Pluton (134340) — planeta karłowata: definicja, właściwości i orbita

Pluton (134340) — wszystko o planecie karłowatej: definicja, skład, ekstremalna orbita, temperatura, księżyce i historia odkryć. Poznaj tajemnice pasa Kuipera.

Pluton to planeta karłowata w Układzie Słonecznym. Jej oficjalna nazwa to 134340 Pluton. Jest największym i najlepiej poznanym obiektem w pasie Kuipera — regionie zewnętrznego Układu Słonecznego złożonym z lodowych ciał. Początkowo Pluton był klasyfikowany jako dziewiąta planeta, jednak od 2006 r. formalnie uznawany jest za planetę karłowatą.

Odkrycie i nazwa

Pluton został odkryty w 1930 roku przez amerykańskiego astronoma Clyde’a Tombaugha w Obserwatorium Lowella. Nazwa „Pluton” została zaproponowana i szybko przyjęta. Po zmianie definicji pojęcia „planeta” przez Międzynarodową Unię Astronomiczną (IAU) w dniu 24 sierpnia 2006 r., obiekt otrzymał numer katalogowy 134340 i klasyfikację „planeta karłowata”. Decyzja ta wywołała szeroką debatę naukową i społeczną — wielu badaczy nadal postulowało przywrócenie mu statusu planety.

Orbita i ruch

Pluton porusza się po bardzo wydłużonej i nachylonej orbicie. Jego okres orbitalny wynosi około 248 lat ziemskich. Orbita ma duży ekscentryczność (ok. 0,248) i nachylenie ~17° względem płaszczyzny ekliptyki, wskutek czego odległość Plutona od Słońca zmienia się znacznie: od około 29,7 do 49,3 AU (ok. 4,44–7,38 mld km). W rezultacie Pluton czasami znajduje się bliżej Słońca niż Neptun — miało to miejsce m.in. między 1979 a 1999 rokiem.

Wielkość, masa i wnętrze

Pluton jest niewielki w porównaniu z planetami skalarnymi Układu Słonecznego. Jego promień średni wynosi około 1 188 km, a masa to ~1,303 × 10^22 kg — czyli mniej więcej jedną piątą masy ziemskiego Księżyca. Objętościowo Pluton ma około jednej trzeciej objętości Księżyca. Gęstość średnia (ok. 1,85 g/cm³) sugeruje, że jest zbudowany z mieszaniny skalnego materiału i lodów (wody, azotu, metanu i tlenku węgla). Wnętrze prawdopodobnie zawiera skalne jądro otoczone warstwami lodu; istnieje także możliwość istnienia subsurface ocean (płynnej warstwy wody pod lodową skorupą) utrzymywanej dzięki rozgrzaniu pływowym i obecności substancji obniżających punkt zamarzania.

Powierzchnia i atmosfera

Powierzchnia Plutona jest zróżnicowana: występują równiny, góry, uskoki i rozległe obszary pokryte jasnymi i ciemnymi lodami. Najbardziej charakterystycznym regionem jest „Tombaugh Regio” — jasne, sercowate obszar o gładkiej powierzchni, w jego zachodniej części leży duża równina lodowa Sputnik Planitia, zbudowana głównie z lodu azotowego. W rejonach występują masywy skalnego lodu (woda), które mogą osiągać wysokość kilku kilometrów.

Pluton posiada bardzo cienką, przejściową atmosferę z przewagą azotu (N2) z domieszkami metanu (CH4) i tlenku węgla (CO). Ciśnienie powierzchniowe jest bardzo niskie — rzędu mikrobarów — i zmienia się wraz z orbitalnymi i sezonowymi wahaniami; w pewnych okresach część atmosfery zamarza i osadza się jako lód na powierzchni.

Rotacja, nachylenie i sezony

Pluton obraca się wokół własnej osi w czasie około 6,387 dnia słonecznego (około 6 dni 9 godzin). Jego oś rotacji jest silnie nachylona (ok. 119,6°), co prowadzi do długich, ekstremalnych pór roku trwających dziesiątki lat.

Układ Plutona — Charon i mniejsze księżyce

Największym satelitą Plutona jest Charon — o promieniu około 606 km. Masa Charona jest na tyle duża w stosunku do Plutona, że centrum masy układu (barycentrum) nie znajduje się we wnętrzu Plutona, co sprawia, że układ jest często określany mianem „systemu binarnego”. Formalnie IAU nadal klasyfikuje Charon jako księżyc Plutona, ponieważ brak jest oficjalnej definicji „binarnej planety karłowatej”.

Oprócz Charona istnieją cztery mniejsze, znane księżyce: Nix i Hydra (odkryte w 2005 r.), Kerberos (odkryty w 2011 r.) oraz Styks (odkryty w 2012 r.). Są to małe, nieregularne ciała krążące po bliskich orbitach wokół Plutona.

Badania i misje

Przełomowa była misja New Horizons (NASA), która przeleciała obok Plutona 14 lipca 2015 r. i przesłała szczegółowe zdjęcia i pomiary. Dzięki tej misji poznaliśmy m.in. zaskakująco młode i aktywne powierzchnie, układy lodowe, geologiczne cechy takie jak góry (zbudowane z twardego lodu wodnego), pokrywy lodowe azotu oraz cienką atmosferę z wielowarstwowymi mgłami i ucieczką gazów do przestrzeni kosmicznej. Wyniki New Horizons znacznie poszerzyły wiedzę o ewolucji małych, lodowych światów w zewnętrznym Układzie Słonecznym.

Klasyfikacja i kontrowersje

Od chwili odkrycia w 1930 r. Pluton był traktowany jako planeta. Jednak odkrycie wielu podobnych do niego obiektów poza orbitą Neptuna, w tym dużego Eris, oraz potrzeba jasnej definicji pojęcia „planeta” doprowadziły IAU do sformułowania kryteriów w 2006 r. Zgodnie z nimi, aby ciało niebieskie było planetą, musi m.in. oczyścić sąsiedztwo swojej orbity z innych obiektów — tego kryterium Pluton nie spełnia. W efekcie został przeklasyfikowany do kategorii planet karłowatych razem z Ceresem i Eris. Numer 134340 został przypisany przez katalogi planetarne. Debata na temat statusu Plutona trwa nadal w środowisku naukowym i w opinii publicznej.

Podsumowanie

Pluton to złożony, geologicznie aktywny i różnorodny świat lodowy — ważny reprezentant populacji obiektów pasa Kuipera. Jego niewielkie rozmiary, bogata powierzchnia z lodami i cienka atmosfera czynią go przedmiotem intensywnych badań, a wyniki obserwacji (zwłaszcza z misji New Horizons) zmieniły nasze wyobrażenie o tym, jak wyglądają i ewoluują małe ciała w zewnętrznym Układzie Słonecznym.

Pytania i odpowiedzi

P: Jaka jest formalna nazwa Plutona?

P: Jak duży jest Pluton w porównaniu z Księżycem Ziemi?

P: Kiedy Pluton został sklasyfikowany jako planeta karłowata?

P: Jaka jest średnia temperatura na Plutonie?

P: W jakiej odległości od Słońca Pluton krąży po orbicie?

P: Kto odkrył Eris i inne podobne obiekty na początku XXI wieku?

P: Dlaczego niektórzy naukowcy nie zgodzili się na obniżenie oceny Plutona w 2006 roku?

Szukaj według litery