پلوتون چه شکلی است؟ پلوتون - اطلاعات نجومی

سیاره کوتوله پلوتو شی غالب در یک منظومه ناشناخته و دور از 6 جرم کیهانی کوچک واقع در مرزهای امپراتوری خورشید است.

پس از کشف، پلوتون به عنوان دورترین و نهمین سیاره در منظومه ما تلقی شد. در حومه جهان شناخته شده در کمربند کویپر واقع شده است. وضعیت سیاره ای آن پس از 76 سال با تصمیم اتحادیه بین المللی نجوم. مجمع این سازمان افزوده ای به تعریف "سیاره" به تصویب رساند، این شامل عدم وجود سایر اجرام آسمانی در اطراف مدار آن است، به استثنای ماهواره های خود. پلوتون با این نقطه مطابقت ندارد، زیرا اجرام فضایی مختلفی در نزدیکی آن وجود دارد. این نشان دهنده آغاز ظهور یک دسته جدید است - سیارات کوچک، نام دوم آنها پلوتوئیدها است.

تاریخچه کشف

در اوایل قرن نوزدهم، دانشمندان وجود یک سیاره ناشناخته را فرض کردند که بر آن تأثیر داشته است. در سال 1906، پروفسور آمریکایی نجوم، خالق یک رصدخانه خصوصی بزرگ، محقق پرسیوال لوول، جست و جوی فعالی را برای یافتن این شی آغاز کرد.

او نام "سیاره ایکس" را به جسم کیهانی داد، اما تا پایان عمرش هرگز نتوانست آن را پیدا کند. در سال 1919، دانشمندان کالیفرنیا از کوه ویلسون به عکس های منطقه پلوتو نگاه کردند، اما به دلیل ازدواج، در تصاویر دیده نشد. به مدت ده سال، جستجو به حالت تعلیق درآمد و در سال 1929 توسط کلاید تومباو ادامه یافت. او با گرفتن عکس از موقعیت تقریبی سیاره مرموز در مختصات محاسبه شده توسط لاول، 14 ساعت در روز کار می کرد. صدها سیارک و یک دنباله دار کشف شد و در سال 1930 پلوتون کشف شد. امتیاز انتخاب نام سیاره به دستیاران پروفسور لاول رسید، گزینه هایی از همه جا ارسال شد. نام خدای قلمرو تاریک مردگان توسط زن جوان انگلیسی ونتیا برنی پیشنهاد شد. اکثر کارمندان این گزینه را پسندیدند و سیاره به پلوتون تبدیل شد.

سطح و ترکیب

مطالعه این سیاره به دلیل فاصله زیاد با مشکل مواجه شده است، اطلاعات کمی در مورد آن وجود دارد. در ساختار خود دارای یک هسته سنگی و گوشته ای از نیتروژن منجمد با ترکیبی از متان و مونوکسید کربن است. سطح پلوتون شخصیت متفاوتی دارد، رنگ آن با تغییر فصل تغییر می کند. مناطق تاریک تری متشکل از یخ متان قابل مشاهده است. چگالی سیاره - 2.03 گرم بر سانتی متر مکعب - نشان دهنده وجود 50٪ سیلیکات در ترکیب ساختار داخلی است. مطالعه پلوتون بر اساس مواد دریافتی از هابل انجام شد، آنها متوجه ردپایی از هیدروکربن های پیچیده شدند.

مشخصات

فرضیات اولیه ستاره شناسان می گفت که وزن پلوتون با زمین متناسب است. اما با مطالعه عملکرد گرانشی شارون، آنها متوجه شدند که جرم سیاره به 105/10 در 22 کیلوگرم می رسد - این تنها یک چهارم وزن زمین است. از نظر اندازه از ماه و شش ماهواره دیگر در منظومه ما کمتر است. پلوتو چندین بار دوباره محاسبه شده است، با دریافت داده های جدید، مقدار آن تغییر کرده است. اکنون قطر آن برابر با 2390 کیلومتر در نظر گرفته شده است.

این سیاره توسط لایه نازکی از جو احاطه شده است که وضعیت آن مربوط به فاصله تا خورشید است. هنگام نزدیک شدن به یک ستاره، یخ ذوب شده و تبخیر می شود و یک پوسته گازی کمیاب تشکیل می دهد که بیشتر از نیتروژن و بخشی از متان تشکیل شده است، و هنگامی که حذف می شود، این مواد منجمد می شوند و به سطح می افتند. دمای جسم 223- درجه سانتیگراد است. این سیاره با چرخش آهسته حول محور خود مشخص می شود، تغییر روز 6 روز و 9 ساعت طول می کشد.

مدار

شکل مدار پلوتو کشیده است، مانند بقیه نیست و انحراف آن از دایره 170 است. به همین دلیل فاصله سیاره تا ستاره به صورت چرخه ای تغییر می کند. او جلوتر از نپتون به 4.4 میلیارد کیلومتر نزدیک می شود و در قسمت دیگر 7.4 میلیارد کیلومتر دور می شود. زمان نزدیک شدن به ستاره 20 سال طول می کشد - سپس راحت ترین لحظه برای مطالعه سیاره فرا می رسد. پلوتون و نپتون نقاط تماس ندارند، آنها کاملاً از یکدیگر دور هستند (17 AU). سیارات دارای رزونانس 3:2 هستند، یعنی در حالی که پلوتو دو چرخ می کند، همسایه آن موفق می شود سه چرخش را کامل کند. این رابطه پایدار میلیون ها سال ادامه دارد. این سیاره در 248 سال به دور خورشید می چرخد. این سیاره مانند اورانوس و زهره حرکت خود را به سمت زمین انجام می دهد.

ماهواره ها

پلوتون توسط پنج قمر کوچک احاطه شده است: هیدرا، شارون، نایکس، سربروس و استیکس. آنها بسیار جمع و جور هستند. اولین مورد شارون بود که قطر آن 1205 کیلومتر است. جرم آن 8 برابر کمتر از جرم پلوتون است. کسوف متقابل سیاره و ماهواره در محاسبه قطر آن مفید بود. ابعاد همه ماهواره ها به طور دقیق محاسبه نشده است، آنها 10 کیلومتر اختلاف دارند، در مورد نیکتا (88-98 کیلومتر)، تا 86 کیلومتر نزدیک هیدرا (44-130 کیلومتر). پلوتون و شارون توسط برخی از دانشمندان مدرن به عنوان یک شکل استثنایی از اتصال بین اجرام کیهانی - یک سیاره دوگانه - شناخته می شوند.

پلوتون سیاره ای است که نامش را از یک خدای اساطیری گرفته است. برای مدت طولانی این آخرین بود، پلوتون نه تنها کوچکترین، بلکه سردترین و کمی مطالعه شده نیز در نظر گرفته می شد. اما در سال 2006 برای بررسی دقیق تر، دستگاهی به فضا پرتاب شد که در سال 2015 به پلوتون رسید. ماموریت او در سال 2026 به پایان می رسد.

پلوتون به قدری کوچک است که در سال 2006 دیگر سیاره محسوب نمی شد! با این حال، بسیاری این تصمیم را دور از ذهن و غیر منطقی می دانند. شاید به زودی پلوتون دوباره جایگاه سابق خود را در میان اجرام کیهانی منظومه شمسی ما بگیرد.

جالب ترین حقایق در مورد پلوتون، اندازه آن و آخرین تحقیقات در زیر آمده است.

کشف سیاره

در قرن نوزدهم، دانشمندان مطمئن بودند که سیاره دیگری فراتر از اورانوس وجود دارد. قدرت تلسکوپ های آن زمان به آنها اجازه نمی داد آن را تشخیص دهند. چرا نپتون اینقدر مشتاقانه دنبال شد؟ واقعیت این است که اعوجاج مدار اورانوس و نپتون را فقط می‌توان با حضور سیاره دیگری در پشت آن توضیح داد که بر آن تأثیر می‌گذارد. انگار به خودش «کشش» می کند.

و سرانجام در سال 1930 نپتون کشف شد. با این حال، معلوم شد که برای ایجاد چنین آشفتگی هایی در اورانوس و نپتون بسیار کوچک است. علاوه بر این، محور آن به اندازه محورهای اورانوس و نپتون کج است. یعنی برخورد یک جرم آسمانی ناشناخته نیز بر آن تأثیر می گذارد.

دانشمندان هنوز به دنبال سیاره مرموز نیبیرو هستند که در منظومه شمسی ما سرگردان است. برخی مطمئن هستند که به زودی می تواند باعث عصر یخبندان در زمین شود. با این حال، وجود آن هنوز تایید نشده است. اگرچه به گفته محققان، شرح آن در متون باستانی سومری است. اما حتی اگر سیاره قاتل واقعا وجود داشته باشد، ما نباید از پایان جهان هراس داشته باشیم. واقعیت این است که ما شاهد نزدیک شدن یک جرم آسمانی 100 سال قبل از برخورد ادعایی آن با زمین خواهیم بود.

و ما به پلوتون باز خواهیم گشت که در سال 1930 توسط کلاید تومبا در آریزونا کشف شد. جستجو برای به اصطلاح سیاره ایکس از سال 1905 ادامه دارد، اما تنها تیمی از دانشمندان آمریکایی موفق به انجام این کشف شدند.

این سوال مطرح شد که چه نامی برای سیاره کشف شده بگذاریم. و پیشنهاد شد که آن را پلوتون بنامد، توسط یک دانش آموز یازده ساله، ونیتیا برنی. پدربزرگش متوجه مشکلات پیدا کردن نام شد و از او پرسید که نوه چه نامی برای این سیاره خواهد گذاشت. و ونیز خیلی سریع جواب مستدلی داد. این دختر به نجوم و اساطیر علاقه مند بود. پلوتون نسخه رومی باستان نام خدای عالم اموات یعنی هادس است. ونیز منطق خود را بسیار ساده توضیح داد - این نام کاملاً با بدن کیهانی خاموش و سرد هماهنگ بود.

اندازه سیاره پلوتون (در کیلومتر - حتی بیشتر) برای مدت طولانی نامشخص باقی مانده است. در تلسکوپ های آن زمان، بچه یخی تنها به عنوان یک ستاره درخشان در آسمان دیده می شد. تعیین جرم و قطر آن کاملاً غیرممکن بود. آیا از زمین بزرگتر است؟ شاید حتی بزرگتر از زحل؟ سوالات تا سال 1978 دانشمندان را عذاب می داد. پس از آن بود که بزرگترین ماهواره این سیاره، شارون، کشف شد.

اندازه پلوتون چقدر است؟

و این کشف بزرگترین ماهواره آن بود که به ایجاد جرم پلوتو کمک کرد. آنها به افتخار موجودی ماورایی که ارواح مردگان را به دنیای زیرین منتقل می کند، نام او را شارون گذاشتند. جرم شارون حتی در آن زمان کاملاً دقیق شناخته شده بود - 0.0021 جرم زمین.

این امر امکان یافتن جرم و قطر تقریبی افلاطون را با استفاده از فرمول کپلر فراهم کرد. در حضور دو جسم با جرم های مختلف، به ما امکان می دهد در مورد اندازه آنها نتیجه گیری کنیم. اما اینها فقط ارقام تقریبی هستند. اندازه دقیق پلوتون تنها در سال 2015 مشخص شد.

بنابراین، قطر آن 2370 کیلومتر (یا 1500 مایل) است. و جرم سیاره پلوتون 1.3 × 10 22 کیلوگرم و حجم آن 6.39 10 9 km³ است. طول - 2370.

برای مقایسه، قطر اریس، بزرگترین سیاره کوتوله در منظومه شمسی، 1600 مایل است. بنابراین، جای تعجب نیست که پلوتون در سال 2006 تصمیم گرفت وضعیت یک سیاره کوتوله را تعیین کند.

یعنی دهمین جرم سنگین منظومه شمسی و دومین جرم در میان سیارات کوتوله است.

پلوتون و عطارد

عطارد نزدیکترین سیاره به خورشید است. او دقیقا برعکس بچه یخی است. هنگام مقایسه اندازه های عطارد و پلوتون، دومی از دست می دهد. از این گذشته ، قطر نزدیکترین سیاره به خورشید 4879 کیلومتر است.

تراکم دو "نوزاد" نیز متفاوت است. ترکیب عطارد عمدتاً توسط سنگ و فلز نشان داده شده است. چگالی آن 5.427 گرم بر سانتی متر مکعب است. و پلوتو با چگالی 2 گرم بر سانتی متر مکعب، عمدتاً حاوی یخ و سنگ در ترکیب خود است. از نظر گرانش از عطارد پایین تر است. اگر می توانستید از یک سیاره کوتوله دیدن کنید، با هر قدم از سطح آن بلند می شدید.

هنگامی که در سال 2006 پلوتو دیگر یک سیاره تمام عیار در نظر گرفته نمی شد، عنوان کودک فضایی دوباره به عطارد رسید. و عنوان سردترین نپتون را دریافت کرد.

این سیاره کوتوله همچنین از دو قمر بزرگ منظومه شمسی ما، گانیمد و تیتان، کوچکتر است.

ابعاد پلوتون، ماه و زمین

اندازه این اجرام آسمانی نیز متفاوت است. ماه ما بزرگترین منظومه نیست. در واقع، کارشناسان هنوز در مورد تفسیر اصطلاح "ماهواره" تصمیم نگرفته اند، شاید روزی آن را یک سیاره نامید. با این حال، اندازه پلوتو، در مقایسه با ماه، به وضوح در حال از دست دادن است - 6 برابر کوچکتر از ماهواره زمین است. اندازه آن بر حسب کیلومتر 3474 است. و چگالی آن 60 درصد زمین است و در میان اجرام آسمانی منظومه شمسی تنها پس از ماهواره زحل Io در رتبه دوم قرار دارد.

پلوتون چقدر از زمین کوچکتر است؟ مقایسه اندازه پلوتون و زمین به وضوح نشان می دهد که چقدر کوچک است. به نظر می رسد که 170 "پلوتون" در سیاره ما قرار می گیرند. ناسا حتی تصویری گرافیکی از نپتون در مقابل زمین ارائه کرد. نمی توان بهتر توضیح داد که توده های آنها چقدر با هم تفاوت دارند.

ابعاد پلوتون و روسیه

روسیه بزرگترین کشور سیاره ماست. مساحت آن 17098242 کیلومتر مربع است. و مساحت پلوتون 16650000 کیلومتر مربع است. مقایسه اندازه پلوتون و روسیه از نظر انسانی، سیاره را کاملاً ناچیز می کند. آیا پلوتون اصلا یک سیاره است؟

دانشمندان مطمئن هستند که جرم آسمانی که فضای تمیزی دارد را می توان سیاره دانست. یعنی میدان گرانشی سیاره یا باید نزدیکترین اجرام فضایی را جذب کند، یا آنها را از منظومه پرتاب کند. اما جرم پلوتون تنها 0.07 جرم کل اجرام مجاور است. برای مقایسه، جرم زمین ما 1.7 میلیون برابر جرم اجرام در مدار آن است.

دلیل اضافه شدن پلوتون به لیست سیارات کوتوله واقعیت دیگری بود - در کمربند کویپر، جایی که نوزاد فضایی نیز محلی است، اجرام فضایی بزرگتری کشف شد. آخرین لمس، کشف سیاره کوتوله اریس بود. مایکل براون که آن را کشف کرد، حتی کتابی به نام چگونه پلوتو را کشتم نوشت.

در اصل، دانشمندان، پلوتون را در بین نه سیاره منظومه شمسی رتبه بندی کردند، متوجه شدند که این موضوع زمان است. یک روز کیهان فراتر از پلوتون می رود - و قطعا اجرام کیهانی بزرگتری وجود خواهند داشت. و سیاره نامیدن پلوتو نادرست است.

پلوتون به طور رسمی یک سیاره کوتوله نامیده می شود. اما در واقع سیارات تمام عیار تحت این طبقه بندی قرار نمی گیرند. این اصطلاح در همان سال 2006 معرفی شد. فهرست کوتوله‌ها شامل سرس (بزرگ‌ترین سیارک منظومه شمسی)، اریس، هائومیا، ماکماکی و پلوتون است. به طور کلی، همه چیز در مورد اصطلاح سیارات کوتوله واضح نیست، زیرا آنها هنوز تعریف دقیقی ارائه نکرده اند.

اما، با وجود از دست دادن وضعیت، نوزاد یخی یک شی جالب و مهم برای مطالعه باقی می ماند. با توجه به بزرگی پلوتون، اجازه دهید به دیگر حقایق جالب در مورد آن بپردازیم.

ویژگی های اصلی پلوتون

این سیاره در مرز منظومه شمسی ما قرار دارد و 5900 میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد. ویژگی بارز آن کشیده شدن مدار و تمایل زیاد به صفحه دایره البروج است. به همین دلیل پلوتون می تواند نزدیکتر از نپتون به خورشید نزدیک شود. بنابراین، از سال 1979 تا 1998، نپتون دورترین سیاره از جسم آسمانی باقی ماند.

یک روز در پلوتون تقریباً 7 روز در زمین ما است. یک سال روی این سیاره معادل 250 سال ماست. در زمان انقلاب، ¼ از سیاره به طور مداوم در حال گرم شدن است، در حالی که سایر نقاط آن در تاریکی هستند. دارای 5 ماهواره

جو پلوتون

توانایی بازتاب خوبی دارد. بنابراین احتمالاً پوشیده از یخ است. پوسته یخی از نیتروژن و تکه های گاه به گاه متان تشکیل شده است. مناطقی که توسط پرتوهای خورشید گرم می شوند به خوشه ای از ذرات کمیاب تبدیل می شوند. یعنی یا یخی یا گازی.

نور خورشید نیتروژن و متان را مخلوط می کند و درخشش آبی مرموز به سیاره می بخشد. درخشش سیاره پلوتون در عکس به این شکل است.

پلوتون به دلیل اندازه کوچکش قادر به نگه داشتن جو متراکم نیست. پلوتون خیلی سریع آن را از دست می دهد - چندین تن در عرض یک ساعت. شگفت انگیز است که او هنوز همه چیز را در وسعت فضا از دست نداده است. جایی که پلوتون نیتروژن را برای تشکیل اتمسفر جدید می گیرد، هنوز مشخص نیست. شاید در روده های سیاره وجود داشته باشد و به صورت فصلی به سطح خود نفوذ کند.

ترکیب پلوتون

دانشمندان بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده در طول سال‌ها مطالعه این سیاره به این نتیجه می‌رسند که داخل آن چیست.

محاسبه چگالی پلوتو دانشمندان را بر آن داشت که فرض کنند 50 تا 70 درصد سیاره از سنگ تشکیل شده است. همه چیز دیگر یخ است. اما اگر هسته سیاره سنگی باشد، پس باید مقدار کافی گرما در داخل آن وجود داشته باشد. این بود که پلوتو را به یک پایه سنگی و یک سطح یخی تقسیم کرد.

دما در پلوتون

پلوتون زمانی سردترین سیاره منظومه شمسی به حساب می آمد. با توجه به اینکه از خورشید بسیار دور است، دما در اینجا می تواند تا 218- و حتی تا 240- درجه سانتیگراد کاهش یابد. میانگین دما 228- درجه سانتیگراد است.

در نقطه ای نزدیک به خورشید، سیاره به حدی گرم می شود که نیتروژن موجود در جو که در یک پوسته یخی منجمد شده است، شروع به تبخیر می کند. انتقال یک ماده از حالت جامد مستقیماً به حالت گازی را تصعید می گویند. تبخیر، ابرهای پراکنده را تشکیل می دهد. آنها یخ می زنند و به صورت برف به سطح سیاره می افتند.

قمرهای پلوتون

بزرگترین آنها شارون است. این جرم آسمانی نیز بسیار مورد توجه دانشمندان است. در فاصله 20000 کیلومتری پلوتون قرار دارد. قابل توجه است که آنها شبیه یک سیستم واحد متشکل از دو جسم کیهانی هستند. اما در عین حال مستقل از یکدیگر شکل گرفتند.

از آنجایی که جفت شارون و پلوتون به صورت هماهنگ حرکت می کنند، ماهواره هرگز موقعیت خود را تغییر نمی دهد (وقتی از پلوتون مشاهده می شود). توسط نیروهای جزر و مدی به پلوتون متصل می شود. 6 روز و 9 ساعت طول می کشد تا به دور سیاره بگردد.

به احتمال زیاد، شارون یک آنالوگ یخی از قمرهای مشتری است. سطح آن که از یخ آب ساخته شده است، رنگ خاکستری به آن می دهد.

پس از مدل سازی سیاره و ماهواره آن بر روی یک ابر رایانه، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که شارون بیشتر وقت خود را بین پلوتون و خورشید می گذراند. از گرمای خورشید در سطح شارون، یخ ذوب می شود و جو نادری تشکیل می شود. اما چرا یخ روی شارون هنوز ناپدید نشده است؟ احتمالاً از آتشفشان های منجمد ماهواره تغذیه می شود. سپس در سایه پلوتون "پنهان می شود" و جو او دوباره یخ می زند.

علاوه بر این، در طول دوره مطالعه پلوتون، 4 ماهواره دیگر کشف شد - نیکتا (39.6 کیلومتر)، هیدرا (45.4 کیلومتر)، استیکس (24.8 کیلومتر) و کربروس (6.8 کیلومتر). ابعاد دو ماهواره آخر ممکن است دقیق نباشد. کمبود روشنایی، تعیین جرم و قطر یک جسم کیهانی را دشوار می کند. دانشمندان اولیه از شکل کروی آنها مطمئن بودند، اما امروزه پیشنهاد می کنند که آنها شکل بیضی دارند (یعنی شکل یک کره دراز).

هر یک از ماهواره های کوچک در نوع خود منحصر به فرد هستند. نیکتا و هیدرا نور را به خوبی منعکس می کنند (حدود 40%)، همانطور که شارون این کار را انجام می دهد. کربروس تاریک ترین قمر است. هیدرا به طور کامل از یخ ساخته شده است.

کاوش پلوتون

در سال 2006، ناسا فضاپیمایی را به فضا پرتاب کرد که به ما اجازه داد تا سطح پلوتو را با جزئیات بیشتری مطالعه کنیم. نام آن "افق های جدید" بود. در سال 2015، پس از 9.5 سال، سرانجام با یک سیاره کوتوله ملاقات کرد. این دستگاه در حداقل فاصله 12500 کیلومتری به موضوع مطالعه نزدیک شد.

تصاویر دقیق ارسال شده توسط دستگاه به زمین بسیار بیشتر از قوی ترین تلسکوپ ها است. از این گذشته، برای آنچه از زمین به خوبی قابل مشاهده است، بسیار کوچک است. کشف بسیاری از حقایق جالب در مورد سیاره پلوتو ممکن بود.

دانشمندان از سراسر جهان خاطرنشان می کنند که سطح پلوتو فوق العاده جالب است. بسیاری از دهانه ها، کوه های یخی، دشت ها، تونل های شوم وجود دارد.

باد آفتابی

به نظر می رسد که نوزاد فضایی دارای ویژگی های منحصر به فردی است که سایر سیارات منظومه شمسی از آن بی بهره هستند. آنها در تعامل آن با باد خورشیدی (بادی که باعث طوفان های مغناطیسی می شود) قرار دارند. دنباله دارها بادهای خورشیدی را قطع می کنند و سیارات به معنای واقعی کلمه به آن برخورد می کنند. پلوتون هر دو نوع رفتار را از خود نشان می دهد. این باعث می شود که بیشتر شبیه یک دنباله دار باشد تا یک سیاره. در چنین سناریویی از توسعه رویدادها، به اصطلاح پلوتوپوز شکل می گیرد. مشخصه آن تشکیل منطقه وسیعی است که در آن سرعت باد خورشیدی به تدریج افزایش می یابد. سرعت باد 1.6 میلیون کیلومتر در ساعت است.

برهم کنش مشابهی دم پلوتو را تشکیل داد که در دنباله دارها مشاهده می شود. دم یونی عمدتاً از متان و سایر ذرات تشکیل‌دهنده جو سیاره تشکیل شده است.

"عنکبوت" پلوتون

دانشمندان معتقدند سطح یخ زده پلوتون باید مرده به نظر برسد. یعنی پر از دهانه و شکاف. بیشتر سطح آن دقیقاً شبیه این است، اما ناحیه ای وجود دارد که به طرز شگفت انگیزی صاف به نظر می رسد. او احتمالاً تحت تأثیر چیزی در لایه های داخلی سیاره بوده است.

و یکی از نواحی ترک خورده شبیه عنکبوت با شش پا است. دانشمندان هرگز چنین چیزی را ندیده اند. برخی از "پاها" تا 100 کیلومتر طول دارند، برخی دیگر طولانی تر هستند. و طول بزرگترین "پا" 580 کیلومتر است. با کمال تعجب، این نقاط پایه یکسانی دارند و عمق ترک ها به رنگ قرمز برجسته شده است. این چیه؟ شاید این نشان دهنده وجود برخی مواد زیرزمینی باشد.

"قلب" پلوتو

منطقه ای به نام تومبو در این سیاره وجود دارد که به شکل قلب است. این منطقه دارای سطح صاف است. احتمالاً نسبتاً جوان است و چندی پیش فرآیندهای زمین شناسی روی آن رخ داده است.

در سال 2016، دانشمندان به تفصیل توضیح دادند که منطقه تومبو در این سیاره چگونه ظاهر شد. احتمالاً ناشی از ترکیبی از دو عامل - فرآیندهای جوی و ویژگی های زمین شناسی است. دهانه‌های عمیق انجماد نیتروژن را تسریع می‌کنند که همراه با مونوکسید کربن، منطقه‌ای بیش از هزار کیلومتر را پوشش می‌دهد و به عمق 4 کیلومتری پلوتو می‌رود. شاید در دهه های آینده، بیشتر یخچال های طبیعی روی این سیاره ناپدید شوند.

یکی دیگر از اسرار پلوتو

روی زمین، در ارتفاعات مناطق استوایی و نیمه گرمسیری، اهرام برفی وجود دارد. پیش از این، دانشمندان معتقد بودند که این پدیده فقط در سطح زمین رخ می دهد. آنها را "برف های توبه کننده" می نامند، زیرا آنها شبیه چهره هایی با سرهای خمیده هستند. با این حال، چنین تشکیلاتی در سیاره ما حداکثر به 5-6 متر ارتفاع می رسد. اما معلوم شد که سطح پلوتون توسط این ارقام که ارتفاع آنها تا 500 کیلومتر است، فرورفته شده است. این پیکره های سوزنی از یخ متان تشکیل شده اند.

همانطور که دانشمندان توضیح می دهند، تغییرات آب و هوایی در پلوتو وجود دارد. آنها معتقدند که فرآیند تشکیل سوزن های متان با فرآیندهایی که در این سیاره اتفاق می افتد همزمان است. "برف های توبه" ما چگونه شکل می گیرند؟

خورشید یخ را با زاویه زیادی روشن می کند، یک قسمت از آن ذوب می شود، در حالی که قسمت دیگر دست نخورده باقی می ماند. نوعی "گودال" را تشکیل داد. آنها نور و گرما را به جو منعکس نمی کنند، بلکه برعکس، آنها را حفظ می کنند. بنابراین، روند ذوب یخ به شدت شروع به افزایش می کند. این امر باعث تشکیل ساختارهایی شبیه به قله ها و اهرام می شود.

چیزی مشابه در پلوتو اتفاق می افتد. این سوزن ها در بالای تشکیلات یخی بزرگتر قرار دارند و احتمالاً بقایای عصر یخبندان هستند. کارشناسان ما معتقدند مشابه آنها در منظومه شمسی وجود ندارد.

این دره کوهی که تارتار نامیده می شود، در مجاورت یکی دیگر از موضوعات مورد علاقه دانشمندان - دره تومبو است که در بالا توضیح داده شد.

اقیانوس روی پلوتو؟

دانشمندان معتقدند که اقیانوس ها در منظومه شمسی ما بسیار رایج هستند. اما آیا در زیر لایه یخ زده سطح، اقیانوسی وجود دارد؟

قسمت غربی ناحیه تومبو در مقایسه با بقیه سطح پلوتو نسبتاً عجیب به نظر می رسد. اندازه آن در کیلومتر حدود 1000 است. این منطقه "Sputnik Planitia" نامیده می شود. سطح آن با پوسته یخی صاف و نسبتا تازه و عدم وجود دهانه های برخوردی متمایز می شود. شاید این حوض باستانی دهانه‌ای باشد که گرمای آن به درون آن نفوذ می‌کند و باعث می‌شود یخ‌ها آب شوند و گویی آن را تجدید می‌کنند.

قابل توجه است که اسپوتنیک پلاتینیا از محیط اطرافش سنگین تر است. دانشمندان این موضوع را با وجود یک اقیانوس زیرسطحی توضیح می دهند. این موضوع توسط تیم Nimmo رسیدگی می شود. احتمالاً اقیانوس پلوتو در عمق 100 کیلومتری قرار دارد و حاوی درصد زیادی آمونیاک مایع است. شاید میلیاردها سال قدمت داشته باشد. اگر اقیانوس توسط یک پوسته قوی از یخ پنهان نمی شد، زندگی می توانست در آن سرچشمه بگیرد. در هر صورت امکان یافتن و کاوش آن در صدها سال آینده وجود ندارد.

برف متان

فضاپیمای نیوهورایزنز تصاویر دقیق و فوق العاده جالبی را در اختیار دانشمندان قرار داد. تصاویر دشت ها و کوه ها را نشان می دهد. یکی از بزرگترین کوه های پلوتو به طور غیر رسمی Cthulhu Regio نام دارد. تقریباً 3000 کیلومتر امتداد دارد. اندازه سیاره پلوتون به قدری کوچک است که رشته کوه تقریباً به طور کامل آن را احاطه کرده است.

از ارتفاع دستگاه افق های نو، کوه ها شبیه به خوشه ای از گودال ها، دهانه ها و مناطق تاریک هستند. نور متان این رشته کوه را می پوشاند. به عنوان یک نقطه روشن در پس زمینه زمین های پست که دارای رنگ قرمز هستند دیده می شود. به احتمال زیاد، برف در اینجا مطابق با همان اصل روی زمین تشکیل شده است.

نتیجه

فرودگر نیوهورایزنز کاوشگری شد که با پلوتو ملاقات کرد. او در مورد این سیاره مرموز حقایق جالب و ناشناخته زیادی در مورد کودک یخی گفت. تحقیقات ادامه دارد و شاید به زودی دانشمندان بیشتر در مورد این سیاره بیاموزند.

امروز در مورد حقایقی که در حال حاضر برای ما شناخته شده است صحبت کردیم. ما اندازه پلوتون را با ماه، زمین و دیگر اجرام فضایی در منظومه شمسی مقایسه کردیم. در فرآیند تحقیق، سوالات زیادی مطرح می شود که دانشمندان هنوز پاسخی برای آنها ندارند.

پلوتون (134340 پلوتون) بزرگترین سیاره کوتوله منظومه شمسی (به همراه اریس)، یک جرم فرا نپتونی (TNO) و دهمین جرم آسمانی بزرگ (به استثنای ماهواره ها) است که به دور خورشید می چرخد. پلوتون در ابتدا به عنوان یک سیاره طبقه بندی می شد، اما اکنون یکی از بزرگترین اجرام (شاید بزرگترین) در کمربند کویپر به حساب می آید.

مانند بسیاری از اجرام در کمربند کویپر، پلوتون بیشتر از سنگ و یخ تشکیل شده است و نسبتاً کوچک است: پنج برابر جرم ماه و سه برابر حجم. مدار پلوتون دارای گریز از مرکز (خروج از مرکز مدار) و تمایل زیادی نسبت به صفحه دایره البروج است.

به دلیل گریز از مرکز مدار پلوتو، در فاصله 29.6 واحد نجومی به خورشید نزدیک می شود. e. (4.4 میلیارد کیلومتر)، که از نپتون به آن نزدیکتر است، سپس 49.3 a.u حذف می شود. e. (7.4 میلیارد کیلومتر). پلوتون و بزرگترین قمر آن، شارون، اغلب سیاره های دوتایی در نظر گرفته می شوند، زیرا مرکز منظومه آنها خارج از هر دو جرم است. اتحادیه بین المللی نجوم (IAU) اعلام کرده است که قصد دارد یک تعریف رسمی برای سیارات کوتوله دوتایی ارائه دهد و تا آن زمان، شارون به عنوان ماهواره پلوتو طبقه بندی می شود. پلوتون همچنین دارای سه قمر کوچکتر به نام‌های Nix و Hydra است که در سال 2005 کشف شدند و P4 که کوچک‌ترین آنها در 28 ژوئن 2011 کشف شد.

پلوتو از روزی که در سال 1930 کشف شد تا سال 2006 به عنوان نهمین سیاره منظومه شمسی در نظر گرفته شد. با این حال، در پایان قرن بیستم و آغاز قرن بیست و یکم، اجرام بسیاری در قسمت بیرونی منظومه شمسی کشف شد. قابل توجه در میان آنها Quaoar، Sedna، و به خصوص اریس، که 27٪ از پلوتون پرجرم تر است. در 24 آگوست 2006، IAU برای اولین بار اصطلاح "سیاره" را تعریف کرد. پلوتون تحت این تعریف قرار نگرفت و IAU آن را در رده جدیدی از سیارات کوتوله به همراه اریس و سرس قرار داد. پس از طبقه بندی مجدد، پلوتو به لیست سیارات کوچک اضافه شد و شماره کاتالوگ (eng.) 134340 مرکز سیاره کوچک (MCC) را دریافت کرد. برخی از دانشمندان همچنان بر این باورند که پلوتو باید دوباره به یک سیاره طبقه بندی شود.

عنصر شیمیایی پلوتونیوم به نام پلوتون نامگذاری شد.

تاریخچه کشف

در دهه 1840، اوربان لو وریر، با استفاده از مکانیک نیوتنی، موقعیت سیاره کشف نشده نپتون را بر اساس تجزیه و تحلیل آشفتگی ها در مدار اورانوس پیش بینی کرد. مشاهدات بعدی نپتون در پایان قرن نوزدهم، اخترشناسان را به این نتیجه رساند که علاوه بر نپتون، سیاره دیگری نیز بر مدار اورانوس تأثیر می گذارد. در سال 1906، پرسیوال لاول، یک ساکن ثروتمند بوستون که رصدخانه لاول را در سال 1894 تأسیس کرد، جستجوی گسترده ای را برای نهمین سیاره در منظومه شمسی آغاز کرد که آن را "سیاره X" نامید. تا سال 1909، لاول و ویلیام هنری پیکرینگ چندین مختصات آسمانی ممکن را برای این سیاره پیشنهاد کردند. لاول و رصدخانه اش تا زمان مرگش در سال 1916 به جستجوی سیاره ادامه دادند، اما موفق نشدند. در واقع، در 19 مارس 1915، دو تصویر ضعیف از پلوتون در رصدخانه Lowell به دست آمد، اما روی آنها شناسایی نشد.

رصدخانه کوه ویلسون همچنین می تواند ادعا کند که پلوتون را در سال 1919 کشف کرده است. در آن سال، میلتون هوماسون، به نمایندگی از ویلیام پیکرینگ، در جستجوی سیاره نهم بود و تصویر پلوتون به صفحه عکاسی رسید. با این حال، تصویر پلوتون در یکی از دو تصویر با نقص کوچکی در امولسیون (حتی به نظر می‌رسید که بخشی از آن باشد) مصادف شد و در صفحه دیگر، تصویر سیاره تا حدی بر روی ستاره قرار داشت. حتی در سال 1930، تصویر پلوتون در این تصاویر آرشیوی با مشکل قابل توجهی قابل شناسایی بود.

به دلیل یک دهه نبرد قانونی با بیوه پرسیوال لاول، کنستانس لاول، که تلاش می کرد یک میلیون دلار از رصدخانه به عنوان بخشی از میراث خود دریافت کند، جستجو برای سیاره X از سر گرفته نشد. تا اینکه در سال 1929، مدیر رصدخانه وستو، ملوین اسلیفر، بدون فکر زیاد، ادامه جستجو را به کلاید تومبا، یک جوان 23 ساله کانزاسیایی سپرد که به تازگی پس از تحت تأثیر قرار گرفتن اسلیفر در رصدخانه پذیرفته شده بود. نقاشی های نجومی او

وظیفه تومبو این بود که به طور سیستماتیک از آسمان شب به عنوان عکس های زوجی با فاصله دو هفته از هم تصویربرداری کند و سپس این جفت ها را برای یافتن اجسامی که موقعیت خود را تغییر داده اند مقایسه کند. برای مقایسه، از یک مقایسه کننده چشمک استفاده شده است که به شما امکان می دهد به سرعت نمایش دو صفحه را تغییر دهید، که توهم حرکت را برای هر جسمی که موقعیت یا دید بین عکس ها تغییر کرده است ایجاد می کند. در 18 فوریه 1930، پس از تقریبا یک سال کار، تومبو یک جسم احتمالاً متحرک را در عکس های 23 و 29 ژانویه کشف کرد. یک عکس با کیفیت پایین تر از 21 ژانویه این حرکت را تایید کرد. در 13 مارس 1930، پس از دریافت عکس‌های تاییدکننده دیگر توسط رصدخانه، خبر کشف به رصدخانه کالج هاروارد تلگراف شد. برای این کشف در سال 1931 تامبا مدال طلای انجمن نجوم انگلیس را دریافت کرد.

نام

ونیز برنی دختری است که نام "پلوتون" را به این سیاره داده است. حق نامگذاری جرم آسمانی جدید متعلق به رصدخانه لاول بود. تومبو به اسلیفر توصیه کرد که این کار را در اسرع وقت قبل از اینکه از آنها پیشی بگیرند، انجام دهد. انواع این نام از سراسر جهان شروع شد. کنستانس لاول، بیوه لاول، ابتدا "زئوس"، سپس نام همسرش - "پرسیوال" و سپس نام خود را پیشنهاد داد. همه این پیشنهادات نادیده گرفته شد.

نام پلوتو برای اولین بار توسط ونیتیا برنی، یک دختر مدرسه ای یازده ساله از آکسفورد پیشنهاد شد. ونیز نه تنها به نجوم، بلکه به اساطیر کلاسیک نیز علاقه مند بود و تصمیم گرفت که این نام - نسخه رومی باستان از نام خدای یونانی عالم اموات - برای چنین دنیای احتمالاً تاریک و سردی مناسب باشد. او این نام را در گفتگو با پدربزرگش Faulconer Meidan، که در کتابخانه Bodleian در دانشگاه آکسفورد کار می کرد، پیشنهاد کرد - Meidan در مورد کشف این سیاره در تایمز خواند و در صبحانه به نوه اش گفت. او پیشنهاد او را به پروفسور هربرت ترنر، که به همکارانش در ایالات متحده تلگراف فرستاد، ابلاغ کرد.

این شی به طور رسمی در 24 مارس 1930 نامگذاری شد. هر یک از اعضای رصدخانه لاول می‌توانست به فهرست کوتاهی از سه گزینه رأی دهد: «مینروا» (اگرچه یکی از سیارک‌ها قبلاً نامگذاری شده بود)، «کرونوس» (این نام محبوبیتی نداشت، که توسط توماس جفرسون جکسون سی پیشنهاد شد - یک ستاره شناس با شهرت بد) و "پلوتون". آخرین پیشنهاد تمام آرا را دریافت کرد. این نام در 1 می 1930 منتشر شد. به دنبال آن، Faulconer Meydan 5 پوند به عنوان جایزه به ونیز اهدا کرد.

نماد نجومی پلوتون تک نگاری از حروف P و L است که حروف اول نام پی لوول نیز هستند. نماد نجومی پلوتون شبیه نماد نپتون (Neptune symbol.svg) است، با این تفاوت که به جای شاخک میانی در سه گانه یک دایره وجود دارد (svg اخترشناسی پلوتون).

در چینی، ژاپنی، کره ای و ویتنامی، نام پلوتون به عنوان "ستاره پادشاه زیرزمینی" ترجمه می شود - این گزینه در سال 1930 توسط ستاره شناس ژاپنی هوی نوجیری پیشنهاد شد. بسیاری از زبان های دیگر از نویسه گردانی "پلوتون" (به روسی "پلوتون") استفاده می کنند. با این حال، در برخی از زبان های هندی، ممکن است از نام خدای یاما استفاده شود (به عنوان مثال، یامدف در گجراتی) - نگهبان جهنم در بودیسم و ​​در اساطیر هندو.

جستجوی "Planet X"

بلافاصله پس از کشف پلوتون، تیرگی آن، و همچنین فقدان یک قرص سیاره ای قابل تشخیص، تردیدهایی را در مورد "سیاره X" بودن آن ایجاد کرد. در طول اواسط قرن بیستم، تخمین جرم پلوتون دائماً به سمت پایین بازنگری می‌شد. کشف قمر پلوتو شارون در سال 1978 امکان اندازه گیری جرم آن را برای اولین بار فراهم کرد. این جرم، برابر با حدود 0.2 درصد جرم زمین، بسیار کوچکتر از آن است که دلیل ناهماهنگی در مدار اورانوس باشد.

جستجوهای بعدی برای سیاره X جایگزین، به ویژه آنهایی که توسط رابرت هرینگتون انجام شد، ناموفق بود. در طول عبور وویجر 2 از نزدیکی نپتون در سال 1989، داده هایی به دست آمد که بر اساس آن جرم کل نپتون 0.5٪ به سمت پایین بازبینی شد. در سال 1993، مایلز استندیش از این داده ها برای محاسبه مجدد تأثیر گرانشی نپتون بر اورانوس استفاده کرد. در نتیجه، ناهماهنگی ها در مدار اورانوس ناپدید شد و به همراه آنها نیاز به سیاره X وجود داشت.

تا به امروز، اکثریت قریب به اتفاق ستاره شناسان موافق هستند که سیاره X Lowell وجود ندارد. در سال 1915، لوول موقعیت سیاره X را پیش بینی کرد که به موقعیت واقعی پلوتون در آن زمان بسیار نزدیک بود. با این حال، ارنست براون، ریاضیدان و ستاره شناس انگلیسی، به این نتیجه رسید که این یک تصادف است، و این دیدگاه اکنون به طور کلی پذیرفته شده است.

مدار

مدار پلوتون به طور قابل توجهی با مدار سیارات منظومه شمسی متفاوت است. نسبت به دایره البروج (بیش از 17 درجه) تمایل زیادی دارد و بسیار غیرعادی (بیضوی) است. مدار تمام سیارات منظومه شمسی به دایره نزدیک است و با صفحه دایره البروج زاویه کوچکی ایجاد می کند. میانگین فاصله پلوتو از خورشید 5.913 میلیارد کیلومتر یا 39.53 واحد نجومی است. e.، اما به دلیل گریز از مرکز بزرگ مدار (0.249)، این فاصله از 4.425 تا 7.375 میلیارد کیلومتر (29.6-49.3 AU) متغیر است. نور خورشید حدود پنج ساعت طول می کشد تا به پلوتون برسد، یعنی همان مدت زمانی که امواج رادیویی از زمین به فضاپیما نزدیک پلوتون می روند. گریز از مرکز بزرگ مدار به این واقعیت منجر می شود که بخشی از آن از خورشید نزدیکتر از نپتون می گذرد. پلوتون آخرین بار از 7 فوریه 1979 تا 11 فوریه 1999 این موقعیت را داشت. محاسبات دقیق نشان می دهد که قبل از این، پلوتون از 11 ژوئیه 1735 تا 15 سپتامبر 1749 و تنها 14 سال این سمت را در اختیار داشت، در حالی که از 30 آوریل 1483 تا 23 ژوئیه 1503 به مدت 20 سال در این سمت بود. به دلیل تمایل زیاد مدار پلوتون به صفحه دایره البروج، مدارهای پلوتون و نپتون همدیگر را قطع نمی کنند. پلوتون با عبور از حضیض در 10 واحد نجومی قرار دارد. ه - بالای صفحه دایره البروج. علاوه بر این، دوره مداری پلوتون 247.69 سال است و پلوتون دو دور در حالی که نپتون سه چرخ می کند. در نتیجه، پلوتون و نپتون هرگز به کمتر از 17 واحد نجومی نزدیک نمی شوند. ه) مدار پلوتو را می توان برای چندین میلیون سال هم به عقب و هم به جلو پیش بینی کرد، اما نه بیشتر. حرکت مکانیکی پلوتون بی نظم است و با معادلات غیر خطی توصیف می شود. اما برای مشاهده این هرج و مرج باید به مدت طولانی آن را مشاهده کرد. زمان مشخصی از توسعه آن وجود دارد، به اصطلاح زمان لیاپانوف، که برای پلوتو 10-20 میلیون سال است. اگر مشاهدات برای دوره های زمانی کوچک انجام شود، به نظر می رسد که حرکت منظم (تناوبی در یک مدار بیضی شکل) است. در واقع، مدار با هر دوره اندکی جابه جا می شود و در زمان لیاپانوف به قدری جابه جا می شود که هیچ اثری از مدار اصلی باقی نمانده است. بنابراین، مدل سازی حرکت بسیار دشوار است.

مدارهای نپتون و پلوتون

نمایی از مدارهای پلوتون (با رنگ قرمز) و نپتون (با رنگ آبی نشان داده شده است) "از بالا". پلوتون گاهی از نپتون به خورشید نزدیکتر است. قسمت سایه دار مدار نشان می دهد که مدار پلوتون در زیر صفحه دایره البروج قرار دارد. بیانیه ارائه شده در آوریل 2006

پلوتون در یک رزونانس مداری 3:2 با نپتون قرار دارد - به ازای هر سه چرخش نپتون به دور خورشید، دو چرخش پلوتون انجام می شود، کل چرخه 500 سال طول می کشد. به نظر می رسد که پلوتون باید به طور دوره ای بسیار به نپتون نزدیک شود (به هر حال، طرح ریزی مدار آن با مدار نپتون قطع می شود).

تناقض این است که پلوتون گاهی اوقات به اورانوس نزدیکتر است. دلیل این امر هم همین طنین است. در هر چرخه، وقتی پلوتون برای اولین بار از حضیض می گذرد، نپتون 50 درجه از پلوتون عقب تر است. هنگامی که پلوتون برای بار دوم از حضیض می گذرد، نپتون یک و نیم دور به دور خورشید می چرخد ​​و تقریباً به همان فاصله دفعه قبل خواهد بود، اما جلوتر از پلوتون. در زمانی که نپتون و پلوتون در یک راستا با خورشید هستند و در یک طرف آن، پلوتون به آفلیون می رود.

بنابراین پلوتون هرگز از 17 واحد نجومی نزدیکتر نمی شود. ه. به نپتون، و نزدیک شدن به اورانوس تا ساعت 11 ممکن است. ه.

رزونانس مداری بین پلوتون و نپتون بسیار پایدار است و برای میلیون ها سال ادامه دارد. حتی اگر مدار پلوتو در صفحه دایره البروج قرار گیرد، برخورد غیرممکن خواهد بود.

وابستگی متقابل پایدار مدارها بر خلاف این فرضیه است که پلوتون یک قمر نپتون بوده و از منظومه آن خارج شده است. با این حال، این سؤال مطرح می‌شود: اگر پلوتون هرگز از نزدیکی نپتون نگذرد، پس چگونه می‌تواند در سیاره‌ای کوتوله، بسیار کم جرم‌تر از مثلاً ماه، تشدید ایجاد کند؟ یک نظریه نشان می‌دهد که اگر پلوتون در ابتدا با نپتون در رزونانس نبود، احتمالاً هر از گاهی نزدیک‌تر به آن نزدیک می‌شد، و این رویکردها در طول میلیاردها سال بر پلوتو تأثیر گذاشت و مدار آن را تغییر داد و آن را به مداری تبدیل کرد که امروز مشاهده می‌کنیم.

عوامل اضافی بر مدار پلوتون

نمودار استدلال حضیض

محاسبات این امکان را به وجود آورد که در طی میلیون‌ها سال ماهیت کلی برهمکنش‌های بین نپتون و پلوتون تغییر نمی‌کند. با این حال، چندین تشدید و تأثیر دیگر وجود دارد که بر ویژگی‌های حرکت آنها نسبت به یکدیگر تأثیر می‌گذارد و علاوه بر این مدار پلوتون را تثبیت می‌کند. علاوه بر رزونانس مداری 3:2، دو عامل زیر از اهمیت اولیه برخوردار هستند.

اولاً استدلال حضیض پلوتو (زاویه بین نقطه تقاطع مدار آن با صفحه دایره البروج و نقطه حضیض) نزدیک به 90 درجه است. از این نتیجه می شود که در طی گذر از حضیض، پلوتون تا آنجا که ممکن است از سطح دایره البروج بالا می رود و در نتیجه از برخورد با نپتون جلوگیری می کند. این نتیجه مستقیم اثر کوزای است، که با در نظر گرفتن تأثیر یک جسم پرجرم تر (در اینجا، نپتون) با گریز از مرکز و تمایل یک مدار (در این مورد، مدار پلوتون) ارتباط دارد. در این حالت، دامنه انقباض پلوتون نسبت به نپتون 38 درجه است و جدایی زاویه ای حضیض پلوتون از مدار نپتون همیشه بیش از 52 درجه (یعنی 90-38 درجه) خواهد بود. لحظه ای که جدایی زاویه ای کوچکترین است هر 10000 سال تکرار می شود.

ثانیاً طول گره های صعودی مدارهای این دو جسم (نقاطی که از دایره البروج عبور می کنند) عملاً با نوسانات فوق در رزونانس هستند. زمانی که این دو طول جغرافیایی بر هم منطبق باشند، یعنی زمانی که بتوان یک خط مستقیم را از میان این دو گره و خورشید ترسیم کرد، حضیض پلوتون با آن زاویه 90 درجه می‌سازد و در عین حال سیاره کوتوله بالاتر از مدار قرار می‌گیرد. نپتون به عبارت دیگر، زمانی که پلوتو از برجستگی مدار نپتون عبور کند و عمیق‌تر از خط خود فراتر رود، بیشتر از همه از صفحه خود دور می‌شود. این پدیده ابررزونانس 1:1 نامیده می شود.

برای درک ماهیت کتاب، تصور کنید که از نقطه ای دور به دایره البروج نگاه می کنید که در آن سیارات در خلاف جهت عقربه های ساعت حرکت می کنند. پس از عبور از گره صعودی، پلوتون در داخل مدار نپتون قرار می گیرد و سریعتر حرکت می کند و از پشت به نپتون می رسد. جاذبه قوی بین آنها باعث ایجاد گشتاوری می شود که به دلیل گرانش نپتون به پلوتون اعمال می شود. پلوتو را در مداری کمی بالاتر قرار می دهد، جایی که مطابق با قانون سوم کپلر کمی کندتر حرکت می کند. همانطور که مدار پلوتون تغییر می کند، این فرآیند به تدریج مستلزم تغییر در پریاپسیس و طول جغرافیایی پلوتون (و تا حدی کمتر، نپتون) است. پس از بسیاری از این چرخه ها، سرعت پلوتون به قدری کاهش می یابد و نپتون آنقدر سرعت می گیرد که نپتون شروع به گرفتن پلوتون در سمت مخالف مدار خود می کند (نزدیک گره مخالف جایی که ما شروع کردیم). سپس این روند معکوس می شود و پلوتون به نپتون گشتاور می دهد تا زمانی که پلوتون به اندازه کافی شتاب بگیرد که شروع به رسیدن به نپتون در نزدیکی گره اصلی کند. یک چرخه کامل در حدود 20000 سال تکمیل می شود.

ویژگیهای فیزیکی

پلوتین های بزرگ از نظر اندازه، آلبیدو و رنگ مقایسه شده اند. (پلوتون با شارون، نیکتا و هیدرا نشان داده شده است)

ساختار احتمالی پلوتون
1. نیتروژن منجمد
2. یخ آب
3. سیلیکات و یخ آب

فاصله زیاد پلوتو از زمین مطالعه جامع آن را بسیار پیچیده می کند. اطلاعات جدیدی در مورد این سیاره کوتوله ممکن است در سال 2015 دریافت شود، زمانی که انتظار می رود کاوشگر نیوهورایزنز به منطقه پلوتو برسد.
[ویرایش] ویژگی های بصری و ساختار

قدر پلوتون به طور متوسط ​​15.1 است که در حضیض به 13.65 می رسد. برای رصد پلوتو، به یک تلسکوپ نیاز است، ترجیحاً با دیافراگم حداقل 30 سانتی متر. پلوتو حتی در تلسکوپ های بسیار بزرگ نیز ستاره ای شکل و تار به نظر می رسد، زیرا قطر زاویه ای آن تنها 0.11 است. در بزرگنمایی بسیار زیاد، پلوتون قهوه ای روشن با اندکی رنگ زرد به نظر می رسد. تجزیه و تحلیل طیف سنجی پلوتو نشان می دهد که سطح آن بیش از 98 درصد یخ نیتروژن با ردپایی از متان و مونوکسید کربن است. فاصله و قابلیت های تلسکوپ های مدرن اجازه به دست آوردن تصاویر با کیفیت بالا از سطح پلوتو را نمی دهد. عکس‌های گرفته شده توسط تلسکوپ فضایی هابل، تشخیص تنها کلی‌ترین جزئیات را ممکن می‌سازد، و حتی در این صورت نیز نامشخص است. بهترین تصاویر از پلوتون با گردآوری به اصطلاح "نقشه های روشنایی" به دست آمده است، که به لطف مشاهدات کسوف های پلوتون توسط ماهواره آن Charon، که در سال های 1985-1990 انجام شد، به دست آمد. با استفاده از پردازش کامپیوتری، می‌توان تغییر آلبدوی سطح را در زمانی که سیاره توسط ماهواره‌اش گرفت، مشاهده کرد. برای مثال، گرفتگی جزئیات سطح روشن‌تر، نوسان‌های بزرگ‌تری در روشنایی ظاهری نسبت به گرفتگی تاریک ایجاد می‌کند. با استفاده از این تکنیک، می توانید میانگین کل روشنایی سیستم پلوتون-چارون را دریابید و تغییرات روشنایی در طول زمان را دنبال کنید. نوار تاریک زیر استوای پلوتو، همانطور که می بینید، رنگ نسبتاً پیچیده ای دارد که نشان دهنده مکانیسم های ناشناخته ای برای تشکیل سطح پلوتو است.

نقشه های گردآوری شده بر اساس تلسکوپ هابل نشان می دهد که سطح پلوتون بسیار ناهمگن است. منحنی نور پلوتو (یعنی وابستگی روشنایی ظاهری آن به زمان) و تغییرات دوره ای در طیف مادون قرمز آن نیز نشان می دهد. سطح پلوتون رو به شارون حاوی مقدار زیادی یخ متان است، در حالی که در سمت مقابل یخ نیتروژن و مونوکسید کربن بیشتر و تقریباً هیچ یخ متان وجود ندارد. به همین دلیل پلوتون به عنوان متضادترین جرم منظومه شمسی (پس از یاپتوس) در رتبه دوم قرار دارد. داده های تلسکوپ فضایی هابل نشان می دهد که چگالی پلوتون 1.8-2.1 گرم بر سانتی متر مربع است. احتمالاً ساختار داخلی پلوتون 50-70٪ سنگ و 50-30٪ یخ است. در شرایط سیستم پلوتو، یخ آب می تواند وجود داشته باشد (انواع یخ I، یخ II، یخ III، یخ IV و یخ V، و همچنین نیتروژن منجمد، مونوکسید کربن و متان. از آنجایی که تجزیه مواد معدنی رادیواکتیو در نهایت گرم می شود. یخ ها به اندازه کافی برای جدا شدن از سنگ ها، دانشمندان پیشنهاد می کنند که ساختار داخلی پلوتو متمایز است - سنگ هایی در یک هسته متراکم، احاطه شده توسط گوشته ای از یخ، که در این مورد باید حدود 300 کیلومتر ضخامت داشته باشد. همچنین ممکن است که گرمایش امروز ادامه دارد و اقیانوسی را در زیر سطح آب مایع ایجاد می کند.

در اواخر سال 2011، تلسکوپ هابل در پلوتون، هیدروکربن های پیچیده را کشف کرد - خطوط جذب قوی، که نشان دهنده حضور تعدادی از ترکیبات ناشناخته قبلی در سطح یک سیاره کوتوله است. فرضیه ای نیز مطرح شده است که حیات ساده می تواند در این سیاره وجود داشته باشد.

وزن و ابعاد

زمین و ماه در مقایسه با پلوتون و شارون

اخترشناسان، در ابتدا معتقد بودند که پلوتو "سیاره X" لاول است، جرم آن را بر اساس تاثیر فرضی آن بر مدارهای نپتون و اورانوس محاسبه کردند. در سال 1955 اعتقاد بر این بود که جرم پلوتون تقریباً برابر با جرم زمین است و محاسبات بیشتر باعث شد تا این تخمین تا سال 1971 به تقریباً جرم مریخ کاهش یابد. در سال 1976، دیل کرویکشانک، کارل پیلچر و دیوید موریسون از دانشگاه هاوایی برای اولین بار آلبدوی پلوتو را محاسبه کردند و دریافتند که با یخ متان مطابقت دارد. بر این اساس، تصمیم گرفته شد که پلوتو باید نسبت به اندازه‌اش فوق‌العاده درخشان باشد و بنابراین نمی‌تواند جرمی بیشتر از 1% جرم زمین داشته باشد.

کشف قمر پلوتو شارون در سال 1978 امکان اندازه گیری جرم منظومه پلوتون را با استفاده از قانون سوم کپلر فراهم کرد. هنگامی که تأثیر گرانشی شارون بر پلوتون محاسبه شد، تخمین‌ها از جرم سیستم پلوتون-چارون به 1022×1.31 کیلوگرم کاهش یافت که 0.24 درصد جرم زمین است. تعیین دقیق جرم پلوتون در حال حاضر غیرممکن است، زیرا نسبت جرم پلوتون و شارون ناشناخته است. اعتقاد بر این است که جرم پلوتون و شارون در نسبت 89:11 با خطای احتمالی 1٪ است. به طور کلی خطای احتمالی در تعیین پارامترهای اصلی پلوتون و شارون از 1 تا 10 درصد است.

تا سال 1950 اعتقاد بر این بود که قطر پلوتون به مریخ نزدیک است (یعنی حدود 6700 کیلومتر)، به این دلیل که اگر مریخ در همان فاصله از خورشید باشد، قدر آن نیز 15 خواهد بود. در سال 1950، جی کویپر قطر زاویه ای پلوتو را با تلسکوپ با عدسی 5 متری اندازه گیری کرد و مقدار 0.23 را به دست آورد که مطابق با قطر 5900 کیلومتر است. در شب 28 و 29 آوریل 1965، پلوتون باید یک ستاره با قدر 15 را می پوشاند اگر قطر آن برابر با کویپر بود. ۱۲ رصدخانه روشنایی این ستاره را دنبال کردند، اما ضعیف نشد. بنابراین مشخص شد که قطر پلوتون از 5500 کیلومتر تجاوز نمی کند. در سال 1978، پس از کشف شارون، قطر پلوتو 2600 کیلومتر برآورد شد. بعدها، مشاهدات پلوتون در طول کسوف پلوتون توسط شارون و شارون توسط پلوتون 1985-1990. اجازه داده شد که قطر آن تقریباً 2390 کیلومتر است.

پلوتون (پایین سمت راست) در مقایسه با بزرگترین قمرهای منظومه شمسی (از چپ به راست و از بالا به پایین): گانیمد، تیتان، کالیستو، آیو، ماه، اروپا و تریتون

با اختراع اپتیک تطبیقی، امکان تعیین دقیق شکل سیاره نیز وجود داشت. در میان اجرام منظومه شمسی، پلوتون از نظر اندازه و جرم کوچکتر است، نه تنها در مقایسه با سیارات دیگر، بلکه حتی از برخی از ماهواره های آنها نیز پایین تر است. به عنوان مثال، جرم پلوتون تنها 0.2 جرم ماه است. پلوتون کوچکتر از هفت قمر طبیعی سایر سیارات است: گانیمد، تیتان، کالیستو، آیو، ماه، اروپا و تریتون. پلوتون دو برابر قطر و ده برابر جرم سرس، بزرگترین جرم در کمربند سیارک ها (که بین مدارهای مریخ و مشتری قرار دارد)، با این حال، با قطرهای تقریباً مساوی، از نظر جرم کمتر از سیاره کوتوله اریس است. دیسک پراکنده ای که در سال 2005 کشف شد.

جو

جو پلوتو پوسته نازکی از نیتروژن، متان و مونوکسید کربن است که از یخ های سطحی تبخیر می شود. از سال 2000 تا 2010، اتمسفر به طور قابل توجهی به دلیل تصعید یخ های سطحی گسترش یافت. در آغاز قرن بیست و یکم، 100-135 کیلومتر از سطح زمین گسترش یافت و طبق نتایج اندازه گیری ها در سال های 2009-2010. - بیش از 3000 کیلومتر امتداد دارد که حدود یک چهارم فاصله تا شارون است. ملاحظات ترمودینامیکی ترکیب زیر را از این جو دیکته می کند: 99٪ نیتروژن، کمی کمتر از 1٪ مونوکسید کربن، 0.1٪ متان. با دور شدن پلوتون از خورشید، جو آن به تدریج یخ می زند و روی سطح می نشیند. با نزدیک شدن پلوتو به خورشید، دمای نزدیک به سطح آن باعث تصعید یخ و تبدیل آن به گاز می شود. این یک اثر ضد گلخانه ای ایجاد می کند: مانند عرق که بدن را خنک می کند در حالی که از سطح پوست تبخیر می شود، تصعید یک اثر خنک کننده روی سطح پلوتو دارد. دانشمندان به لطف آرایه Submillimeter اخیراً محاسبه کردند که دمای سطح پلوتون 43 کلوین (230.1- درجه سانتیگراد) است که 10 کلوین کمتر از حد انتظار است. جو فوقانی پلوتو 50 درجه گرمتر از سطح آن است، در -170 درجه سانتیگراد. جو پلوتون در سال 1985 با مشاهده اختفای ستارگان آن کشف شد. وجود اتمسفر با مشاهدات فشرده سایر اختفاها در سال 1988 بیشتر تأیید شد. وقتی جسمی فاقد جو باشد، اختفای یک ستاره کاملاً ناگهانی رخ می دهد، در حالی که در مورد پلوتون، ستاره به تدریج تاریک می شود. همانطور که از ضریب جذب نور مشخص شد، فشار اتمسفر روی پلوتون در طول این مشاهدات تنها 0.15 Pa بود که تنها 1/700000 فشار زمین است. در سال 2002، یکی دیگر از اختفای پلوتو توسط تیم هایی به رهبری برونو سیکاردی از رصدخانه پاریس، جیمز ال. الیوت از MIT، و جی پاساکوف از کالج ویلیام تاون، ماساچوست، مشاهده و تجزیه و تحلیل شد. فشار اتمسفر در زمان اندازه‌گیری‌ها 0.3 Pa تخمین زده شد، علی‌رغم این واقعیت که پلوتو نسبت به سال 1988 از خورشید دورتر بود و بنابراین باید سردتر و نازک‌تر بوده باشد. یک توضیح برای این اختلاف این است که در سال 1987، قطب جنوب پلوتو برای اولین بار در 120 سال از سایه خود بیرون آمد و اجازه داد نیتروژن اضافی از کلاهک های قطبی تبخیر شود. اکنون چندین دهه طول می کشد تا این گاز از جو متراکم شود. در اکتبر 2006، دیل کرویکشانک از مرکز تحقیقات ناسا (دانشمند جدید مأموریت افق های جدید) و همکارانش کشف اتان را در سطح پلوتو با طیف سنجی اعلام کردند. اتان مشتقی از فتولیز یا رادیولیز (یعنی تبدیل شیمیایی در اثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید و ذرات باردار) متان منجمد در سطح پلوتون است. ظاهراً در جو منتشر می شود.

دمای جو پلوتو بسیار بالاتر از دمای سطح آن است و برابر با -180 درجه سانتیگراد است.

ماهواره ها

پلوتون با شارون، عکس هابل

پلوتون و سه قمر از چهار قمر شناخته شده آن. پلوتون و شارون - دو جسم درخشان در مرکز، به سمت راست - دو نقطه کم نور - نیکتا و هیدرا

پلوتون دارای چهار قمر طبیعی است: شارون که در سال 1978 توسط ستاره شناس جیمز کریستی کشف شد و دو قمر کوچک به نام های نیکس و هیدرا که در سال 2005 کشف شدند. آخرین ماهواره توسط تلسکوپ هابل کشف شد. اعلامیه کشف در 20 ژوئیه 2011 در وب سایت تلسکوپ منتشر شد. با نام موقت S/2011 P 1 (P4)؛ ابعاد آن بین 13 تا 34 کیلومتر است.

قمرهای پلوتون نسبت به سایر سامانه های ماهواره ای شناخته شده دورتر از سیاره هستند. قمرهای پلوتون می توانند در 53 درصد (یا 69 درصد اگر وارونه) از شعاع کره تپه، منطقه پایدار نفوذ گرانشی پلوتو، بچرخند. برای مقایسه، قمر نزدیک به دور نپتون، پساماتا، در 40 درصد شعاع کره تپه نپتون می چرخد. در مورد پلوتون، تنها 3 درصد داخلی منطقه توسط ماهواره ها اشغال شده است. در اصطلاح محققان پلوتو، سیستم ماهواره ای آن به عنوان "بسیار فشرده و تا حد زیادی خالی" توصیف شده است. تقریباً از اوایل سپتامبر 2009، اخترفیزیکدانان نرم افزاری را توسعه دادند که امکان تجزیه و تحلیل تصاویر آرشیوی پلوتون را که توسط تلسکوپ هابل گرفته شده و حضور 14 جرم فضایی دیگر در نزدیکی مدار پلوتو را نشان می دهد. قطر اجسام فضایی در 45-100 کیلومتر متفاوت است.

مطالعات سیستم پلوتون توسط تلسکوپ هابل امکان تعیین حداکثر اندازه ماهواره های ممکن را فراهم کرد. با اطمینان 90 درصد، می توان استدلال کرد که پلوتو هیچ ماهواره ای با قطر بزرگتر از 12 کیلومتر (حداکثر - 37 کیلومتر با آلبدوی 0.041) بیش از 5 ندارد؟ از قرص این سیاره کوتوله این یک آلبدوی شارون مانند 0.38 را فرض می کند. با اطمینان 50 درصد می توان ادعا کرد که حداکثر اندازه برای چنین ماهواره هایی 8 کیلومتر است.

شارون

شارون در سال 1978 افتتاح شد. این نام از شارون، حامل روح مردگان در سراسر استیکس گرفته شد. قطر آن، طبق برآوردهای مدرن، 1205 کیلومتر است - کمی بیش از نیمی از قطر پلوتون، و نسبت جرم آن 1:8 است. برای مقایسه، نسبت جرم ماه و زمین 1:81 است.

مشاهدات غیبت ستاره توسط شارون در 7 آوریل 1980، برآوردی از شعاع شارون را ممکن کرد: 585-625 کیلومتر. تا اواسط دهه 1980. با روش‌های زمینی، عمدتاً با استفاده از تداخل سنجی لکه‌ای، می‌توان شعاع مدار شارون را با دقت نسبتاً تخمین زد، مشاهدات بعدی توسط تلسکوپ مداری هابل این تخمین را تغییر چندانی نداد و نشان داد که در فاصله 19628-19644 کیلومتری است.

بین فوریه 1985 و اکتبر 1990، پدیده های بسیار نادری مشاهده شد: گرفتگی متناوب پلوتون توسط شارون و شارون توسط پلوتون. آنها زمانی رخ می دهند که گره صعودی یا نزولی مدار شارون بین پلوتون و خورشید باشد که تقریباً هر 124 سال یکبار اتفاق می افتد. از آنجایی که دوره مداری شارون کمی کمتر از یک هفته است، خسوف‌ها هر سه روز یکبار تکرار می‌شوند و مجموعه‌ای از این رویدادها در طول پنج سال رخ می‌دهد. این خسوف‌ها ترسیم «نقشه‌های روشنایی» و برآوردهای خوبی از شعاع پلوتون (1150-1200 کیلومتر) را ممکن ساخت.

باری مرکز منظومه پلوتون-چارون در خارج از سطح پلوتون قرار دارد، بنابراین، برخی از ستاره شناسان پلوتون و شارون را یک سیاره دوگانه می دانند (یک منظومه سیاره ای دوگانه - این نوع تعامل در منظومه شمسی، سیارک 617 بسیار نادر است. Patroclus را می توان نسخه کوچکتری از چنین سیستمی در نظر گرفت). این منظومه در میان سایر سیارات جزر و مدی نیز غیرمعمول است: هر دو شارون و پلوتون همیشه در یک طرف مقابل یکدیگر قرار دارند. یعنی در یک طرف پلوتون، رو به روی شارون، شارون به صورت یک جسم بی حرکت قابل مشاهده است و در طرف دیگر سیاره، شارون اصلا قابل مشاهده نیست. ویژگی های طیف نور منعکس شده به این نتیجه می رسد که شارون با یخ آب پوشانده شده است و نه مانند پلوتون با یخ متان-نیتروژن. در سال 2007، مشاهدات رصدخانه جمینی امکان وجود هیدرات‌های آمونیاک و کریستال‌های آب را بر روی شارون فراهم کرد که به نوبه خود حاکی از وجود انجمادها در شارون است.

طبق پیش نویس قطعنامه 5 مجمع عمومی XXVI IAU (2006)، قرار بود شارون (به همراه سرس و شی 2003 UB313) به وضعیت سیاره اختصاص یابد. یادداشت‌های پیش‌نویس قطعنامه نشان می‌داد که پلوتون-چارون سیاره دوگانه در نظر گرفته می‌شود. با این حال، نسخه نهایی قطعنامه حاوی راه حل متفاوتی بود: مفهوم یک سیاره کوتوله معرفی شد. پلوتون، سرس و 2003 UB313 به این کلاس جدید از اجرام اختصاص داده شدند. شارون در میان سیارات کوتوله قرار نگرفت.

هیدرا و نایکس

سطح هیدرا که توسط هنرمند دیده می شود. پلوتون با شارون (راست) و نیکس (نقطه روشن سمت چپ)

نمایش شماتیک منظومه پلوتون. P1 - Hydra، P2 - Nixa

دو قمر پلوتون توسط اخترشناسانی که با تلسکوپ فضایی هابل در 15 می 2005 کار می کردند عکسبرداری شدند و به طور موقت S/2005 P 1 و S/2005 P 2 نامگذاری شدند. در 21 ژوئن 2006، IAU رسما قمرهای جدید را نامگذاری کرد. نیکس (یا پلوتون دوم، درونی این دو قمر) و هیدرا (پلوتون سوم، قمر بیرونی). این دو ماهواره کوچک در مدارهایی هستند که 2-3 برابر دورتر از مدار شارون هستند: هیدرا در فاصله حدود 65000 کیلومتری از پلوتون، Nyx - حدود 50000 کیلومتر قرار دارد. آنها تقریباً در همان صفحه شارون می چرخند و مدارهای تقریباً دایره ای دارند. آنها در رزونانس با شارون 4:1 (هیدرا) و 6:1 (نیکتا) در سرعت زاویه ای متوسط ​​خود در مدار هستند. مشاهدات نیکتا و هیدرا برای تعیین خصوصیات فردی آنها در حال حاضر ادامه دارد. هیدرا گاهی روشن‌تر از نایکس است. این ممکن است نشان دهنده بزرگتر بودن آن باشد یا اینکه قسمت هایی از سطح آن نور خورشید را بهتر منعکس می کند. اندازه هر دو ماهواره از آلبدوی آنها تخمین زده شد. شباهت طیفی ماهواره ها به شارون حاکی از آلبدوی 35 درصدی است. ارزیابی این نتایج نشان می دهد که قطر نیکتا 46 کیلومتر و هیدرا 61 کیلومتر است. حد بالایی برای قطر آنها را می توان با در نظر گرفتن 4% آلبدوی تاریک ترین اجرام در کمربند کویپر، به ترتیب 11 ± 137 کیلومتر و 10 ± 167 کیلومتر تخمین زد. جرم هر یک از ماهواره ها تقریباً 0.3 درصد از جرم شارون و 0.03 درصد از جرم پلوتون است. کشف دو ماهواره کوچک نشان می دهد که پلوتو ممکن است دارای یک سیستم حلقه باشد. برخورد اجسام کوچک می تواند زباله های زیادی ایجاد کند که حلقه ها را تشکیل می دهند. داده های اپتیکی دوربین نقشه برداری پیشرفته در تلسکوپ هابل نشان دهنده عدم وجود حلقه است. اگر سیستم حلقه ای وجود داشته باشد، یا ناچیز است، مانند حلقه های مشتری، یا فقط حدود 1000 کیلومتر عرض دارد.

کمربند کویپر

نمودار اجرام شناخته شده در کمربند کویپر و چهار سیاره بیرونی منظومه شمسی

منشا پلوتون و ویژگی های آن مدت هاست که یک راز بوده است. در سال 1936، ریموند لیتلتون، ستاره شناس انگلیسی، این فرضیه را مطرح کرد که این یک ماهواره "فرار شده" از نپتون است که توسط بزرگترین قمر نپتون، تریتون، از مدار خارج شده است. این فرض به شدت مورد انتقاد قرار گرفته است: همانطور که در بالا ذکر شد، پلوتون هرگز به نپتون نزدیک نمی شود. از سال 1992، اخترشناسان شروع به کشف بیشتر و بیشتر اجرام یخی کوچک فراتر از مدار نپتون کردند، که نه تنها از نظر مدار، بلکه از نظر اندازه و ترکیب مشابه پلوتون بودند. این بخش از منظومه شمسی بیرونی به افتخار جرارد کویپر، یکی از اخترشناسانی که با تأمل در ماهیت اجرام فرا نپتونی، پیشنهاد کرد که این منطقه منبع دنباله دارهای کوتاه دوره است، نامگذاری شد. ستاره شناسان اکنون بر این باورند که پلوتون فقط یک جرم بزرگ در کمربند کویپر است. پلوتون دارای تمام ویژگی های اجرام دیگر در کمربند کویپر است، مانند دنباله دارها - باد خورشیدی ذرات غبار یخی را مانند دنباله دارها از سطح پلوتون می پرد. اگر پلوتون به اندازه زمین به خورشید نزدیک بود، یک دنباله دار ایجاد می کرد. اگرچه پلوتون بزرگترین جرم در کمربند کشف شده تا کنون به حساب می آید، قمر نپتون، تریتون، که کمی بزرگتر از پلوتون است، ویژگی های زمین شناسی، جوی، ترکیبی و غیره زیادی با آن به اشتراک می گذارد و به عنوان یک جرم گرفته شده از کمربند در نظر گرفته می شود. اریس، از نظر اندازه با پلوتون، یک جسم کمربند در نظر گرفته نمی شود. به احتمال زیاد متعلق به اجسامی است که دیسک به اصطلاح پراکنده را تشکیل می دهند. تعداد قابل توجهی از اجرام کمربند مانند پلوتون دارای رزونانس مداری 3:2 با نپتون هستند. به چنین اجسامی "پلوتینو" می گویند.

اکتشاف پلوتون AMS

دور بودن پلوتو و جرم کوچک آن، کاوش با فضاپیما را دشوار می کند. وویجر 1 می‌توانست از پلوتون بازدید کند، اما اولویت به پرواز در نزدیکی قمر تیتان زحل داده شد، که منجر به ایجاد مسیری شد که با پرواز نزدیک پلوتو ناسازگار بود. و وویجر 2 اصلا راهی برای نزدیک شدن به پلوتون نداشت. تا دهه آخر قرن بیستم هیچ تلاش جدی برای اکتشاف پلوتون صورت نگرفت. در آگوست 1992، رابرت استل، دانشمند آزمایشگاه پیشرانه جت، با کاشف پلوتو، کلاید تومبا، تماس گرفت و از سیاره او اجازه بازدید خواست. تومبا بعداً به یاد آورد: «به او گفتم خوش آمدید، با این حال، سفر طولانی و سردی در پیش دارید.» علیرغم شتاب دریافتی، ناسا ماموریت 2000 Pluto Kuiper Express به پلوتون و کمربند کویپر را به دلیل افزایش هزینه ها و تاخیرهای تقویت کننده لغو کرد. پس از بحث‌های سیاسی شدید، یک مأموریت اصلاح‌شده به پلوتو، به نام افق‌های جدید، بودجه‌ای را از دولت ایالات متحده در سال 2003 دریافت کرد. ماموریت نیوهورایزنز در 19 ژانویه 2006 با موفقیت پرتاب شد. رئیس این ماموریت، آلن استرن، شایعاتی مبنی بر قرار دادن برخی از خاکسترهای باقی مانده از سوزاندن کلاید تومبا، که در سال 1997 درگذشت، در کشتی قرار داده شده است، تایید کرد. در اوایل سال 2007، فضاپیما یک کمک گرانشی در نزدیکی مشتری انجام داد که به آن شتاب بیشتری داد. نزدیکترین نزدیک شدن دستگاه به پلوتون در 14 جولای 2015 رخ خواهد داد. مشاهدات علمی پلوتون از 5 ماه قبل شروع می شود و حداقل یک ماه پس از ورود ادامه خواهد داشت.

اولین تصویر از پلوتون از نیوهورایزنز

نیوهورایزنز اولین عکس از پلوتون را در اواخر سپتامبر 2006 برای آزمایش دوربین LORRI (تصویرساز شناسایی برد بلند) گرفت. تصاویر گرفته شده از فاصله تقریباً 4.2 میلیارد کیلومتری، توانایی دستگاه را در ردیابی اهداف دور تأیید می کند، که برای مانور در مسیر پلوتون و سایر اجرام در کمربند کویپر مهم است.

در عرشه نیوهورایزنز طیف گسترده ای از تجهیزات علمی، طیف سنجی و ابزار تصویربرداری وجود دارد - هم برای ارتباط از راه دور با زمین و هم برای "کاوش" سطوح پلوتون و شارون به منظور ایجاد نقشه های امدادی. این دستگاه یک مطالعه طیف‌نگاری از سطوح پلوتون و شارون انجام خواهد داد که زمین‌شناسی و مورفولوژی جهانی را مشخص می‌کند، جزئیات سطوح آن‌ها را نقشه‌برداری می‌کند و جو پلوتون را تحلیل می‌کند و عکس‌های دقیقی از سطح می‌گیرد.

کشف قمرهای نایکس و هیدرا می تواند به معنای مشکلات پیش بینی نشده ای برای پرواز باشد. بقایای اجسام کمربند کویپر که با قمرها با سرعت نسبتاً کم مورد نیاز برای پراکنده کردن آنها برخورد می کنند، می تواند حلقه ای از غبار را در اطراف پلوتو ایجاد کند. اگر نیوهورایزنز وارد چنین حلقه ای شود، یا آسیب جدی می بیند و نمی تواند اطلاعات را به زمین منتقل کند یا به طور کلی سقوط می کند. با این حال، وجود چنین حلقه ای فقط یک نظریه است.

پلوتو به عنوان یک سیاره

در صفحات ارسال شده با کاوشگرهای پایونیر 10 و پایونیر 11 در اوایل دهه 1970، هنوز از پلوتون به عنوان یک سیاره در منظومه شمسی نام برده می شود. این صفحات آلومینیومی آنودایز شده که با وسایل نقلیه به اعماق فضا فرستاده می شوند با این امید که توسط نمایندگان تمدن های فرازمینی کشف شوند، باید ایده ای از 9 سیاره منظومه شمسی را به آنها بدهد. وویجر 1 و وویجر 2، که با پیامی مشابه در همان دهه 1970 به راه افتادند، همچنین اطلاعاتی در مورد پلوتون به عنوان نهمین سیاره منظومه شمسی داشتند. جالب اینجاست که شخصیت کارتونی دیزنی پلوتو که برای اولین بار در سال 1930 روی پرده ها ظاهر شد، به نام این سیاره نامگذاری شد.

در سال 1943، گلن سیبورگ بر اساس سنت نامگذاری عناصر تازه کشف شده به نام سیارات تازه کشف شده، عنصر تازه ایجاد شده را پلوتونیوم به نام پلوتون نامید: اورانیوم پس از اورانوس، نپتونیوم به جای نپتون، سریم به نام سیاره کوچک فرضی سرس، و پالادیوم به نام سیاره فرعی. سیاره پالاس

بحث های دهه 2000

اندازه های مقایسه ای بزرگترین TNOها و زمین.
تصاویر اشیاء - پیوند به مقالات.

در سال 2002، Quaoar با قطر تقریباً 1280 کیلومتر - تقریباً نصف قطر پلوتو - کشف شد. در سال 2004، سدنا با حدود بالایی برای قطر 1800 کیلومتر کشف شد، در حالی که قطر پلوتو 2320 کیلومتر است. همانطور که سرس پس از کشف سایر سیارک ها وضعیت خود را به عنوان یک سیاره از دست داد، در نهایت، وضعیت پلوتون نیز باید با توجه به کشف سایر اجرام مشابه در کمربند کویپر تجدید نظر شود.

در 29 جولای 2005، کشف یک شیء جدید فرا نپتونی به نام اریس اعلام شد. تا همین اواخر تصور می شد که تا حدودی بزرگتر از پلوتون باشد. این بزرگترین جرم کشف شده در خارج از مدار نپتون از زمان قمر نپتون تریتون در سال 1846 بود. کاشفان اریس و مطبوعات در ابتدا آن را "سیاره دهم" نامیدند، اگرچه در آن زمان اتفاق نظری در مورد این موضوع وجود نداشت. سایر اعضای جامعه نجومی، کشف اریس را قوی‌ترین استدلال برای طبقه‌بندی مجدد پلوتون به عنوان یک سیاره کوچک می‌دانستند. آخرین ویژگی متمایز پلوتو، قمر بزرگ شارون و جو آن بود. این ویژگی‌ها به احتمال زیاد منحصر به پلوتو نیستند: چندین اجرام فرا نپتونی دیگر قمرهایی دارند، و تجزیه و تحلیل طیفی اریس نشان می‌دهد که ترکیب سطحی مشابه پلوتو است و جوی مشابه را محتمل می‌سازد. اریس همچنین یک ماهواره به نام Dysnomia دارد که در سپتامبر 2005 کشف شد. مدیران موزه‌ها و سیاره‌نماها، از زمان کشف اجرام در کمربند کویپر، گاهی اوقات با حذف پلوتو از مدل سیاره‌ای منظومه شمسی، موقعیت‌های متناقضی ایجاد کرده‌اند. بنابراین، برای مثال، در سیاره‌نمای هیدن، که پس از بازسازی در سال 2000 در نیویورک، در پارک مرکزی غرب افتتاح شد، منظومه شمسی به صورت متشکل از 8 سیاره ارائه شد. این اختلافات بازتاب گسترده ای در مطبوعات داشت.

پلوتون دورترین سیاره است. از نور مرکزی، به طور متوسط ​​39.5 برابر دورتر از زمین ما است. به بیان تصویری، سیاره در حاشیه حوزه خورشید حرکت می کند - در آغوش سرما و تاریکی ابدی. به همین دلیل به نام خدای عالم اموات یعنی پلوتو نامگذاری شد.

با این حال، آیا واقعاً روی پلوتو تاریک است؟

مشخص است که نور به نسبت مجذور فاصله از منبع تابش ضعیف می شود. در نتیجه، در فلک پلوتون، خورشید باید حدود یک و نیم هزار برابر ضعیف‌تر از زمین بتابد. و با این حال، تقریباً 300 برابر روشن‌تر از ماه کامل ما وجود دارد. از پلوتون، خورشید به عنوان یک ستاره بسیار درخشان دیده می شود.

با استفاده از قانون سوم کپلر، می توان محاسبه کرد که پلوتو تقریباً در 250 سال زمینی در مدار دور خورشیدی خود انقلاب می کند. مدار آن با مدار سیارات بزرگ دیگر به دلیل کشیدگی قابل توجه آن متفاوت است: خروج از مرکز به 0.25 می رسد. به همین دلیل، فاصله پلوتو از خورشید بسیار متفاوت است و به طور دوره ای سیاره به داخل مدار نپتون "وارد" می شود.

پدیده مشابهی از 21 ژانویه 1979 تا 15 مارس 1999 رخ داد: سیاره نهم به خورشید (و به زمین) نزدیکتر از هشتمین - نپتون - شد. و در سال 1989 پلوتون به حضیض رسید و در حداقل فاصله از زمین معادل 4.3 میلیارد کیلومتر بود.

علاوه بر این، مشاهده شد که پلوتو، هرچند ناچیز، اما تغییرات کاملاً ریتمیک در روشنایی را تجربه می کند. محققان دوره این تغییرات را با دوره چرخش سیاره حول محور خود تشخیص می دهند. در واحدهای زمینی زمان 6 روز و 9 ساعت و 17 دقیقه است. به راحتی می توان محاسبه کرد که در سال پلوتویی 14220 چنین روزی وجود دارد.

در سال های اخیر، به لطف بهبود روش های رصدی، دانش ما از پلوتون به طور قابل توجهی با حقایق جالب جدید پر شده است. در مارس 1977، ستاره شناسان آمریکایی خطوط طیفی یخ متان را در تابش فروسرخ پلوتو شناسایی کردند. اما سطحی که با یخ یا یخ پوشیده شده است باید نور خورشید را خیلی بهتر از سطحی که با سنگ پوشانده شده است منعکس کند. پس از آن، مجبور شدیم (و برای چندمین بار!) اندازه این سیاره را مورد بازنگری قرار دهیم.

پلوتون نمی تواند بزرگتر از ماه باشد - این نتیجه گیری جدید متخصصان بود. اما چگونه می توان بی نظمی در حرکت اورانوس و نپتون را توضیح داد؟ بدیهی است که حرکت آنها توسط یک جرم آسمانی دیگر که هنوز برای ما ناشناخته است و شاید حتی چندین جرم از این قبیل مختل شده است ...

تاریخ 22 ژوئن 1978 برای همیشه در تاریخ مطالعه پلوتون خواهد ماند. حتی می توان گفت در این روز سیاره دوباره کشف شد. و با این واقعیت شروع شد که ستاره شناس آمریکایی جیمز کریستی خوش شانس بود که یک ماهواره طبیعی در نزدیکی پلوتو به نام شارون کشف کرد.

از مشاهدات زمینی تصفیه شده، شعاع مدار ماهواره نسبت به مرکز جرم منظومه پلوتون-چارون 19460 کیلومتر است (طبق ایستگاه نجومی مداری هابل - 19405 کیلومتر)، یا 17 شعاع از خود پلوتون. اکنون محاسبه ابعاد مطلق هر دو جرم آسمانی ممکن شده است: قطر پلوتون 2244 کیلومتر و قطر شارون 1200 کیلومتر بود. واقعا معلوم شد پلوتون از قمر ما کوچکتر است. سیاره و ماهواره به طور همزمان با حرکت مداری شارون به دور محورهای خود می چرخند و در نتیجه با نیمکره های مشابه روبروی یکدیگر قرار می گیرند. این نتیجه ترمزهای جزر و مدی طولانی مدت است.

بنابراین، در منظومه شمسی، پلوتون دومین سیاره دوگانه و فشرده تر از سیاره دوگانه زمین-ماه است.

اخترشناسان با اندازه گیری زمانی که شارون برای یک چرخش کامل به دور پلوتون می گذراند (6.387217 روز)، توانستند منظومه پلوتون را "وزن" کنند، یعنی جرم کل سیاره و ماهواره آن را تعیین کنند. معلوم شد که برابر با 0.0023 جرم زمین است. بین پلوتون و شارون، این جرم به صورت زیر توزیع می شود: 0.002 و 0.0003 جرم زمین. زمانی که جرم ماهواره به 15 درصد جرم خود سیاره برسد، در منظومه شمسی منحصر به فرد است. قبل از کشف شارون، بیشترین نسبت جرم (ماهواره به سیاره) در منظومه زمین-ماه بود.

با این اندازه ها و جرم ها، میانگین چگالی اجزای منظومه پلوتون باید تقریباً دو برابر آب باشد. در یک کلام، پلوتو و ماهواره آن، مانند بسیاری از اجرام دیگر که در حومه منظومه شمسی حرکت می کنند (به عنوان مثال، ماهواره های سیارات غول پیکر و هسته های دنباله دار)، باید عمدتاً از یخ آب مخلوط با سنگ تشکیل شوند.

در 9 ژوئن 1988، گروهی از ستاره شناسان آمریکایی غیبت یکی از ستارگان توسط پلوتو را مشاهده کردند و جو پلوتون را در این فرآیند کشف کردند. از دو لایه تشکیل شده است: یک لایه مه با ضخامت حدود 45 کیلومتر و یک لایه جو "پاک" با ضخامت حدود 270 کیلومتر. محققان پلوتو بر این باورند که در دمای -230 درجه سانتیگراد که بر سطح سیاره حاکم است، فقط نئون بی اثر است که هنوز می تواند در حالت گاز باقی بماند. بنابراین، پوسته گازی کمیاب پلوتو ممکن است از نئون خالص تشکیل شده باشد. هنگامی که سیاره در دورترین فاصله از خورشید قرار دارد، دما به -260 درجه سانتیگراد کاهش می یابد و همه گازها باید به طور کامل از جو منجمد شوند. پلوتون و قمر آن سردترین اجرام منظومه شمسی هستند.

همانطور که می بینید، اگرچه پلوتو در منطقه تسلط سیارات غول پیکر قرار دارد، اما هیچ شباهتی با آنها ندارد. اما با ماهواره های "یخی" آنها، او اشتراکات زیادی دارد. پس پلوتون زمانی یک قمر بوده است؟ اما چه سیاره ای؟

واقعیت زیر می تواند سرنخی برای این سوال باشد. به ازای هر سه چرخش کامل نپتون به دور خورشید، دو چرخش پلوتون وجود دارد. و این امکان وجود دارد که در گذشته های دور، نپتون علاوه بر تریتون، ماهواره بزرگ دیگری نیز داشته باشد که توانسته آزادی را به دست آورد.

اما چه نیرویی توانست پلوتو را از منظومه نپتون به بیرون پرتاب کند؟ "نظم" در منظومه نپتون ممکن است توسط یک جرم آسمانی عظیم که در آن پرواز می کند، مختل شود. با این حال، رویدادها همچنین می توانند بر اساس "سناریوی" دیگری - بدون دخالت یک بدن مزاحم - توسعه یابند. محاسبات مکانیکی آسمانی نشان داد که نزدیک شدن پلوتو (که در آن زمان هنوز قمر نپتون بود) با تریتون می تواند مدار آن را چنان تغییر دهد که از حوزه گرانش نپتون دور شده و به یک ماهواره مستقل از خورشید، یعنی به یک ماهواره مستقل تبدیل شود. سیاره ...

در آگوست 2006، در مجمع عمومی اتحادیه بین المللی نجوم، تصمیمی برای حذف پلوتو از سیارات اصلی منظومه شمسی گرفته شد.

شما نمی دانید که چه تعداد از مردم وقتی تصمیم گرفتند پلوتون را سیاره ای در منظومه شمسی تلقی نکنند ناراحت شدند. بچه‌هایی که سگ کارتونی مورد علاقه‌شان، پلوتو، ناگهان به نام چه کسی می‌داند نامگذاری شده است. به یاد بیاورید که در اساطیر یونان باستان، این یکی از نام های خدای مرگ است. شیمیدانان و فیزیکدانان هسته ای غمگین شدند که این نام را پلوتونیوم نامیدند - یک عنصر رادیواکتیو که قادر به نابودی تمام بشریت است. و در مورد ستاره شناسان چطور؟ شارلاتان‌های بدبخت ده‌ها سال مردم را فریب داده‌اند و توصیف می‌کنند که این جسم تحقیر شده چقدر بر سرنوشت و شخصیت آنها تأثیر می‌گذارد، و خوب است که مشتریان خشمگین ادعاهای مادی را به آنها ارائه نکنند.

چه زمانی پلوتون به عنوان یک سیاره در نظر گرفته نشد؟

به هر حال، پلوتون در سال 2006 به عنوان یک سیاره در نظر گرفته نشد. ما باید با این موضوع کنار بیاییم و با آگاهی از این واقعیت زندگی کنیم. کار نمی کند؟ خوب، پس بیایید احساسات را فراموش کنیم و سعی کنیم از منظر منطق به موقعیت نگاه کنیم، چیزی که علم همیشه ما را به آن دعوت می کند.

تخریب پلوتون در بیست و ششمین مجمع عمومی انجمن بین المللی نجوم که در پراگ برگزار شد، انجام شد و این تصمیم جنجال و مخالفت های زیادی را به همراه داشت. برخی از دانشمندان می‌خواستند آن را به عنوان یک سیاره حفظ کنند، اما تنها استدلالی که می‌توانستند برای توجیه تمایل خود داشته باشند این بود که "این امر سنت شکنی می‌کند." واقعیت این است که هیچ دلیل علمی وجود ندارد و هرگز وجود نداشته است که پلوتون را سیاره بدانیم. این فقط یکی از اجرام کمربند کویپر است - یک خوشه عظیم از اجرام آسمانی ناهمگن که در فراتر از مدار نپتون قرار دارد. حدود یک تریلیون از آنها وجود دارد، این اشیاء. و همه آنها بلوک های سنگ و یخ هستند، در واقع، مانند پلوتون. این فقط اولین موردی است که ما دیده ایم.

البته در مقایسه با اکثر همسایگانش بسیار بزرگ است، اما بزرگترین شی در کمربند کویپر نیست. این اریس است که اگر از نظر اندازه کمتر از پلوتون باشد، بسیار کوچک است، به طوری که بحث در مورد اینکه کدام یک از آنها بزرگتر است تا به امروز ادامه دارد. اما یک چهارم سنگین تر است. این جرم دو برابر پلوتو از خورشید فاصله دارد. بسیاری از اجرام سماوی مشابه دیگر در منظومه شمسی وجود دارند. اینها Haumea و Makemane و Ceres هستند که در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری قرار دارد. به گفته دانشمندان، در مجموع ممکن است ما حدود صد مرد قوی داشته باشیم. منتظر است که مورد توجه قرار گیرد.

اینجا هیچ فانتزی وجود ندارد. بدون انیماتور، بدون شیمیدان. ستاره شناسان باید به اندازه کافی داشته باشند، اما تعداد کمی از افراد جدی به علایق خود اهمیت می دهند. این دقیقاً دلیل اصلی این است که چرا ما پلوتون را سیاره تلقی نمی کنیم. زیرا با او در تئوری باید آنقدر اجرام آسمانی را به این درجه برسانیم که خود کلمه "سیاره" معنای فعلی خود را از دست بدهد. در همین راستا، در همان سال 2006، ستاره شناسان معیارهای روشنی را برای اجرام مدعی این وضعیت تعریف کردند.

معیارهای یک "سیاره" چیست؟

آنها باید به دور خورشید بچرخند، جاذبه کافی داشته باشند تا خود را به شکل کم و بیش کروی در آورند و تقریباً به طور کامل مدار خود را از اجسام دیگر پاک کنند. پلوتون در آخرین نقطه قطع شده است. جرم آن تنها 0.07 درصد از جرم هر چیزی است که در مسیر دایره ای خود قرار دارد. برای اینکه بفهمید این چقدر ناچیز است، بیایید بگوییم که جرم زمین 1700000 برابر جرم سایر مواد در مدارش است.

زمین، ماه، پلوتون برای مقایسه

باید بگویم که انجمن بین المللی نجوم کاملاً بی عاطفه نبود. دسته جدیدی برای اجرام آسمانی ارائه کرد که تنها دو معیار اول را برآورده می کرد. اکنون آنها سیارات کوتوله هستند. و با احترام به جایگاهی که پلوتون زمانی در جهان بینی و فرهنگ ما داشت، تصمیم گرفته شد که سیارات کوتوله دورتر از نپتون را "پلوتوئید" بنامیم. که البته بسیار شیرین است.

و در همان سالی که ستاره شناسان به این نتیجه رسیدند که پلوتون را دیگر نمی توان یک سیاره نامید، ناسا فضاپیمای New Horizons را به فضا پرتاب کرد که مأموریت آن بازدید از این جرم آسمانی است. در این لحظه، این ایستگاه بین سیاره ای با ارسال اطلاعات ارزشمند زیادی درباره پلوتو و همچنین عکس های زیبا از این سیاره کوتوله به زمین، وظیفه خود را به پایان رسانده است. تنبل نباشید، آنها را آنلاین پیدا کنید.
بیایید امیدوار باشیم که علاقه بشریت به پلوتون به همین جا ختم نشود. بالاخره در راه ما به سوی ستاره ها و کهکشان های دیگر است. قرار نیست برای همیشه در منظومه شمسی بنشینیم.