Pluton

Opis

Planeta karłowata, najjaśniejszy obiekt pasa Kuipera. Został odkryty w 1930 roku

przez amerykańskiego astronoma Clyde'a Tombaugha. Od odkrycia do 24 sierpnia
2006 r. Pluton był uznawany za dziewiątą planetę Układu Słonecznego. Tego dnia
astronomowie na Zgromadzeniu Ogólnym Międzynarodowej Unii Astronomicznej w
Pradze odebrali Plutonowi status planety, co oznacza, że w układzie słonecznym jest
teraz tylko 8 planet. Pluton należy do szerszej grupy obiektów transneptunowych.
Płaszczyzna po której się porusza jest mocno nachylona do płaszczyzny ekliptyki, z
silnie ekscentryczną orbitą, która częściowo przebiega wewnątrz orbity Neptuna.
Pluton posiada trzy obiegające go księżyce, z których jeden, Charon, jest tylko o
połowę mniejszy od niego. Nazwa została zapożyczona od rzymskiego boga Plutona,
zaś jego symbol - złożenie liter P i L - pochodzi od inicjałów Percivala Lowella,
amerykańskiego astronoma.

Odkrycie i nazwanie Plutona

Pluton został odkryty 18 lutego 1930 r. przez amerykańskiego astronoma Clyde'a Tombaugha

pracującego w Lowell Observatory w Arizonie. O istnieniu obiektu dowiedział się przeglądając zdjęcia

zrobione między 23 a 29 stycznia tegoż roku. Po tym jak uzyskał fotograficzne potwierdzenie, 13 marca

wysłał telegraficzną wiadomość do Obserwatorium Harvard College. W późniejszym czasie zdjęcia

jeszcze z 1915 roku potwierdziły istnienie tego obiektu. Jeszcze na długo przed odkryciem samego

Plutona, astronomowie przewidywali istnienie transneptunowego obiektu (Planety X). Postawiono tezę,

że za zaburzenia w ruchu Neptuna odpowiada jakiś inny obiekt. W jego istnienie wierzono na długo

przed jego odkryciem. W sprawie nazewnictwa obiektu pierwszeństwo miał jego odkrywca. Jego

przełożeni poganiali Tombaugha do zaproponowania nazwy, zanim ktoś inny go w tym uprzedzi.

Wkrótce propozycje zaczęły nabiegać niemal z całego świata. Constance Lowell, wdowa po Percivalu

(założycielu obserwatorium, w którym odkryto Plutona), zaproponowała nazwę Zeus. Ostatecznie, w

wyniku impasu w tej sprawie, wdowa Lowell zaproponowała na nazwę swoje pierwsze imię, co spotkało

się z dużą dezaprobatą środowisk astronomicznych. Pewne młode małżeństwo nawet napisało list, w

którym zaproponowało imię swojego nowonarodzonego dziecka. Wśród propozycji dominowały imiona

mitologicznych postaci: Kronos, Minerwa (zaproponowane przez gazetę New York Times) jako jedne z

głównych propozycji. Dalej wymieniano także: Artemis, Atena, Atlas, Kosmos, Hera, Herkules, Ikar,

Idana, Odyn, Pax, Persefona, Perseusz, Prometeusz, Tantal, Wulkan, Zymal i wiele innych. Wiele z tych

mitologicznych postaci zostało zarezerwowanych dla numeracji asteroid. W końcu obiekt nazwano od

rzymskiego boga Plutona, a oznaczono go symbolem P-L na cześć Percivala Lowella, który wyliczył dwa

możliwe położenia tego obiektu obserwując ruch Neptuna. Pomysłodawczynią tego nazewnictwa była

11-letnia wówczas Venetia Burney mieszkająca w Oxfordzie. Swoja nazwę tłumaczyła tym, że skoro

znajduje się on bardzo daleko i panuje tam bardzo duży mróz, to niech przyjmie imię od rzymskiego

boga zaświatów - Plutona. Profesor Herbert Hall Turner poinformował o pomyśle swych znajomych z

amerykańskiego obserwatorium, którzy jednomyślnie przyjęli nazwę. Oficjalnie została ona

zaakceptowana i ogłoszona 1 maja 1930. 24 sierpnia 2006 r. decyzją Międzynarodowej Unii

Astronomicznej podjętą w Pradze Pluton został zdegradowany do statusu planety karłowatej.

Jednocześnie Unia podjęła decyzję o uznaniu Plutona za prototyp nowej kategorii obiektów

transneptunowych. Decyzja wzbudziła wiele kontrowersji wśród astronomów przyzwyczajonych do

dawnej nomenklatury. Dwa tygodnie później Centrum Małych Planet na Harvardzie, które spisuje

drobne obiekty Układu Słonecznego, nadało Plutonowi numer 134340 w swoim katalogu, ignorując

głosy aby uhonorować byłą planetę okrągłym numerem (200000 lub 0)

Masa i rozmiar

Pluton został zaliczony do planet karłowatych ponieważ nie spełnia założeń nowej definicji planety,

co związane jest m.in. z jego masą. Masywniejsze od niego są nawet niektóre satelity innych planet:
Kallisto, Ganimedes, Europa, Tytan, Tryton i Księżyc. Z drugiej strony Pluton jest znacznie większy od
typowych obiektów transneptunowych i innych planetoid. Do 31 lipca 2005, kiedy to świat
dowiedział się o istnieniu 136199 Eris, był największym znanym obiektem transneptunowym.
Rozmiar i masę Plutona próbowano wielokrotnie wyznaczyć za pomocą ziemskich obserwacji.
Odkrycie w 1978 jego satelity Charona umożliwiło łatwe wyznaczenie masy tych dwóch
grawitacyjnie związanych ciał dzięki (sprecyzowanemu przez Newtona) III prawu Keplera. W
ostatecznym ustaleniu rozmiarów Plutona bardzo pomogło obserwowane przez ziemskie teleskopy
zakrycie tarczy Plutona przez jego satelitę. Uważa się, że Pluton zbudowany jest głównie z lodu i
niewielkich ilości skał oraz metalu. Przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni Plutona równe jest
0,58 m/s², czyli 0,059 przyspieszenia ziemskiego. Prędkość ucieczki z jego powierzchni to zaledwie
1,2 km/s.

Ekscentryczność orbity

Pluton obiega Słońce w tym samym kierunku co planety, ale obraca się przeciwnie niż

one (z wyjątkiem Wenus i Urana). Średnia odległość Plutona od Słońca wynosi 39,5 j.a.

(5,9 × 109 km), jednak silnie ekscentryczna orbita o mimośrodzie 0,248 sprawia, że

podczas największego zbliżenia znajduje się on w odległości 29,7 j.a. od gwiazdy, czyli

bliżej niż Neptun. Ostatnie takie zbliżenie miało miejsce od 7 lutego 1979 do 11 lutego

1999. Wynikać może stąd przekonanie, że orbity Neptuna i Plutona przecinają się,

jednak jest ono błędne, jako że opiera się na wyobrażeniu ruchu tych ciał w jednej

płaszczyźnie. W rzeczywistości orbita Plutona jest nachylona 17° do ekliptyki. Pozostaje

on z Neptunem w rezonansie orbitalnym 3:2, co oznacza że na 2 obiegi Plutona

przypadają 3 Neptuna. Prędkość obiegu planety podlega bardzo dużym wahaniom: w

czasie gdy znajduje się on najbliżej Słońca (peryhelium), jest prawie dwa razy większa

niż w aphelium. Rozmiar obiektu i jego charakterystyczna orbita powodowały wiele

dyskusji na temat wykreślenia Plutona z listy planet. Z kinematycznego i najpewniej

genetycznego punktu widzenia Pluton należy do szerszej grupy obiektów

transneptunowych, zwanych plutonkami. Informacja z 31 lipca 2005 o odkryciu ciała

odleglejszego i większego od Plutona, osłabia jego pozycję jako planety. Na mocy

uchwały przyjętej 24 sierpnia 2006 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna uznała

Plutona za planetę karłowatą. Charakterystyka orbity Plutona i jego wsteczny obrót

oraz wsteczny obieg największego satelity Neptuna, Trytona, skłoniły astronomów do

wysunięcia pewnej katastroficznej hipotezy. Według niej w odległej przeszłości jakiś

masywny obiekt mijający Neptuna wyrwał ze strefy przyciągania tej planety Plutona,

który przedtem miał być księżycem Neptuna. W tym samym zdarzeniu orbita Trytona

miałaby ulec dramatycznej zmianie. Obecnie jednak, po odkryciu wielu obiektów pasa

Kuipera, ta hipoteza straciła na wartości. Orbita Plutona jest bowiem naturalna dla

obiektu pasa Kuipera. Sam Tryton jest prawdopodobnie przechwyconym przez

grawitację Neptuna byłym obiektem tego pasa.

Atmosfera

Pluton posiada atmosferę o ciekawych właściwościach. Uwidacznia się ona tym bardziej im znajduje

się bliżej peryhelium; będąc bliżej Słońca bardziej poddaje się jego energii, dzięki której znajdujący
się na powierzchni lód azotowo- metanowy sublimuje do postaci gazowej (przy temp.-170°C),
będącej głównym składnikiem jego rzadkiej atmosfery. Zaś panująca na dalszych odległościach
niższa temperatura(-230 do -220°C) powoduje zamrożenie składników atmosfery do ciała stałego.
Sugeruje się, że Pluton może uczestniczyć w aktywnej cyrkulacji atmosfery ze swoim księżycem
Charonem. O istnieniu rzadkiej atmosfery, przekonało w 1988 obserwowane z Ziemi zakrycie przez
Plutona jasnej gwiazdy. Kiedy planeta lub inny obiekt (Np. planetoida) nie posiadający atmosfery
zaczyna zakrywać gwiazdę, to staje się ona zupełnie niewidoczna. Jednak w przypadku Plutona,
gwiazda "ciemniała" powoli, co świadczyło o istnieniu na tej planecie atmosfery. Na podstawie
stopnia zaćmienia gwiazdy ustalono ciśnienie atmosfery na 0,15 paskala. Kolejne pomiary atmosfery
Plutona przeprowadzono w 2003, podczas kolejnego tranzytu planety na tle jasnej gwiazdy. O dziwo,
badania wówczas wykazały większe ciśnienie w atmosferze (0,3 Pa), mimo że planeta znajdowała
się dalej od Słońca. Sugeruje się, że może to być wywołane dotarciem światła do południowego
bieguna planety (który wcześniej przez 120 lat tkwił w ciemnościach) i sublimacją znajdującego się
na tamtejszej powierzchni azotu.

Satelity Plutona

Pluton posiada trzy naturalne satelity. Największy z nich, Charon, po raz pierwszy został

zaobserwowany w 1978 roku. Jego odkrywcą był James Christy. Jest on stosunkowo dużych

rozmiarów, przez co układ Pluton-Charon bywa nazywany planetą podwójną. Charakterystyczną

cechą tego układu jest to, że ciała te wirują wokół wspólnego środka masy znajdującego się ponad

powierzchnią planety. Dlatego nie wszyscy twierdzą, że Charon jest księżycem Plutona, a raczej

widzą w nich układ podwójny bez określania planety i jej księżyca. Pluton i jego satelita tworzą układ

podwójnie synchroniczny, co oznacza, że są wobec siebie stale zwrócone tą samą stroną. Odkrycie

Charona miało przełomowe znaczenie dla wyznaczenia masy samego Plutona. Uwzględniając okres

orbitalny satelity, oraz korzystając z III prawa Keplera udało się wyznaczyć masę na ok. 0,2% masy

ziemskiej. Masa ta okazała się znacznie mniejszą od najmniejszej przypuszczalnej masy tej planety.

Innym następstwem jego odkrycia była wyznaczenie średnicy i rozmiarów Plutona. Pierwotnie

zakładano, że planeta jest większa od Merkurego, ale mniejsza od Marsa, na co wskazywały

wizualne obserwacje. Jednak dopiero później okazało się, że wszystkie obliczenia dotyczą dwóch

obiektów, co automatycznie zmniejszyło domniemane rozmiary planety karłowatej. Obecnie, dzięki

zaawansowanej aparaturze, jesteśmy w stanie dokładnie wyznaczyć wielkość i masę tak Plutona, jak

i jego satelity. Współczesne informacje pokrywają się z danymi wynikającymi z III prawa Keplera. O

istnieniu Charona przekonały obserwacje Plutona i badania jego albedo. Regularne zwiększająca się i

malejąca jasność wysunęły podejrzenia o krążącym wokół niego innym obiekcie. Podzielone są

zdania na temat pochodzenia Charona. Niektórzy wysnuwają teorie, że mógł on być niegdyś

(podobnie jak sam Pluton) satelitą Neptuna, który wyrwał się z jego pola grawitacyjnego i osiadł na

orbicie wokółsłonecznej o właściwościach zbliżonych do orbity Plutona. Następnie w wyniku różnic

rozmiarów i prędkości oba obiekty zbliżały się do siebie, aż wreszcie związały się ze sobą

grawitacyjnie tworząc znany dzisiaj układ. Inna teoria zakłada, że mógł on być przechwyconym

przez Plutona obiektem transneptunowym. Pewne jest, że przez chociaż krótki czas swojego

istnienia Charon bezpośrednio obiegał Słońce. Pluton i jego satelita wykazują podobieństwa

geologiczne z Trytonem - największym księżycem Neptuna, który w swojej przeszłości również

najprawdopodobniej orbitował wokół Słońca jako obiekt transneptunowy. 31 października 2005 roku

ogłoszono o odkryciu dwóch kolejnych niewielkich księżyców Plutona. Zostały one zaobserwowane

na zdjęciach wykonanych przez teleskop Hubble'a w dniach 15 maja i 18 maja 2005. Księżyce

otrzymały nazwy Hydra i Nix. Okrążają one Plutona odpowiednio w odległości około 64.700 km

(Hydra) i 49.400 km (Nix) w tej samej płaszczyźnie co Charon. Średnicę księżyców szacuje się na

100 do 160 km. Obserwowana wielkość gwiazdowa wynosi 23m i jest 5000 razy mniejsza od

Plutona. W dniu 15 lutego 2006 zespół astronomów pod kierownictwem Hal Weavera oraz Alana

Sterna przeprowadził dalsze obserwacje nowoodkrytych księżyców przy użyciu teleskopu Hubble'a.

Dalsze obserwacje przy użyciu teleskopu Hubble'a zostały przeprowadzone 3 marca.

Pluton - planeta czy nie?

Z początkiem ostatniej dekady ubiegłego stulecia odkrywano coraz więcej obiektów

transneptunowych. Pierwszym takim obiektem, po Plutonie i jego satelicie, jest (15760) 1992

QB1. Liczba znanych plutonków wzrasta z każdym rokiem. Tempo odkrywania tych obiektów

stawiało pytanie: czy Pluton jest najmniejszą planetą, czy największym transneptunem? Kolejne

obserwacje dowodziły istnieniu wielu obiektów, jednak za każdym razem były to ciała

wielokrotnie mniejsze od Plutona, co utwierdzało jego pozycję. Największa znana wówczas

planetoida - 1 Ceres - ma średnicę 950 km. Przełom nastąpił w 2002 - wtedy to odkryto 50000

Quaoar ze 1.240 km średnicą, stanowiącą ponad połowę średnicy Plutona. Inne ważne odkrycie -

90482 Orcus, ze średnicą większą od Quaoara podało w wyraźną wątpliwość rangę dziewiątej

planety. W 2004 odkryto kolejny obiekt, o niebywałych rozmiarach, bardzo odległy od naszej

gwiazdy. 90377 Sedna, bo tak go później nazwano, posiada średnicę 1800 km. Wszystkie te

obiekty swoimi rozmiarami dorównywały Plutonowi i znacznie osłabiały jego pozycję.

Zdecydowanie największe znaczenie dla klasyfikacji planet miało odkrycie z 29 lipca 2005, kiedy

to ogłoszono istnienie obiektu 2003UB313 nazwanego później 136199 Eris. Na podstawie jego

albedo natychmiastowo określono jego rozmiar na większy od Plutona. To zaś z jednej strony

spowodowało, że niektórzy włączyli go w poczet planet, inni zaś na podstawie jego rozmiaru

zdegradowali Plutona do obiektu pasa Kuipera. Jest to największe zaobserwowane ciało Układu

Słonecznego od odkrycia Neptuna w 1846. Jednak cechą Plutona odróżniającą go od innych

transneptunów są jego księżyce i atmosfera. Bo co prawda, wiele tych oddalonych obiektów (z

wyjątkiem Sedny) posiada swoje satelity, jednak zawsze są to ciała znacznie mniejsze. Wstępne

badania wykazują podobieństwo geologiczne nowo odkrytego obiektu z (formalnie) ostatnią

planetą. Ten precedens stawia pytanie o definicję planety. W XIX w. każdą odkrytą asteroidę (1

Ceres, 2 Pallas, 3 Juno oraz 4 Westa) ówcześni ludzie automatycznie uznawali za planetę,

głównie za sprawą braku możliwości dokładnego pomiaru wielkości obiektu). To samo tyczyło się

asteroidy 5 Astraea odkrytej w 1845 (na rok przed odkryciem Neptuna), którą również

potraktowano jako planetę. Jednak w kolejnych latach odkrywanie coraz większej ilości asteroid

(krążących między orbitami Ziemi i Jowisza) spowodowało, że określanie ich planetami stało się

nieaktualne i błędne. Owe obiekty po prostu przypisano do szerszego grona pasa planetoid.

Charon – księżyc Plutona

Charon (Pluton I) – naturalny satelita Plutona, odkryty 22 czerwca 1978 r. przez

Jamesa Christy'ego. Nowo odkryty księżyc otrzymał początkowo tymczasowe
oznaczenie S/1978 P1. W 1985 r. Międzynarodowa Unia Astronomiczna zatwierdziła
nadane mu przez odkrywcę imię mitologicznego przewoźnika dusz – Charona. Christy
zmienił jednak jego wymowę – w języku angielskim początkowe 'Ch' brzmi tak, jak w
imieniu żony astronoma – Charlene. Charon obiega Plutona po niemal kołowej orbicie
o promieniu ok. 19 600 km. Jedno okrążenie trwa 6d9h17min – tyle samo, co okres
rotacji tej planety karłowatej, dlatego obydwa ciała są stale zwrócone do siebie tymi
samymi stronami. Średnica Charona (1 207 km) jest tylko dwa razy mniejsza od
Plutona, a jego masa jest siedem razy mniejsza. Te stosunkowo niewielkie różnice
sprawiają, że Pluton i Charon są czasami nazywane podwójną planetą karłowatą. Ze
względu na małe rozmiary i dużą odległość od Słońca, niewiele wiadomo na temat
budowy i składu chemicznego Charona. Przypuszcza się, że jest on pokryty warstwą
lodu wodnego o temperaturze ok. -220°C. Wiosną 1996 r. za pomocą Teleskopu
Hubble'a udało się wykonać zdjęcia, na których można rozróżnić pewne szczegóły
powierzchni obydwu ciał. Więcej szczegółów dotyczących tego księżyca poznamy,
gdy do układu Plutona dotrze sonda New Horizons.

KONIEC