimedia Commons.

De astronomen veronderstelden dat er misschien een planeet verder weg was dan Neptunus en om die te vinden, volgden ze hetzelfde schema van de ontdekking hiervan. Met behulp van de wetten van de hemelmechanica bepaalden ze de baan van Neptunus (en Uranus), waarbij ze de berekeningen vergeleken met de waarnemingen van de werkelijke banen.

Eventuele onregelmatigheden werden veroorzaakt door een onbekende planeet buiten de baan van Neptunus. Dit is precies wat Percival Lowell, oprichter van de Lowell Observatory in Arizona en een enthousiaste verdediger van het bestaan ​​van intelligent leven op Mars, deed. Lowell ontdekte deze onregelmatigheden en dankzij hen berekende hij de baan van de onbekende "planeet X", waarvan hij de massa schatte op 7 keer de massa van de aarde.

Figuur 2. Percival Lowell aan de linkerkant en Clyde Tombaugh met zijn telescoop aan de rechterkant. Bron: Wikimedia Commons.

Een paar jaar na de dood van Lowell vond Clyde Tombaugh de nieuwe ster met behulp van een zelfgemaakte telescoop, alleen de planeet bleek kleiner dan verwacht.

De nieuwe planeet is vernoemd naar Pluto, de Romeinse god van de onderwereld. Heel toepasselijk omdat de eerste twee letters overeenkomen met de initialen van Percival Lowell, het brein achter de ontdekking.

De vermeende onregelmatigheden die Lowell ontdekte, waren echter niets meer dan het product van enkele willekeurige fouten in zijn berekeningen.

Pluto-kenmerken

Pluto is een kleine ster, dus de onregelmatigheden in de baan van de gigantische Neptunus konden er niet aan te wijten zijn. Aanvankelijk werd gedacht dat Pluto de grootte van de aarde zou hebben, maar beetje bij beetje leidden de waarnemingen ertoe dat zijn massa steeds meer werd verlaagd.

Recente schattingen van de massa van Pluto, op basis van gezamenlijke orbitale gegevens van hem en zijn Charon-satelliet, geven aan dat de massa van het Pluto-Charon-systeem 0,002 keer de massa van de aarde is.

Het is echt een te kleine waarde om Neptunus te verstoren. Het grootste deel van deze massa komt overeen met Pluto, die op zijn beurt 12 keer zwaarder is dan Charon. Daarom wordt de dichtheid van Pluto geschat op 2.000 kg / m ³ , bestaande uit 65% gesteente en 35% ijs.

Een zeer belangrijk kenmerk van de ijzige en grillige Pluto is zijn zeer elliptische baan rond de zon. Dit leidt ertoe dat het van tijd tot tijd dichter bij de zon komt dan Neptunus zelf, zoals gebeurde in de periode van 1979 tot 1999.

Tijdens deze ontmoeting kwamen de sterren nooit in botsing omdat de helling van de respectieve banen dit niet toeliet en omdat Pluto en Neptunus ook in orbitale resonantie zijn. Dit betekent dat hun baanperioden verband houden met wederzijdse zwaartekrachtsinvloeden.

Pluto reserveert nog een verrassing: het zendt röntgenstraling uit, een hoogenergetische straling van het elektromagnetische spectrum. Dit zou niet verrassend zijn, aangezien de New Horizons-sonde de aanwezigheid van een dunne atmosfeer op Pluto bevestigde. En wanneer de moleculen in deze dunne laag gassen een interactie aangaan met de zonnewind, zenden ze straling uit.

Maar de Chandra-röntgentelescoop vond een veel hogere emissie dan verwacht, wat experts verbaasde.

Samenvatting van de belangrijkste fysieke kenmerken van Pluto

-Massa: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1.185 km (kleiner dan de maan)

-Vorm: afgerond.

-Gemiddelde afstand tot de zon: 5.900 miljoen km.

- Helling van de baan : 17º ten opzichte van de ecliptica.

-Temperatuur: -229,1 ºC gemiddeld.

Zwaartekracht: 0,6 m / s ²

- Eigen magnetisch veld: Nee.

-Sfeer: Ja, afm.

-Dichtheid: 2 g / cm ³

-Satellieten: 5 tot nu toe bekend.

-Ringen: momenteel niet.

Waarom is Pluto geen planeet?

De reden dat Pluto geen planeet is, is dat het niet voldoet aan de criteria van de Internationale Astronomische Unie om een ​​hemellichaam als planeet te beschouwen. Deze criteria zijn:

- Baan rond een ster of zijn overblijfsel.

-Heeft voldoende massa zodat het door zijn zwaartekracht een min of meer bolvorm kan hebben.

- Gebrek aan eigen licht.

- Een orbitale dominantie hebben, dat wil zeggen een exclusieve baan, die niet interfereert met die van een andere planeet en vrij is van kleinere objecten.

En hoewel Pluto voldoet aan de eerste drie vereisten, zoals we eerder hebben gezien, interfereert zijn baan met die van Neptunus. Dit betekent dat Pluto als het ware zijn baan niet heeft vrijgemaakt. En omdat het geen orbitale dominantie heeft, kan het niet als een planeet worden beschouwd.

Naast de categorie dwergplaneet heeft de Internationale Astronomische Unie er nog een gecreëerd: de kleinere lichamen van het zonnestelsel, waarin kometen, asteroïden en meteoroïden worden gevonden.

Vereisten om een ​​dwergplaneet te zijn

De Internationale Astronomische Unie heeft ook zorgvuldig de vereisten gedefinieerd om een ​​dwergplaneet te zijn:

- Baan rond een ster.

-Voldoende massa hebben om een ​​bolvorm te hebben.

-Geen eigen licht uitstralen.

-Gebrek aan een duidelijke baan.

Het enige verschil tussen planeten en dwergplaneten zit dus in het laatste punt: dwergplaneten hebben simpelweg geen "schone" of exclusieve baan.

Figuur 3. De 5 tot nu toe bekende dwergplaneten, samen met hun satellieten. Onderaan de afbeelding staat de aarde ter referentie. Bron: Wikimedia Commons.

Vertaalbeweging

Pluto's baan is erg elliptisch en omdat hij zo ver van de zon verwijderd is, heeft hij een zeer lange periode: 248 jaar, waarvan er 20 dichter bij de zon staan ​​dan Neptunus zelf.

Figuur 4. Animatie met de zeer elliptische baan van Pluto. Bron: Wikimedia Commons.

Pluto's baan is de meest hellende van allemaal ten opzichte van het vlak van de ecliptica: 17 °, dus wanneer het die van Neptunus kruist, zijn de planeten vrij ver uit elkaar en is er geen gevaar voor botsing tussen hen.

Figuur 5. Kruising tussen de banen van Pluto en Neptunus, zoals te zien is, staan ​​de planeten vrij ver uit elkaar, dus er is geen gevaar voor een botsing. Bron: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1200703

De orbitale resonantie die tussen beide planeten bestaat, is van het soort dat de stabiliteit van hun banen garandeert.

Pluto bewegingsgegevens

De volgende gegevens beschrijven in het kort de beweging van Pluto:

- Gemiddelde straal van de baan: 39,5 AU * of 5,9 miljard kilometer.

- Helling van de baan : 17º ten opzichte van het vlak van de ecliptica.

-Excentriciteit: 0.244

- Gemiddelde baansnelheid : 4,7 km / s

- Overdrachtstermijn: 248 jaar en 197 dagen

- Rotatieperiode: ongeveer 6,5 dagen.

* Een astronomische eenheid (AU) is gelijk aan 150 miljoen kilometer.

Hoe en wanneer Pluto te observeren

Pluto is te ver van de aarde verwijderd om met het blote oog te zien, namelijk iets meer dan 0,1 boogseconde. Daarom is het gebruik van een telescoop vereist, zelfs hobbyistische modellen zullen het doen. Bovendien bevatten recente modellen programmeerbare bedieningselementen om Pluto te vinden.

Maar zelfs met een telescoop zal Pluto worden gezien als een klein puntje onder duizenden andere, dus om het te onderscheiden moet je eerst weten waar je moet kijken en het vervolgens een aantal nachten volgen, zoals Clyde Tombaugh deed. Pluto zal het punt zijn dat over de achtergrond van sterren beweegt.

Omdat de baan van Pluto buiten de baan van de aarde ligt, is de beste tijd om hem te zien (maar het moet duidelijk zijn dat hij niet de enige is) wanneer hij in oppositie is, wat betekent dat de aarde tussen de dwergplaneet en de zon staat. .

Dit geldt ook voor Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus, de zogenaamde hogere planeten. De beste waarnemingen worden gedaan als ze in oppositie zijn, hoewel ze natuurlijk ook op andere momenten zichtbaar kunnen zijn.

Om de oppositie van de planeten te kennen, is het raadzaam om naar gespecialiseerde internetsites te gaan of een astronomie-applicatie voor smartphones te downloaden. Op deze manier kunnen observaties goed worden gepland.

In het geval van Pluto beweegt het zich van 2006 tot 2023 van het sterrenbeeld Serpens Cauda naar dat van Boogschutter.

Roterende beweging

Draaibeweging van Pluto. Bron: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Pluto heeft een roterende beweging om zijn eigen as, net als de aarde en de andere planeten. Het kost Pluto 6 1/2 dag om om zichzelf heen te gaan, omdat zijn rotatiesnelheid langzamer is dan die van de aarde.

Omdat dit zo ver van de zon is, lijkt de zonnekoning, hoewel dit het helderste object aan de hemel van Pluto is, als een punt iets groter dan de rest van de sterren.

Dat is de reden waarom de dagen op de dwergplaneet in het donker voorbijgaan, zelfs de helderste, omdat de ijle atmosfeer wat licht kan verstrooien.

Figuur 6. Artistieke weergave van Pluto's ijzige landschap, links Neptunus en rechts ziet de verre zon eruit als een ster van grote omvang. Zelfs overdag is de planeet voortdurend somber. Bron: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Aan de andere kant helt de rotatieas 120º ten opzichte van de verticaal, wat betekent dat de noordpool onder de horizontaal ligt. Met andere woorden, Pluto draait op zijn kant, net als Uranus.

Deze helling is veel groter dan die van de aardas van slechts 23,5 °, daarom zijn de seizoenen op Pluto extreem en erg lang, aangezien het iets meer dan 248 jaar duurt om in een baan om de zon te draaien.

Figuur 7. Vergelijking tussen de rotatieassen van de aarde naar links en die van Pluto naar rechts, 120º hellend ten opzichte van de verticaal. Bron: F. Zapata.

Veel wetenschappers geloven dat retrograde rotaties zoals in het geval van Venus en Uranus, of de rotatieassen die zo hellend zijn, ook weer als Uranus en Pluto, te wijten zijn aan toevallige inslagen, veroorzaakt door andere grote hemellichamen.

Als dat zo is, is een belangrijke vraag die nog moet worden opgelost, waarom de as van Pluto precies op 120 ° stopte en niet op een andere waarde.

We weten dat Uranus het deed op 98 ° en Venus op 177 °, terwijl Mercurius, de planeet die het dichtst bij de zon staat, zijn as volledig verticaal heeft.

De figuur toont de helling van de rotatieas van de planeten, aangezien de as verticaal is, zijn er in Mercurius geen seizoenen:

Figuur 8. Helling van de rotatieas in de acht grote planeten van het zonnestelsel. Bron: NASA.

Samenstelling

Pluto bestaat uit rotsen en ijs, hoewel ze er heel anders zouden uitzien dan die van de aarde, aangezien Pluto ongelooflijk koud is. Wetenschappers schatten dat de temperaturen van de dwergplaneet tussen -228 ºC en -238 ºC liggen, waarbij de laagste waargenomen temperatuur op Antarctica -128 ºC is.

Chemische elementen komen natuurlijk veel voor. Op het oppervlak van Pluto zijn er:

-Methaan

-Stikstof

-Koolmonoxide

Wanneer Pluto's baan hem dichter bij de zon brengt, verdampt de warmte het ijs van deze stoffen, die onderdeel worden van de atmosfeer. En als het weggaat, bevriezen ze weer naar de oppervlakte.

Deze periodieke veranderingen veroorzaken het verschijnen van lichte en donkere gebieden op het oppervlak van Pluto, die in de loop van de tijd afwisselen.

Op Pluto is het gebruikelijk om vreemde deeltjes te vinden die "tholins" worden genoemd (een naam die ze hebben gekregen door de bekende astronoom en popularisator Carl Sagan), die ontstaan ​​wanneer ultraviolette straling van de zon methaanmoleculen afbreekt en die van stikstof scheidt. De reactie tussen de resulterende moleculen vormt meer complexe moleculen, hoewel meer ongeordend.

Tholins worden niet op aarde gevormd, maar ze worden aangetroffen in objecten in het buitenste zonnestelsel, waardoor ze een roze kleur krijgen, zoals op Titan, de satelliet van Saturnus en natuurlijk op Pluto.

Interne structuur

Alles wijst er tot nu toe op dat Pluto een rotsachtige kern heeft gevormd door silicaten en waarschijnlijk bedekt met een laag ijswater.

De theorie van de vorming van planeten geeft aan dat de dichtste deeltjes zich ophopen in het centrum, terwijl de lichtere, zoals ijs, erboven blijven en de mantel vormen, de tussenlaag tussen de kern en het oppervlak.

Er kan een laag vloeibaar water onder het oppervlak en boven de bevroren mantel zijn.

Figuur 9. Interne structuur van Pluto. Bron: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Het binnenste van de planeet is erg heet vanwege de aanwezigheid van radioactieve elementen, waarvan het verval straling produceert, waarvan een deel zich verspreidt in de vorm van warmte.

Radioactieve elementen zijn onstabiel van aard, daarom hebben ze de neiging om te transformeren in andere, stabielere elementen, waarbij ze continu deeltjes en gammastraling uitzenden totdat stabiliteit is bereikt. Afhankelijk van de isotoop vervalt een bepaalde hoeveelheid radioactief materiaal in fracties van een seconde of duurt het miljoenen jaren.

geologie

Het koude oppervlak van Pluto bestaat voornamelijk uit bevroren stikstof met sporen van methaan en koolmonoxide. Deze laatste twee verbindingen zijn niet homogeen verdeeld over het oppervlak van de dwergplaneet.

De afbeeldingen tonen lichte en donkere gebieden, evenals kleurvariaties, wat duidt op het bestaan ​​van verschillende formaties en het overwicht van sommige chemische verbindingen op bepaalde plaatsen.

Ondanks dat er maar heel weinig zonlicht op de zon valt, is ultraviolette straling voldoende om chemische reacties in de dunne atmosfeer te veroorzaken. De op deze manier geproduceerde verbindingen mengen zich met de regen en sneeuw die op het oppervlak vallen, waardoor het de kleuren krijgt tussen geel en roze waarmee Pluto wordt gezien met telescopen.

Bijna alles wat bekend is over de geologie van Pluto is te danken aan gegevens die zijn verzameld door de New Horizons-sonde. Dankzij hen weten wetenschappers nu dat de geologie van Pluto verrassend gevarieerd is:

-IJsvlaktes

-Gletsjers

-Bergen met bevroren water

-Een paar kraters

-Bewijs van cryovulkanisme, vulkanen die water, ammoniak en methaan uitspuwen, in tegenstelling tot aardse vulkanen die lava spuwen.

Pluto-satellieten

Pluto heeft verschillende natuurlijke satellieten, waarvan Charon de grootste is.

Een tijdlang dachten astronomen dat Pluto veel groter was dan het in werkelijkheid is, omdat Charon zo dicht en bijna cirkelvormig ronddraait. Daarom konden astronomen ze in eerste instantie niet onderscheiden.

Figuur 10. Pluto aan de rechterkant en zijn belangrijkste satelliet Charon. Bron: Wikimedia Commons.

In 1978 ontdekte de astronoom James Christy Charon door middel van foto's. Het is half zo groot als Pluto en de naam komt ook uit de Griekse mythologie: Charon was de veerman die zielen naar de onderwereld, het koninkrijk Pluto of Hades, vervoerde.

Later, in 2005, werden dankzij de Hubble-ruimtetelescoop de twee kleine manen Hydra en Nix gevonden. En toen, in respectievelijk 2011 en 2012, verschenen Cerberus en Styx, allemaal met mythologische namen.

Deze satellieten hebben ook cirkelvormige banen rond Pluto en kunnen objecten van de Kuipergordel zijn.

Pluto en Charon vormen een zeer interessant systeem, waarbij het massamiddelpunt of het massamiddelpunt buiten het grotere object ligt. Een ander buitengewoon voorbeeld is het Sun-Jupiter-systeem.

Beide draaien ook synchroon met elkaar, wat betekent dat altijd hetzelfde gezicht wordt weergegeven. Dus de omlooptijd van Charon is ongeveer 6,5 dagen, wat hetzelfde is als Pluto. En dit is ook de tijd die Charon nodig heeft om één omwenteling om zijn as te maken.

Figuur 11. Synchrone rotatie van Pluto en zijn satelliet Charon. Bron: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Veel astronomen zijn van mening dat dit goede redenen zijn om het paar als een dubbele planeet te beschouwen. Dergelijke dubbele systemen zijn niet zeldzaam in de objecten van het universum, onder de sterren is het gebruikelijk om dubbelstersystemen te vinden.

Er is zelfs voorgesteld dat de aarde en de maan ook als binaire planeet worden beschouwd.

Een ander aandachtspunt van Charon is dat er vloeibaar water in kan zitten, dat via spleten de oppervlakte bereikt en geisers vormt die onmiddellijk bevriezen.

Heeft Pluto ringen?

Dat is een goede vraag, aangezien Pluto tenslotte aan de rand van het zonnestelsel staat en ooit als een planeet werd beschouwd. En alle buitenplaneten hebben ringen.

In principe, aangezien Pluto 2 manen heeft die klein genoeg zijn met weinig zwaartekracht, kunnen botsingen ertegen materiaal voldoende optillen en verspreiden om zich op te hopen in de baan van de dwergplaneet en ringen te vormen.

Gegevens van NASA's New Horizons-missie laten echter zien dat Pluto op dit moment geen ringen heeft.

Maar ringsystemen zijn tijdelijke structuren, althans in astronomische tijd. De informatie die momenteel beschikbaar is over de ringsystemen van de reuzenplaneten onthult dat hun formatie relatief recent is en dat ze, zodra ze zich vormen, kunnen verdwijnen en vice versa.

Missies naar Pluto

New Horizons is de missie die door NASA is toegewezen om Pluto, zijn satellieten en andere objecten in de Kuipergordel te verkennen, het gebied dat de zon omringt in een straal van tussen de 30 en 55 astronomische eenheden.

Pluto en Charon behoren tot de grootste objecten in deze regio, die ook andere objecten bevat, zoals kometen en asteroïden, de zogenaamde kleine lichamen van het zonnestelsel.

De snelle New Horizons-sonde steeg in 2006 op van Cape Canaveral en bereikte Pluto in 2015. Hij kreeg talloze beelden van nooit eerder vertoonde kenmerken van de dwergplaneet en zijn satellieten, evenals magnetische veldmetingen, spectrometrie en meer.

New Horizons blijft vandaag informatie verzenden en is nu ongeveer 46 AU verwijderd van de aarde, in het midden van de Kuipergordel.

In 2019 bestudeerde hij het object genaamd Arrokoth (Ultima Thule) en nu wordt verwacht dat hij binnenkort parallaxmetingen zal uitvoeren en beelden van de sterren zal sturen vanuit een totaal ander gezichtspunt vanaf de grond, die als navigatiegids zal dienen.

New Horizons zal naar verwachting ook tot ten minste 2030 informatie blijven verzenden.

Referenties

1. Lew, K. 2010. Ruimte: de dwergplaneet Pluto. Marshall Cavendish.
2. POT. Verkenning van het zonnestelsel: Pluto, dwergplaneet. Hersteld van: solarsystem.nasa.gov.
3. Pluto's huis. Een ontdekkingstocht. Hersteld van: www.plutorules.
4. Powell, M. The Naked Eye Planets in the Night Sky (en hoe ze te identificeren). Hersteld van: nakedeyeplanets.com
5. Seeds, M. 2011. Het zonnestelsel. Zevende editie. Cengage leren.
6. Wikipedia. Geologie van Pluto. Hersteld van: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Pluto (planeet). Hersteld van: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. Ze ontdekken dat Pluto röntgenstralen uitzendt Hersteld van: es.gizmodo.com.