Wikiprojekt:Tłumaczenie artykułów/Pluton

(134340) Pluton
Ilustracja
Computer-generated map of Pluto from Hubble images, synthesised true colour[a] and among the highest resolutions possible with current technology
Odkrywca

Clyde W. Tombaugh

Data odkrycia

18 luty 1930

Numer kolejny

134340

Charakterystyka fizyczna
Masa

(1.305 ± 0.007)×1022 kg[1]
0.00218 Earths
0.178 Moons kg

Albedo

0.49–0.66 (geometric, varies by 35%)[2][3]

Średnia temperatura powierzchni

yes K

Pluton - (oznaczenie oficjalne: (134340) Pluton) planeta karłowata, plutoid, najjaśniejszy obiekt pasa Kuipera, należy do szerszej grupy obiektów transneptunowych. Był pierwszym odkrytym obiektem w Pasie Kuipera.

Został odkryty w 1930 roku przez amerykańskiego astronoma Clyde’a Tombaugha i od czasu odkrycia do 2006 roku Pluton oficjalnie był uznawany za dziewiątą planetę Układu Słonecznego. Po 1992 roku w związku z odkryciem kilku obiektów podobnej wielkości w Pasie Kupiera definicja planety została kwestionowana. W 2005 r. została odkryta kolejna planeta karłowata (136199) Eris, w dysku rozproszonym, która jest 27% masywniejsza niż Pluton. 24 sierpnia 2006 roku decyzją Międzynarodowej Unii Astronomicznej, zmieniono definicję planety, w wyniku czego Pluton został zaliczony do nowoutworzonej klasy obiektów – planet karłowatych[12]Pluton jest największą i drugą najbardziej masywną znaną planetą karłowatą w Układzie Słonecznym oraz dziewiątym co do wielkości i dziesiątym najbardziej masywnym znanym obiektem bezpośrednio orbitującym Słońce. Pod względem objętości jest to największy znany obiekt trans-neptunowy, ale jest mniej masywny niż Eris. Podobnie jak inne obiekty w pasie Kuipera, Pluton składa się przede wszystkim z lodu i skał i jest stosunkowo mały - ma około jednej szóstej masy Księżyca i jedną trzecią jego objętości. Ma umiarkowanie mimośrodową i nachyloną orbitę, podczas której jego odległość od Słońca waha się od 30 do 49 jednostek astronomicznych (4,4-7,4 miliarda km). Oznacza to, że Pluton okresowo jest bliżej Słońca niż Neptun, stabilny rezonans orbitalny zapobiega kolizji z Neptunem. Światło słoneczne potrzebuje około 5,5 godziny, aby dotrzeć do Plutona znajdującego się w średniej odległości (39.5 AU).

Pluton ma pięć znanych księżyców: Charon (największy, o średnicy niewiele większej od Plutona), Styx, Nix, Kerberos, and Hydra. Pluton i Charon są czasami uważane za system podwójny, ponieważ barycentrum ich orbit nie leży w żadnym ciele.

14 lipca 2015 r. sonda New Horizons była pierwszym statkiem kosmicznym, który przeleciał obok Plutona. Podczas krótkiego przelotu New Horizons dokonała pomiarów i obserwacji Plutona i jego księżyców. We wrześniu 2016 r. Astronomowie ogłosili, że czerwonawo-brązowa czapa północnego bieguna Charona składa się z tholin, makrocząsteczek organicznych, które mogą być składnikami do pojawienia się życia i produkowanych z metanu, azotu i innych gazów uwalnianych z atmosfery Plutona i przekazywanych na orbitujący w odległosci około 19 000 km księżyc.

Historia

Odkrycie

Clyde Tombaugh, w Kansas

W latach czterdziestych XIX wieku Urbain Le Verrier użył mechaniki newtonowskiej do przewidywania położenia nieodkrytej planety Neptuna po analizie perturbacji orbity Urana[13]. Późniejsze obserwacje Neptuna pod koniec XIX wieku skłoniły astronomów do spekulacji, że orbita Urana została zakłócona przez inną planetę oprócz Neptuna.W 1906 r. Percival Lowell - bogaty bostończyk, który założył Lowell Observatory we Flagstaff w Arizonie w 1894 r. - rozpoczął szeroko zakrojony projekt w poszukiwaniu możliwej dziewiątej planety, którą nazwał "planetą X".[14]. Do 1909 roku Lowell i William H. Pickering zasugerowali kilka możliwych współrzędnych niebieskich dla takiej planety[15]. Lowell i jego obserwatorium przeprowadzali poszukiwania aż do jego śmierci w 1916 roku, ale bezskutecznie. Lowell i jego badacze zdobyli dwa niewyraźne obrazy Plutona w dniu 19 marca i 7 kwietnia 1915 roku, ale nie zostały one uznane za obrazy planety[15][16]. Istnieje czternaście innych znanych wstępnych obserwacji, a najstarsze z nich pochodzi z Obserwatorium Yerkesa z 20 sierpnia 1909 r[17].

Wdowa po Percivalu, Constance Lowell, rozpoczęła dziesięcioletnią batalię prawniczą z Obserwatorium Lowella o spuściznę jej męża, a poszukiwanie Planety X rozpoczęło się dopiero w 1929 r..[18] Vesto Melvin Slipher, dyrektor obserwatorium, dał zadanie zlokalizowania Planet X dwudziestotrzyletniemu Clyde Tombaugh, który właśnie przybył do obserwatorium po tym, jak Slipher był pod wrażeniem próbki jego astronomicznego rysunku[18].

Zadaniem Tombaugh było systematyczne obrazowanie nocnego nieba w parach fotografii, a następnie sprawdzenie każdej pary i ustalenie, czy jakiekolwiek obiekty zmieniły swoją pozycję. Używając komparatora i porównując mrugnięcia, szybko przesunął się w przód i w tył pomiędzy widokami każdej z płytek, aby stworzyć iluzję ruchu dowolnych obiektów, które zmieniły położenie lub wygląd na fotografiach. 8 lutego 1930 roku, po prawie roku poszukiwań, Tombaugh odkrył możliwy obiekt poruszający się na płytach fotograficznych wykonanych w dniach 23 i 29 stycznia. Mniejsza jakość zdjęcia wykonanego 21 stycznia pomogła potwierdzić ruch[19]. Po tym, jak obserwatorium uzyskało kolejne zdjęcia potwierdzające, wiadomość o odkryciu została przekazana Harvard College Observatory 13 marca 1930 r.[15]

Nazwa

Odkrycie trafiło na pierwsze strony gazet na całym świecie[20]. Obserwatorium Lowella, mające prawo wyboru nazwy nowego obiektu, otrzymało ponad 1000 propozycji z całego świata, od Atlasa po Zymala[21]. Tombaugh nalegał, by Slipher zasugerował nazwę nowego obiektu szybko, zanim zrobi to ktoś inny[21]. Constance Lowell zaproponowała "Zeus", następnie "Percival" i wreszcie "Constance". Propozycje te zostały zignorowane[22].

Nazwa Pluton została zaproponowana przez jedenastoletnią uczennicę z Oxfordu Venetię Burney interesującą się mitologią klasyczną[23]. Zasugerowała to podczas rozmowy z jej dziadkiem Falconer Madan, byłym bibliotekarzem w Bibliotece Bodlejańskiej Uniwersytetu Oksfordzkiego, który przekazał tę nazwę profesorowi astronomii Hubertowi Turnerowi, który przekazał ją kolegom w Stanach Zjednoczonych[23].

Każdy członek Obserwatorium Lowella mógł głosować na krótkiej liście trzech potencjalnych nazw: Minerva (która już była nazwą asteroidy), Cronus (który utracił reputację dzięki propozycjom niepopularnego astronoma Thomasa Jeffersona Jacksona), i Plutona. Pluto otrzymał każdy głos[24]. Nazwa została oficjalnie ogłoszona 1 maja 1930 roku[23][25]. Po ogłoszeniu Madan dał Venetii 5 funtów (ok. 316 GBP w 2021[i]) jako nagrodę[23].

Ostatecznemu wyborowi imienia częściowo pomógł fakt, że dwie pierwsze litery „Plutona” są inicjałami Percivala Lowella. Następnie stworzono symbol astronomiczny Plutona .[26]. Astrologiczny symbol Plutona przypomina Neptuna ( ), ale w miejscu trójzębu ma bolec ( ).

wkrótce nazwa przyjęła się w szerszej kulturrze. W 1930 r. Walt Disney przedstawił Myszce Miki psiego towarzysza o imieniu Ppsa Pluto, chociaż animator Walt Disney Company Ben Sharpsteen nie mógł potwierdzić, dlaczego podano nazwę[27]. W 1941 Glenn T. Seaborg nazwał nowo utworzony pierwiastek pluton , zgodnie z tradycją nazywania pierwiastków nazwami nowo odkrytych planet, po uranium , który został nazwany na cześć Urana i neptunium, który został nazwany na cześć Neptuna[28].

Most languages use the name "Pluto" in various transliterations.[j] In Japanese, Houei Nojiri suggested the translation Szablon:Nihongo3, and this was borrowed into Chinese, Korean, and Vietnamese (which instead uses "Sao Diêm Vương", which was derived from the Chinese term 閻王 (Yánwáng), as "minh" is a homophone for the Sino-Vietnamese words for "dark" (冥) and "bright" (明))[29][30][31]. Some Indian languages use the name Pluto, but others, such as Hindi, use the name of Yama, the God of Death in Hindu and Buddhist mythology[30]. Polynesian languages also tend to use the indigenous god of the underworld, as in Māori Whiro[30].

Obalenie teorii planety X

Po znalezieniu Plutona jego słabość i brak usuwalnego dysku podważają teorię Lovella, że był on Planetą X krążącą za orbitą Neptuna[14]. w xx dokonano rewizji szacunkowej masy Plutona[32].

Mass estimates for Pluto
rokmasaSzacujący
19157 mas ZiemiLowell (prediction for Planet X)[14]
19311 masa ZiemiNicholson & Mayall[33][34][35]
19480.1 (1/10) masy ZiemiKuiper[36]
19760.01 (1/100) masy ZiemiCruikshank, Pilcher, & Morrison[37]
19780.0015 (1/650) masy ZiemiChristy & Harrington[38]
20060.00218 (1/459) masy ZiemiBuie et al.[39]

Astronomowie początkowo obliczali masę planety na podstawie przypuszczalnego wpływu na Neptuna i Urana. W 1931 r. masę planety obliczono jako mniej więcej masę Ziemi, a dalsze obliczenia z 1948 r. sprowadzają masę do mniej więcej masy Marsa[34][36]. W 1976 r. Dale Cruikshank, Carl Pilcher i David Morrison z University of Hawaii po raz pierwszy obliczyli masę Plutona, stwierdzając, że pasuje ona do lodu metanowego; oznaczało to, że Pluton musiał być wyjątkowo jasny ze względu na swoje rozmiary, a zatem nie mógł być większy niż 1% masy Ziemi.[37] (Pluto's albedo is 1.4–1.9 times that of Earth[3].)

W 1978 roku odkrycie księżyca Plutona Charona po raz pierwszy pozwoliło zmierzyć masę Plutona: wynosiła ona około 0,2% masy Ziemi i była zdecydowanie zbyt mała, aby tłumaczyć rozbieżności w orbicie Urana. Kolejne poszukiwania alternatywnej Planety X, w szczególności przez Roberta Suttona Harringtona[40], zakończyły się niepowodzeniem. W 1992 r. Myles Standish wykorzystał dane z sondy [[[Voyager 2]] przelatującej koło Neptuna w 1989 r. zrewidował szacunki masy Neptuna o 0,5% - ilość porównywalną z masą Marsa - aby ponownie obliczyć jego działanie grawitacyjne na Urana. Po dodaniu nowych liczb zniknęły rozbieżności, a wraz z nimi potrzeba odkrycia Planety X[41]. Dzisiaj większość naukowców zgadza się, że Planeta X, którą zdefinował Lowell, nie istnieje[42]. W 1915 Lowell dokonał prognozy orbity i pozycji planety X, która była dość zbliżona do faktycznej orbity Plutona i jej pozycji w tym czasie; Ernest W. Brown stwierdził wkrótce po odkryciu Plutona, że ​​był to zbieg okoliczności[43], a view still held today[41].

klasyfikacja

Szablon:FurtherSzablon:TNO imagemap

Od 1992 roku odkryto wiele ciał na orbicie w tej samej objętości co Pluton, co dowodzi, że Pluton należy do populacji obiektów Pasa Kuipera. To sprawiło, że jego oficjalny status jako kontrowersyjnej planety wzbudził wiele pytań, czy Pluton powinien być rozpatrywany razem z otaczającymi go obiektami, czy też osobno. Dyrektorzy muzeum i planetarium sporadycznie tworzyli kontrowersje, pomijając Plutona w planetarnych modelach Układu Słonecznego. Planetarium Haydena zostało ponownie otwarte - w lutym 2000 r., Po renowacji - z modelem tylko ośmiu planet, które trafiły na pierwsze strony gazet prawie rok później[44].

Ponieważ w regionie odkryto obiekty coraz bardziej zbliżone do Plutona, argumentowano, że Plutona należy przeklasyfikować jako jeden z obiektów pasa Kuipera, podobnie jak Ceres, Pallas, Juno i Vesta stracili status planety po odkryciu wielu innych planetoid . 29 lipca 2005 r. Astronomowie z Caltech ogłosili odkrycie nowego trans-neptunowego obiektu Eris, który był znacznie masywniejszy od Plutona i najbardziej masywnego obiektu odkrytego w Układzie Słonecznym od czasów Trytona w 1846 r. Jego odkrywcy i prasa początkowo nazwał ją dziesiątą planetą, chociaż w tamtym czasie nie było oficjalnego konsensusu, czy nazwać ją planetą[45]. Inni członkowie społeczności astronomicznej uważali to odkrycie za najsilniejszy argument przemawiający za przeklasyfikowaniem Plutona na planetę karłowatą[46].

klasyfikacja IAU

 Osobny artykuł: IAU definition of planet.

W sierpniu 2006 r odbyła się debata. Rezolucja Międzynarodowej Unii Astronomicznej (IAU), stworzyła oficjalną definicję terminu „planeta”. Zgodnie z rezolucją istnieją trzy warunki, aby obiekt w Układzie Słonecznym był uważany za planetę:

  1. Obiekt musi znajdować się na orbicie wokół Słońca.
  2. Obiekt musi być wystarczająco masywny, aby mógł zostać zaokrąglony przez własną grawitację.Jego grawitacja powinna przyciągnąć go do kształtu określonego przez równowagę hydrostatyczną.
  3. Musi mieć oczyścić swoją orbitę [47][48].

Pluto fails to meet the third condition. Its mass is substantially less than the combined mass of the other objects in its orbit: 0.07 times, in contrast to Earth, which is 1.7 million times the remaining mass in its orbit[46][48]. The IAU further decided that bodies that, like Pluto, meet criteria 1 and 2, but do not meet criterion 3 would be called dwarf planets. In September 2006, the IAU included Pluto, and Eris and its moon Dysnomia, in their Minor Planet Catalogue, giving them the official minor planet designations "(134340) Pluto", "(136199) Eris", and "(136199) Eris I Dysnomia"[49]. Had Pluto been included upon its discovery in 1930, it would have likely been designated 1164, following 1163 Saga, which was discovered a month earlier[50].

There has been some resistance within the astronomical community toward the reclassification[51][52][53]. Alan Stern, principal investigator with NASA's New Horizons mission to Pluto, derided the IAU resolution, stating that "the definition stinks, for technical reasons"[54]. Stern contended that, by the terms of the new definition, Earth, Mars, Jupiter, and Neptune, all of which share their orbits with asteroids, would be excluded[55]. He argued that all big spherical moons, including the Moon, should likewise be considered planets[56]. He also stated that because less than five percent of astronomers voted for it, the decision was not representative of the entire astronomical community[55]. Marc W. Buie, then at the Lowell Observatory petitioned against the definition[57]. Others have supported the IAU. Mike Brown, the astronomer who discovered Eris, said "through this whole crazy circus-like procedure, somehow the right answer was stumbled on. It's been a long time coming. Science is self-correcting eventually, even when strong emotions are involved."[58]

Public reception to the IAU decision was mixed. Many accepted the reclassification, but some sought to overturn the decision with online petitions urging the IAU to consider reinstatement. A resolution introduced by some members of the California State Assembly facetiously called the IAU decision a "scientific heresy"[59]. The New Mexico House of Representatives passed a resolution in honor of Tombaugh, a longtime resident of that state, that declared that Pluto will always be considered a planet while in New Mexican skies and that March 13, 2007, was Pluto Planet Day[60][61]. The Illinois Senate passed a similar resolution in 2009, on the basis that Clyde Tombaugh, the discoverer of Pluto, was born in Illinois. The resolution asserted that Pluto was "unfairly downgraded to a 'dwarf' planet" by the IAU."[62] Some members of the public have also rejected the change, citing the disagreement within the scientific community on the issue, or for sentimental reasons, maintaining that they have always known Pluto as a planet and will continue to do so regardless of the IAU decision[63].

In 2006, in its 17th annual words-of-the-year vote, the American Dialect Society voted plutoed as the word of the year. To "pluto" is to "demote or devalue someone or something"[64].

Researchers on both sides of the debate gathered in August 2008, at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory for a conference that included back-to-back talks on the current IAU definition of a planet[65]. Entitled "The Great Planet Debate"[66], the conference published a post-conference press release indicating that scientists could not come to a consensus about the definition of planet[67]. In June 2008, the IAU had announced in a press release that the term "plutoid" would henceforth be used to refer to Pluto and other objects that have an orbital semi-major axis greater than that of Neptune and enough mass to be of near-spherical shape[68][69][70].

Orbita

Pluto's motion 1900-2048

Pluto was discovered in 1930 near the star δ Geminorum, and merely coincidentally crossing the ecliptic at this time of discovery. Pluto moves about 7 degrees east per decade with small apparent retrograde motion as seen from Earth. Pluto was closer to the Sun than Neptune between 1979 and 1999.

Okres obiegu Plutona wokół Słońca wynosi obecnie około 248 lat. Jego charakterystyka orbitalna jest zasadniczo różna od charakterystyki planet, które podążają za niemal okrągłymi orbitami wokół Słońca w pobliżu płaskiej płaszczyzny odniesienia zwanej ekliptyką. Natomiast orbita Plutona jest umiarkowanie nachylona względem ekliptyki (ponad 17 °) i umiarkowanie ekscentrycznej (eliptycznej). Ta ekscentryczność oznacza, że niewielki obszar orbity Plutona znajduje się bliżej Słońca niż Neptun. Barycentrum układu Pluton-Charon weszło w peryhelium 5 września 1989 roku[4],[k] I od 7 lutego 1979 r do 11 lutego 1999 r. znajdował się bliżej Słońca niż Neptun[71].

W dłuższej perspektywie orbita Plutona jest chaotyczna. Za pomocą symulacji komputerowych można przewidzieć jego pozycję na kilka milionów lat (zarówno w przód, jak i wstecz), ale w okresie dłuższym niż czas Lapunowa wynoszący od 10 do 20 milionów lat, obliczenia stają się spekulacyjne: Pluton jest wrażliwy na niezmiernie małe szczegóły Układu Słonecznego, trudne do przewidzenia czynniki, które stopniowo zmienią pozycję Plutona na jego orbicie[72][73].

The semi-major axis of Pluto's orbit varies between about 39.3 and 39.6 au with a period of about 19,951 years, corresponding to an orbital period varying between 246 and 249 years. The semi-major axis and period are presently getting longer[74].

Szablon:Multiple image

Związek z Neptunem

Mimo, że orbita Plutona wydaje się przekraczać orbitę Neptuna widzianą bezpośrednio z góry, orbity tych dwóch obiektów są ustawione tak, że nigdy nie zderzają się, a nawet nie zbliżają.

Istnieje kilka powodów, dlaczego.

Na najprostszym poziomie, można zbadać że dwie widoczne orbity się nie przecinają. Kiedy Pluton jest najbliżej Słońca, a więc najbliżej orbity Neptuna, patrząc z góry, jest to również najdalej powyżej ścieżki Neptuna. Orbita Plutona przechodzi około 8 j.a powyżej Neptuna, co zapobiegania kolizji

Obie orbity się nie przecinają. Gdy Pluton jest najbliżej Słońca, a stąd najbliżej orbity Neptuna, widzianej z góry, jest również najdalej wysuniętą ścieżką Neptuna. Orbita Plutona przechodzi około 8 AU powyżej orbity Neptuna, zapobiegając kolizji[75][76][77].

This alone is not enough to protect Pluto; perturbations from the planets (especially Neptune) could alter Pluto's orbit (such as its orbital precession) over millions of years so that a collision could be possible. However, Pluto is also protected by its 2:3 orbital resonance with Neptune: for every two orbits that Pluto makes around the Sun, Neptune makes three. Each cycle lasts about 495 years. This pattern is such that, in each 495-year cycle, the first time Pluto is near perihelion, Neptune is over 50° behind Pluto. By Pluto's second perihelion, Neptune will have completed a further one and a half of its own orbits, and so will be nearly 130° ahead of Pluto. Pluto and Neptune's minimum separation is over 17 AU, which is greater than Pluto's minimum separation from Uranus (11 AU)[77]. The minimum separation between Pluto and Neptune actually occurs near the time of Pluto's aphelion[74].

The 2:3 resonance between the two bodies is highly stable, and has been preserved over millions of years[78]. This prevents their orbits from changing relative to one another, and so the two bodies can never pass near each other. Even if Pluto's orbit were not inclined, the two bodies could never collide[77]. The long term stability of the mean-motion resonance is due to phase protection. If Pluto's period is slightly shorter than 3/2 of Neptune its orbit relative to Neptune will drift, causing it to make closer approaches behind Neptune's orbit. The strong gravitational pull between the two causes angular momentum to be transferred to Pluto, at Neptune's expense. This moves Pluto into a slightly larger orbit, where it travels slightly more slowly, according to Kepler's third law. After many such repetitions, Pluto is sufficiently slowed, and Neptune sufficiently sped up, that Pluto orbit relative to Neptune drifts in the opposite direction until the process is reversed. The whole process takes about 20,000 years to complete[77][78][79].

Other factors

Numerical studies have shown that over millions of years, the general nature of the alignment between the orbits of Pluto and Neptune does not change[75][74]. There are several other resonances and interactions that enhance Pluto's stability. These arise principally from two additional mechanisms (besides the 2:3 mean-motion resonance).

First, Pluto's argument of perihelion, the angle between the point where it crosses the ecliptic and the point where it is closest to the Sun, librates around 90°.[74] This means that when Pluto is closest to the Sun, it is at its farthest above the plane of the Solar System, preventing encounters with Neptune. This is a consequence of the Kozai mechanism[75], which relates the eccentricity of an orbit to its inclination to a larger perturbing body—in this case Neptune. Relative to Neptune, the amplitude of libration is 38°, and so the angular separation of Pluto's perihelion to the orbit of Neptune is always greater than 52° (90°–38°). The closest such angular separation occurs every 10,000 years[78].

Second, the longitudes of ascending nodes of the two bodies—the points where they cross the ecliptic—are in near-resonance with the above libration. When the two longitudes are the same—that is, when one could draw a straight line through both nodes and the Sun—Pluto's perihelion lies exactly at 90°, and hence it comes closest to the Sun when it is highest above Neptune's orbit. This is known as the 1:1 superresonance. All the Jovian planets, particularly Jupiter, play a role in the creation of the superresonance[75].

Quasi-satellite

In 2012, it was hypothesized that 15810 Arawn could be a quasi-satellite of Pluto, a specific type of co-orbital configuration[80]. According to the hypothesis, the object would be a quasi-satellite of Pluto for about 350,000 years out of every two-million-year period[80][81]. This hypothesis was disproven in 2016, when more-accurate observations of the position of Arawn were made by New Horizons[82].

Obieg

Jeden okres obrotu Plutona wokół własnej osi wynosi 6.39 dnia ziemskiego[83]. Podobnie jak Uran, Pluton obraca się po swojej "stronie" w swojej płaszczyźnie orbitalnej, z osiowym przechyleniem o 120 °, a więc jej sezonowa zmienność jest ekstremalna; podczas przesilenia jedna czwarta jego powierzchni jest w ciągłym świetle dziennym, podczas gdy inna czwarta jest w ciągłym mroku[84]. The reason for this unusual orientation has been debated. Research from University of Arizona has suggested that it may be due to the way that a body's spin will always adjust to minimise energy. This could mean a body reorienting itself to put extraneous mass near the equator and regions lacking mass tend towards the poles. This is called polar wander[85]. According to a paper released from the University of Arizona, this could be caused by masses of frozen nitrogen building up in shadowed areas of the dwarf planet. These masses would cause the body to reorient itself, leading to its unusual axial tilt of 120°. The buildup of nitrogen is due to Pluto's vast distance from the Sun. At the equator, temperatures can drop to −240 °C (−400,0 °F; 33,1 K), causing nitrogen to freeze as water would freeze on Earth. The same effect seen on Pluto would be observed on Earth if the Antarctic ice sheet was several times larger[86].

Geologia

High-resolution MVIC image of Pluto in enhanced color to bring out differences in surface composition
Regions where water ice has been detected (blue regions)
 Osobne artykuły: Geologia Plutona i Geografia Plutona.

Powierzchnia

Równiny na powierzchni Plutona składają się w ponad 98% z lodu azotowego, ze śladami metanu i tlenku węgla[87]. Azot i tlenek węgla są najliczniej występujące na powierzchni Plutona przeciwko Charonowi (około 180 ° długości geograficznej, gdzie znajduje się zachodni płat Tombaugh Regio, Sputnik Planitia), podczas gdy metan występuje najliczniej w pobliżu 300 ° E.[88] Góry składają się z lodu wodnego[89]. Pluto's surface is quite varied, with large differences in both brightness and color[90]. Pluto is one of the most contrastive bodies in the Solar System, with as much contrast as Saturn's moon Iapetus[91]. The color varies from charcoal black, to dark orange and white[92]. Pluto's color is more similar to that of Io with slightly more orange and significantly less red than Mars[93]. Notable geographical features include Tombaugh Regio, or the "Heart" (a large bright area on the side opposite Charon), Cthulhu Macula[94], or the "Whale" (a large dark area on the trailing hemisphere), and the "Brass Knuckles" (a series of equatorial dark areas on the leading hemisphere). Sputnik Planitia, the western lobe of the "Heart", is a 1,000 km-wide basin of frozen nitrogen and carbon monoxide ices, divided into polygonal cells, which are interpreted as convection cells that carry floating blocks of water ice crust and sublimation pits towards their margins[95][96][97]; there are obvious signs of glacial flows both into and out of the basin[98][99]. It has no craters that were visible to New Horizons, indicating that its surface is less than 10 million years old.[100] Latest studies have shown that the surface has an age of Szablon:Val years[101].The New Horizons science team summarized initial findings as "Pluto displays a surprisingly wide variety of geological landforms, including those resulting from glaciological and surface–atmosphere interactions as well as impact, tectonic, possible cryovolcanic, and mass-wasting processes."[102]Szablon:Multiple image

Struktura wewnętrzna

Internal structure of Pluto[103]Szablon:Unbulleted list

Pluto's density is Szablon:Val[102]. Because the decay of radioactive elements would eventually heat the ices enough for the rock to separate from them, scientists expect that Pluto's internal structure is differentiated, with the rocky material having settled into a dense core surrounded by a mantle of water ice. The diameter of the core is hypothesized to be approximately Szablon:Val, 70% of Pluto's diameter[103]. It is possible that such heating continues today, creating a subsurface ocean of liquid water 100 to 180 km thick at the core–mantle boundary[103][104][105]. In September 2016, scientists at Brown University simulated the impact thought to have formed Sputnik Planitia, and showed that it might have been the result of liquid water upwelling from below after the collision, implying the existence of a subsurface ocean at least 100 km deep.[106] Pluto has no magnetic field[107].

Masa i rozmiar

Selected size estimates for Pluto
YearRadiusNotes
19931195 kmMillis, et al.[108] (if no haze)[109]
19931180 kmMillis, et al. (surface & haze)[109]
19941164 kmYoung & Binzel[110]
20061153 kmBuie, et al.[39]
20071161 kmYoung, Young, & Buie[111]
20111180 kmZalucha, et al.[112]
20141184 kmLellouch, et al.[113]
20151187 kmNew Horizons measurement (from optical data)[114]
20171188.3 kmNew Horizons measurement (from radio occultation data)[115][94]

Pluto's diameter is Szablon:Val[115] and its mass is Szablon:Val, 17.7% that of the Moon (0.22% that of Earth)[116]. Its surface area is Szablon:Val, or roughly the same surface area as Russia. Its surface gravity is 0.063 g (compared to 1 g for Earth).

Odkrycie satelity Plutona Charona w 1978 r. umożliwiło określenie masy układu Pluton – Charon przez zastosowanie sformułowanie trzeciego Keplera prawo. Obserwacje układu Pluton Charon pozwoliły naukowcom na dokładniejsze ustalenie średnicy Plutona, podczas gdy odkrycie optyki adaptywnej pozwoliło im dokładniej określić jego kształt[117].

Porównanie rozmiarów Ziemi, Księżyca i Plutona

With less than 0.2 lunar masses, Pluto is much less massive than the terrestrial planets, and also less massive than seven moons: Ganymede, Titan, Callisto, Io, the Moon, Europa, and Triton. The mass is much less than thought before Charon was discovered.

Pluto is more than twice the diameter and a dozen times the mass of the dwarf planet Ceres, the largest object in the asteroid belt. It is less massive than the dwarf planet Eris, a trans-Neptunian object discovered in 2005, though Pluto has a larger diameter of 2376.6 km[115] compared to Eris's approximate diameter of 2326 km.[118]

Określenie wielkości Plutona było skomplikowane z powdodu jego atmosfery[111], zamglenia węglowodorów[109]. In March 2014, Lellouch, de Bergh et al. published findings regarding methane mixing ratios in Pluto's atmosphere consistent with a Plutonian diameter greater than 2360 km, with a "best guess" of 2368 km.[113] On July 13, 2015, images from NASA's New Horizons mission Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), along with data from the other instruments, determined Pluto's diameter to be 2 370 km (1 470 mi)[118][119], which was later revised to be 2 372 km (1 474 mi) on July 24[114], and later to Szablon:Val[102]. Using radio occultation data from the New Horizons Radio Science Experiment (REX), the diameter was found to be Szablon:Val[115].

Atmosfera

 Osobny artykuł: Atmosfera Plutona.
A near-true-color image taken by New Horizons after its flyby. Numerous layers of blue haze float in Pluto's atmosphere. Along and near the limb, mountains and their shadows are visible.
Image of Pluto in X-rays by Chandra X-ray Observatory (blue spot). The X-rays are probably created by interaction of the gases surrounding Pluto with solar wind, although details of their origin are not clear.

Pluton posiada rzadką atmosferę składającą się z azotu (N2), metanu (CH4), i tlenku węgla (CO), which are in equilibrium with their ices on Pluto's surface[120][121]. According to the measurements by New Horizons, the surface pressure is about 1 Pa (10 μbar)[102], roughly one million to 100,000 times less than Earth's atmospheric pressure. It was initially thought that, as Pluto moves away from the Sun, its atmosphere should gradually freeze onto the surface; studies of New Horizons data and ground-based occultations show that Pluto's atmospheric density increases, and that it likely remains gaseous throughout Pluto's orbit[122][123]. New Horizons observations showed that atmospheric escape of nitrogen to be 10,000 times less than expected[123]. Alan Stern has contended that even a small increase in Pluto's surface temperature can lead to exponential increases in Pluto's atmospheric density; from 18 hPa to as much as 280 hPa (three times that of Mars to a quarter that of the Earth). At such densities, nitrogen could flow across the surface as liquid[123]. Just like sweat cools the body as it evaporates from the skin, the sublimation of Pluto's atmosphere cools its surface[124]. The presence of atmospheric gases was traced up to 1670 kilometers high; the atmosphere does not have a sharp upper boundary.

The presence of methane, a powerful greenhouse gas, in Pluto's atmosphere creates a temperature inversion, with the average temperature of its atmosphere tens of degrees warmer than its surface[125], though observations by New Horizons have revealed Pluto's upper atmosphere to be far colder than expected (70 K, as opposed to about 100 K)[123]. Pluto's atmosphere is divided into roughly 20 regularly spaced haze layers up to 150 km high[102], thought to be the result of pressure waves created by airflow across Pluto's mountains[123].

Satetlity

 Osobny artykuł: Księżyce Plutona.

Pluton posiada 5 naturalnych satelitów has five known natural satellites: Charon, odkrytego w 1978 przez astronoma Jamesa Christy; Nix and Hydra, odkryte w 2005[126]; Kerberos, odkryty w 2011[127]; i Styx, odkryty w 2012.[128] Orbity satelitów są okrągłe (ekscentryczność <0,006) i współpłaszczyznowe z równikiem Plutona (nachylenie <1 °)[129][130], dlatego przechylają się o około 120 ° w stosunku do orbity Plutona. System plutoński jest bardzo zwarty: the five known satellites orbit within the inner 3% of the region where prograde orbits would be stable[131]. Closest to Pluto is Charon, which is large enough to be in hydrostatic equilibrium and to cause the barycenter of the Pluto–Charon system to be outside Pluto. Beyond Charon there are four much smaller circumbinary moons, Styx, Nix, Kerberos, and Hydra.

The orbital periods of all Pluto's moons are linked in a system of orbital resonances and near resonances[130][132]. When precession is accounted for, the orbital periods of Styx, Nix, and Hydra are in an exact 18:22:33 ratio[130]. There is a sequence of approximate ratios, 3:4:5:6, between the periods of Styx, Nix, Kerberos, and Hydra with that of Charon; the ratios become closer to being exact the further out the moons are[130][133].

An oblique view of the Pluto–Charon system showing that Pluto orbits a point outside itself. The two bodies are mutually tidally locked.

The Pluto–Charon system is one of the few in the Solar System whose barycenter lies outside the primary body; the Patroclus–Menoetius system is a smaller example, and the Sun–Jupiter system is the only larger one[134]. The similarity in size of Charon and Pluto has prompted some astronomers to call it a double dwarf planet[135]. The system is also unusual among planetary systems in that each is tidally locked to the other, which means that Pluto and Charon always have the same hemisphere facing each other. From any position on either body, the other is always at the same position in the sky, or always obscured[136]. This also means that the rotation period of each is equal to the time it takes the entire system to rotate around its barycenter[83].

In 2007, observations by the Gemini Observatory of patches of ammonia hydrates and water crystals on the surface of Charon suggested the presence of active cryo-geysers[137].

Pluto's moons are hypothesized to have been formed by a collision between Pluto and a similar-sized body, early in the history of the Solar System. The collision released material that consolidated into the moons around Pluto[138].

Szablon:Multiple image</ref>--> 2. Pluto and Charon, to scale. Image acquired by New Horizons on July 8, 2015. 3. Family portrait of the five moons of Pluto, to scale[139]. 4. Pluto's moon Charon as viewed by New Horizons on July 13, 2015}}

Pochodzenie

Szablon:Further

Plot of the known Kuiper belt objects, set against the four giant planets

Pochodzenie i tożsamość Plutona od dawna intrygowały astronomów. Jedną z wczesnych hipotez było to, że Pluton był uciekającym księżycem Neptuna[140], który został wyrzucony z orbity przez swój największy obecnie księżyc, Tryton. Teoria ta została ostatecznie odrzucona, gdy badania dynamiczne wykazały, że jest niemożliwe, ponieważ Pluton nigdy nie zbliża się do Neptuna nkrążąc po swojej orbicie[141].

Pluto's true place in the Solar System began to reveal itself only in 1992, when astronomers began to find small icy objects beyond Neptune that were similar to Pluto not only in orbit but also in size and composition. This trans-Neptunian population is thought to be the source of many short-period comets. Pluto is now known to be the largest member of the Kuiper belt,[k] a stable belt of objects located between 30 and 50 AU from the Sun. As of 2011, surveys of the Kuiper belt to magnitude 21 were nearly complete and any remaining Pluto-sized objects are expected to be beyond 100 AU from the Sun.[142] Like other Kuiper-belt objects (KBOs), Pluto shares features with comets; for example, the solar wind is gradually blowing Pluto's surface into space[143]. It has been claimed that if Pluto were placed as near to the Sun as Earth, it would develop a tail, as comets do[144]. This claim has been disputed with the argument that Pluto's escape velocity is too high for this to happen[145].

Though Pluto is the largest Kuiper belt object discovered[109], Neptune's moon Triton, which is slightly larger than Pluto, is similar to it both geologically and atmospherically, and is thought to be a captured Kuiper belt object[146]. Eris (see above) is about the same size as Pluto (though more massive) but is not strictly considered a member of the Kuiper belt population. Rather, it is considered a member of a linked population called the scattered disc.

A large number of Kuiper belt objects, like Pluto, are in a 2:3 orbital resonance with Neptune. KBOs with this orbital resonance are called "plutinos", after Pluto[147].

Like other members of the Kuiper belt, Pluto is thought to be a residual planetesimal; a component of the original protoplanetary disc around the Sun that failed to fully coalesce into a full-fledged planet. Most astronomers agree that Pluto owes its current position to a sudden migration undergone by Neptune early in the Solar System's formation. As Neptune migrated outward, it approached the objects in the proto-Kuiper belt, setting one in orbit around itself (Triton), locking others into resonances, and knocking others into chaotic orbits. The objects in the scattered disc, a dynamically unstable region overlapping the Kuiper belt, are thought to have been placed in their current positions by interactions with Neptune's migrating resonances[148]. A computer model created in 2004 by Alessandro Morbidelli of the Observatoire de la Côte d'Azur in Nice suggested that the migration of Neptune into the Kuiper belt may have been triggered by the formation of a 1:2 resonance between Jupiter and Saturn, which created a gravitational push that propelled both Uranus and Neptune into higher orbits and caused them to switch places, ultimately doubling Neptune's distance from the Sun. The resultant expulsion of objects from the proto-Kuiper belt could also explain the Late Heavy Bombardment 600 million years after the Solar System's formation and the origin of the Jupiter trojans[149]. It is possible that Pluto had a near-circular orbit about 33 AU from the Sun before Neptune's migration perturbed it into a resonant capture[150]. The Nice model requires that there were about a thousand Pluto-sized bodies in the original planetesimal disk, which included Triton and Eris.[149]

Obserwacja i eksploracja

Odległość Plutona od Ziemi utrudnia jego dogłębne badania i eksplorację14 lipca 2015 r. Sonda kosmiczna NASA New Horizons przeleciała przez system Plutona, dostarczając wiele informacji na jej temat[151]

Obserwacja

Computer-generated rotating image of Pluto based on observations by the Hubble Space Telescope in 2002–2003

Widoczna jasność Plutona wynosi średnio 15,1, jaśniej do 13,65 na peryhelium[3]. Aby go zobaczyć, wymagany jest teleskop; pożądany jest otwór około 30 cm (12 cali)[152]. Wygląda jak gwiazda bez widocznego dysku nawet w dużych teleskopach, ponieważ jego średnica kątowa wynosi tylko 0,11 ".

Najwcześniejsze mapy Plutona, zostały wykonane pod koniec lat 80., były mapami jasności utworzonymi z bliskiej obserwacji zaćmień przez jego największy księżyc, Charona. Obserwowano zmiany całkowitej średniej jasności układu Pluton – Charon podczas zaćmień. Na przykład zaćmienie jasnego punktu na Plutonie powoduje większą całkowitą zmianę jasności niż zaćmienie ciemnego punktu. Komputerowe analizy wielu takich obserwacji można wykorzystać do stworzenia mapy jasności. Tą metodą można też śledzić zmiany jasności w czasie[153][154].

Better maps were produced from images taken by the Hubble Space Telescope (HST), which offered higher resolution, and showed considerably more detail[91], resolving variations several hundred kilometers across, including polar regions and large bright spots[93]. These maps were produced by complex computer processing, which finds the best-fit projected maps for the few pixels of the Hubble images[155]. These remained the most detailed maps of Pluto until the flyby of New Horizons in July 2015, because the two cameras on the HST used for these maps were no longer in service[155].

Eksploracja

 Osobne artykuły: Exploration of Pluto i New Horizons.
The portions of Pluto's surface mapped by New Horizons (annotated)

Sonda New Horizons, która przeleciała w lipcu 2015 koło Plutona, jest pierwszą i jak dotąd jedyną próbą bezpośredniego zbadania Plutona. Rozpoczęła się w 2006 r., Pierwsze (odległe) obrazy Plutona wysłała pod koniec września 2006 r. Podczas testu Long Range Reconnaissance Imager[156]. Obrazy wykonane z odległości około 4,2 miliarda kilometrów potwierdziły zdolność sondy kosmicznej do śledzenia odległych celów, krytycznych dla manewrowania w kierunku Plutona i innych obiektów pasa Kuipera. Na początku 2007 roku jednostka wykorzystała wspomaganie grawitacyjne Jowisza.

New Horizons zbliżyła się do Plutona 14 lipca 2015 r. po 3 462 dniach podróży przez Układ Słoneczny. Obserwacje naukowe Plutona rozpoczęły się na pięć miesięcy przed najbliższym podejściem i trwały przez co najmniej miesiąc po spotkaniu. Obserwacje prowadzono za pomocą pakietu do teledetekcji, który zawierał narzędzia do obrazowania i narzędzie do badań radiowych, a także spektroskopowe i inne eksperymenty. Cele naukowe New Horizons polegały na scharakteryzowaniu globalnej geologii i morfologii Plutona i jego księżyca Charona, odwzorowania składu ich powierzchni i przeanalizowania neutralnej atmosfery Plutona i prędkości jego ucieczki. W dniu 25 października 2016 r., o godzinie. 17:48 ET, sonda przesłała ostatnie dane (w sumie z 50 miliardów bitów danych lub 6.25 gigabajtów) z bliskiego spotkania z Plutonem[157][158][159][160].

Videos

Szablon:Multiple image

See also

Szablon:Wikipedia books

  • How I Killed Pluto and Why It Had It Coming
  • Pluto in astrology
  • Pluto in fiction


Notes

Szablon:Notelist

Przypisy

Błąd w przypisach: Znacznik <ref> o nazwie „Physorg April 19, 2011”, zdefiniowany w <references>, nie był użyty wcześniej w treści.
Błąd w przypisach: Znacznik <ref> o nazwie „Archinal”, zdefiniowany w <references>, nie był użyty wcześniej w treści.

Błąd w przypisach: Znacznik <ref> o nazwie „TOP2013”, zdefiniowany w <references>, nie był użyty wcześniej w treści.

Further reading

Szablon:Refbegin

  • Stern, S A and Tholen, D J (1997), Pluto and Charon, University of Arizona Press ISBN 978-0816518401

Szablon:Refend

Linki zewntrzne

Szablon:SisterlinksSzablon:Refbegin

Szablon:RefendSzablon:Navboxes


Szablon:Featured article

Zobacz też

Bibliografia

  • K. Croswell: Planet Quest: The Epic Discovery of Alien Solar Systems. The Free Press, 1997. ISBN 978-0-684-83252-4.

Linki zewnętrzne

Szablon:Sisterlinks

Szablon:PlutonSzablon:Trans-Neptunian dwarf planetsSzablon:Trans-Neptunian objectsSzablon:MinorPlanets Navigator

Uwagi

134340 Pluton


Kategoria:Nazwane planetoidyKategoria:Obiekty astronomiczne odkryte w 1930