Rūķu planēta Plutons: fakti par ledus bijušo planētu

Plutons 2015. gada jūlijā

Plašs skats uz Plutonu, ko 2015. gada jūlijā veica kosmosa zonde New Horizons. (Attēla kredīts: NASA/APL/SwRI)



Plutons, kas savulaik tika uzskatīts par devīto un visattālāko planētu no saules, tagad ir lielākā zināmā pundurplanēta Saules sistēmā. Tā ir arī viena no lielākajām zināmajām Kuipera jostas daļām, ēnu zonā aiz Neptūna orbītas, kuru, domājams, apdzīvo simtiem tūkstošu akmeņainu, ledainu ķermeņu, kuru katra platums pārsniedz 100 jūdzes (100 jūdzes), kā arī 1 triljons vai vairāk komētu.



2006. gadā Plutons tika pārklasificēts par pundurplanētu, un šīs izmaiņas plaši uzskatīja par pazemināšanu. Jautājums par Plutona planētas statusu ir izraisījis pretrunas un satrauktas debates zinātnieku aprindās un starp plašai sabiedrībai , kopš tā laika. 2017. gadā zinātnes grupa (ieskaitot New Horizon misijas dalībniekus) ierosināja jaunu planētas definīciju, kuras pamatā ir “apaļi objekti kosmosā, kas ir mazāks par zvaigznēm”, kas padarītu planētu skaitu mūsu Saules sistēmā no 8 līdz aptuveni 100 .

Amerikāņu astronoms Percival Lowell 1905. gadā pirmo reizi uztvēra mājienus par Plutona eksistenci no nepāra novirzēm, ko viņš novēroja Neptūna un Urāna orbītā, liekot domāt, ka citas pasaules gravitācija velk šīs divas planētas no ārpuses. Lovels 1915. gadā paredzēja noslēpumainās planētas atrašanās vietu, taču nomira, to neatradis. Plutonu beidzot atklāja 1930. gadā Klaids Tombaugs Lavela observatorijā, pamatojoties uz Lavela un citu astronomu prognozēm.



Plutons savu nosaukumu ieguvis no 11 gadus vecās Venēcijas Burnijas no Oksfordas, Anglijā, kura vectēvam ieteica jaunajai pasaulei savu nosaukumu iegūt no pazemes pasaules romiešu dieva. Pēc tam viņas vectēvs nodeva šo nosaukumu Lavela observatorijai. Nosaukums godina arī Percival Lowell, kura iniciāļi ir pirmie divi Plutona burti.

Fiziskās īpašības

Tā kā Plutons atrodas tik tālu no Zemes, maz bija zināms par pundurplanētas lielumu vai virsmas apstākļiem līdz 2015. gadam, kad NASA kosmosa zonde New Horizons tuvojās Plutona lidojumam. New Horizons parādīja, ka Plutona diametrs ir 1 473 jūdzes (2370 km), mazāk nekā piektā daļa no Zemes diametra un tikai aptuveni divas trešdaļas tik plats kā Zemes mēness.

Novērojumi Plutona virsmai, ko veica kosmosa kuģis New Horizons, atklāja dažādas virsmas pazīmes, tostarp kalnus, kuru augstums sasniedz pat 11 000 pēdas (3500 metrus), kas ir salīdzināmi ar Klinšainajiem kalniem uz Zemes. Lai gan metāna un slāpekļa ledus klāj lielu daļu Plutona virsmas, šie materiāli nav pietiekami spēcīgi, lai atbalstītu tik milzīgas virsotnes, tāpēc zinātniekiem ir aizdomas, ka kalni veidojas uz ūdens ledus pamatiem. [Plutona un tā pavadoņu fotogrāfijas]



Plutona virsmu klāj arī metāna ledus pārpilnība, taču New Horizons zinātnieki ir novērojuši būtiskas atšķirības ledus atstarošanas veidā pa pundurplanētas virsmu. Rūķu planētai arī piemīt ledus kores reljefs kas izskatās kā čūskas āda; astronomi pamanīja līdzīgas iezīmes kā Zemes penitentes jeb erozijas veidotas iezīmes kalnainā apvidū. Plutona iezīmes ir daudz lielākas; tiek lēsts, ka to augstums ir 1650 pēdas (500 m), bet Zemes elementi ir tikai dažus metrus lieli.

Vēl viena atšķirīga iezīme uz Plutona virsmas ir liels sirds formas apgabals, kas neoficiāli pazīstams kā Tombaugh Regio (pēc Klaida Tombba;novadsreģions ir latīņu valoda). Reģiona kreisā puse (zona, kas iegūst saldējuma konusa formu) ir pārklāta ar oglekļa monoksīda ledu. Plutona „sirdī” ir identificētas arī citas virsmas materiālu sastāva variācijas.

Tombaugh Regio centrā pa kreisi atrodas ļoti gluds reģions, kuru New Horizons komanda neoficiāli pazīst kā Sputnik Planum pēc Zemes pirmā mākslīgā pavadoņa Sputnik. Šajā Plutona virsmas reģionā trūkst krāteru, ko izraisījuši meteorītu triecieni, kas liek domāt, ka šī teritorija ģeoloģiskā laika posmā ir ļoti jauna - ne vairāk kā 100 miljonus gadu veca. Iespējams, ka šo reģionu joprojām veido un maina ģeoloģiskie procesi.



Šajos ledus līdzenumos ir arī tumšas svītras, kas ir dažas jūdzes garas un izlīdzinātas vienā virzienā. Iespējams, līnijas veido skarbie vēji, kas pūš pa pundurplanētas virsmu.

Arī NASA Habla kosmiskais teleskops ir atklājis pierādījumus tam, ka Plutona garoza varētu saturēt sarežģītas organiskās molekulas .

Plutona virsma ir viena no aukstākajām vietām Saules sistēmā, aptuveni mīnus 375 grādi pēc Fārenheita (mīnus 225 grādi pēc Celsija). Salīdzinot ar iepriekšējiem attēliem, Habla kosmiskā teleskopa uzņemtie Plutona attēli atklāja, ka pundurplanēta laika gaitā acīmredzot ir kļuvusi sarkanāka, acīmredzot sezonas izmaiņu dēļ.

Plutonam var būt (vai varēja būt) pazemes okeāns, lai gan pierādījumi par šo atradumu joprojām nav pieejami. Ja pazemes okeāns pastāvētu, tas varētu ievērojami ietekmēt Plutona vēsturi. Piemēram, zinātnieki atklāja, ka Sputnik Planitia zona novirzīja Plutona orientāciju ledus daudzuma dēļ šajā apgabalā, kas bija tik smags, ka kopumā ietekmēja Plutonu; New Horizons lēsa, ka ledus ir aptuveni 6 jūdzes (10 km biezs). Zemūdens okeāns ir labākais pierādījumu skaidrojums, piebilda pētnieki, lai gan, aplūkojot mazāk ticamus scenārijus, par kustību var būt atbildīgs biezāks ledus slānis vai klints kustības. Ja Plutonam būtu šķidrs okeāns un pietiekami daudz enerģijas, daži zinātnieki uzskata, ka Plutonam varētu būt dzīvība.

Orbitālās īpašības

Plutona augsti eliptiskā orbīta var aizvest to vairāk nekā 49 reizes tālāk no saules nekā Zeme. Tā kā pundurplanētas orbīta ir tik ekscentriska vai tālu no apļveida, Plutona attālums no saules var ievērojami atšķirties. Rūķu planēta patiesībā nonāk tuvāk saulei nekā Neptūns 20 gadus no Plutona 248 Zemes gadu garās orbītas, sniedzot astronomiem retu iespēju izpētīt šo mazo, auksto, tālo pasauli.

Šīs orbītas rezultātā pēc 20 gadiem kā astotā planēta (lai izietu no saules) 1999. gadā Plutons šķērsoja Neptūna orbītu, lai kļūtu par vistālāko planētu no saules (līdz tā tika pazemināta līdz pundurplanētas statusam) ).

Kad Plutons ir tuvāk saulei, tās virsmas ledus atkausē un īslaicīgi veido plānu atmosfēru, kas galvenokārt sastāv no slāpekļa, un nedaudz metāna. Zemais Plutona gravitācijas spēks, kas ir nedaudz vairāk par divdesmito daļu no Zemes, izraisa šīs atmosfēras augstumu augstāk nekā Zemes. Ceļojot tālāk no saules, tiek uzskatīts, ka lielākā daļa Plutona atmosfēras sasalst un pazūd. Tomēr laikā, kad tai ir atmosfēra, Plutons acīmredzot var piedzīvot spēcīgu vēju. Atmosfērā ir arī spilgtuma variācijas, kuras varētu izskaidrot ar gravitācijas viļņiem vai gaisu, kas plūst pāri kalniem.

Lai gan Plutona atmosfēra ir pārāk plāna, lai ļautu šķidrumiem plūst šodien, tie, iespējams, ir plūduši gar virsmu senā pagātnē. New Horizons attēloja aizsalušu ezeru Tombaugh Regio, kur netālu bija senie kanāli. Kādā senās pagātnes laikā planētas atmosfēra varēja būt aptuveni 40 reizes biezāka nekā uz Marsa.

2016. gadā zinātnieki paziņoja, ka, izmantojot New Horizons datus, iespējams, pamanījuši mākoņus Plutona atmosfērā. Izmeklētāji redzēja septiņas spilgtas iezīmes, kas atrodas netālu no termināļa (robeža starp dienasgaismu un tumsu), kas parasti ir vieta, kur veidojas mākoņi. Visas funkcijas ir zemas augstumā un aptuveni vienāda izmēra, norādot, ka tās ir atsevišķas funkcijas. Šo mākoņu sastāvs, ja tie patiešām ir mākoņi, iespējams, būtu acetilēns, etāns un ūdeņraža cianīds.

Tuvplānā Plutona virsma, ko 2015. gada jūlijā veica kosmosa zonde New Horizons, atklāja ledus kalnu klātbūtni uz pundurplanētas

Tuvplānā Plutona virsma, ko 2015. gada jūlijā veica kosmosa zonde New Horizons, atklāja ledus kalnu klātbūtni uz pundurplanētas virsmas.(Attēla kredīts: NASA-JHUAPL-SwRI)

Sastāvs un struktūra

Daži no Plutona parametriem, saskaņā ar NASA:

Atmosfēras sastāvs: Metāns, slāpeklis. New Horizons novērojumi liecina, ka Plutona atmosfēra sniedzas līdz pat 1000 jūdzēm (1600 km) virs pundurplanētas virsmas.

Magnētiskais lauks: Joprojām nav zināms, vai Plutonam ir magnētiskais lauks, bet pundurplanētas mazais izmērs un lēnā rotācija liek domāt, ka tai ir maz vai nav šāda lauka.

Ķīmiskais sastāvs: Plutons, iespējams, sastāv no 70 % iežu un 30 % ūdens ledus maisījuma.

Iekšējā struktūra: Rūķu planētai, iespējams, ir akmeņains kodols to ieskauj ūdens ledus apvalks, un virsmu pārklāj eksotiskāki ledus, piemēram, metāns, oglekļa monoksīds un slāpekļa ledus.

(Attēla kredīts: Karls Teits, demokratija.eu)

Orbīta un rotācija

Plutona rotācija ir retrogrāda, salīdzinot ar citām Saules sistēmu pasaulēm; tas griežas atpakaļ, no austrumiem uz rietumiem.

Vidējais attālums no saules: 3 670 050 000 jūdzes (5 906 380 000 km) - 39,482 reizes vairāk nekā Zeme

Perihelions (tuvākā pieeja saulei): 2 756 902 000 jūdzes (4 436 820 000 km) - 30,171 reizes vairāk nekā Zeme

Aphelion (vistālāk no saules): 4 583 190 000 jūdzes (7 375 930 000 km) - 48,481 reizes vairāk nekā Zeme

Plutona pavadoņi

Plutonam ir pieci pavadoņi: Charon, Styx, Nix, Kerberos un Hydra, un Charon ir vistuvāk Plutonam un Hidra vistālāk.

1978. gadā astronomi atklāja, ka Plutons bija ļoti liels mēness gandrīz puse no rūķu planētas lieluma. Šis mēness tika saukts par Šaronu, pēc mitoloģiskā dēmona, kurš grieķu mitoloģijā aiznesa dvēseles uz pazemi.

Tā kā Šarona un Plutona izmēri ir tik līdzīgi, to orbīta ir atšķirīga no lielākās daļas planētu un to pavadoņu orbītas. Gan Plutons, gan Šarons riņķo ap kosmosa punktu, kas atrodas starp tiem, līdzīgi bināro zvaigžņu sistēmu orbītām Šī iemesla dēļ zinātnieki Plutonu un Šaronu dēvē par dubultpunduru planētu, dubulto planētu vai bināro sistēmu.

Plutonu un Šaronu šķir tikai 12 200 jūdzes (19 640 km), kas ir mazāk nekā lidojuma attālums starp Londonu un Sidneju. Šarona orbīta ap Plutonu aizņem 6,4 Zemes dienas, un viena Plutona rotācija-Plutona diena-arī 6,4 Zemes dienas. Tas ir tāpēc, ka Šarons lidinās virs vienas vietas uz Plutona virsmas, un viena un tā pati Hārona puse vienmēr ir vērsta pret Plutonu - parādību, kas pazīstama kā plūdmaiņu bloķēšana.

Kamēr Plutonam ir sarkanīga nokrāsa, Šarons šķiet pelēcīgāks. Pirmajās dienās mēness varēja saturēt zemūdens okeānu, lai gan satelīts, iespējams, šodien to nevar atbalstīt.

Salīdzinot ar lielāko daļu Saules sistēmas planētu un pavadoņu, Plutona-Šarona sistēma ir noliekta uz sāniem attiecībā pret sauli.

New Horizons veiktie Charon novērojumi atklāja kanjonu klātbūtni uz Mēness virsmas. Dziļākais no šiem kanjoniem nokrīt 9,7 km (6 jūdzes) uz leju. Satelīta vidū 600 jūdzes (970 km) stiepjas garas klintis un sile. Mēness virsmas daļa pie viena polu ir pārklāta ar daudz tumšāku materiālu nekā pārējā planēta. Līdzīgi kā Plutona reģionos, liela daļa Šaronas virsmas nav krāteru - tas liecina, ka virsma ir diezgan jauna un ģeoloģiski aktīva. Zinātnieki uz tās virsmas redzēja zemes nogruvumu pazīmes, pirmo reizi šādas pazīmes tika pamanītas Kuipera joslā. Mēnesim, iespējams, bija arī sava plākšņu tektonikas versija, kas izraisa ģeoloģiskas izmaiņas uz Zemes.

2005. gadā, gatavojoties misijai New Horizons, zinātnieki fotografēja Plutonu ar Habla kosmisko teleskopu un atklāja vēl divas sīkas Plutona pavadoņi , tagad nodēvēta par Nix un Hydra. Šie pavadoņi atrodas divas un trīs reizes tālāk no Plutona nekā Hārons. Pamatojoties uz New Horizons mērījumiem, tiek lēsts, ka Nix ir 26 jūdzes (42 km) garš un 36 jūdzes (36 jūdzes) plats, bet Hydra - aptuveni 55 jūdzes (55 km) garš un 25 jūdzes (40 km) plats. Iespējams, ka Hydra virsma galvenokārt ir pārklāta ar ūdens ledu.

Zinātnieki, izmantojot Hablu, 2011. gadā atklāja ceturto Mēnesi Kerberosu. Tiek lēsts, ka šī mēness diametrs ir no 8 līdz 21 jūdzei (13 līdz 34 km). 2012. gada 11. jūlijā piektais mēness , Stiksu, tika atklāts (ar aptuveno platumu 6 jūdzes vai 10 km), kas vēl vairāk veicināja debates par Plutona kā planētas statusu.

Četri nesen pamanītie pavadoņi, iespējams, ir izveidojušies no sadursmes, kas radīja Šaronu. Ir konstatēts, ka viņu orbītas ir ļoti haotiskas.

Pētniecība un izpēte

NASA New Horizons misija ir pirmā zonde, kas tuvplānā pētījusi Plutonu, tā pavadoņus un citas pasaules Kuipera joslā. Tas tika palaists 2006. gada janvārī, un 2015. gada 14. jūlijā veiksmīgi veica tuvāko pieeju Plutonam. Pēdējie dati tika lejupielādēti uz Zemes 2016. gadā. New Horizons tagad ir ceļā uz Kuipera jostas objektu 2014 MU69, kuru tas lidos 2019. gada 1. janvārī.

Zonde New Horizons nes dažus Plutona atklājēja pelni , Klaids Tombaugs.

Ierobežotās zināšanas par Plutona sistēmu radīja nepieredzētas briesmas New Horizons zondei. Pirms misijas uzsākšanas zinātnieki zināja, ka ap Plutonu ir tikai trīs pavadoņi. Kerberosa un Stiksas atklājums kosmosa kuģa ceļojuma laikā veicināja domu, ka vairāk satelītu varētu riņķot ap pundurplanētu, no Zemes neredzēts . Sadursmes ar neredzētiem pavadoņiem vai pat nelieli gruveši varēja nopietni sabojāt kosmosa kuģi. Bet New Horizons dizaina komanda aprīkoja kosmosa zondi ar instrumentiem, lai to aizsargātu ceļojuma laikā.

Plutona veidošanās un izcelsme

Vadošā hipotēze par Plutona veidošanās un Hārons ir tas, ka topošo Plutonu ar skatienu trāpīja cits Plutona izmēra objekts. Šī ideja liecina, ka lielākā daļa kombinētās vielas kļuva par Plutonu, bet pārējā daļa kļuva par Šaronu. [ Infografika: Plutons: dīvainā planēta ]

Papildu ziņojumi, ko sniedza personāla rakstniece Calla Cofield un Elizabeth Howell un Nola Taylor Redd, demokratija.eu līdzstrādnieki.