Pluton-planeta karzeł-REFERAT.docx

Pluton-

lodowy  karzeł

Informacje ogólne

Pluton (oznaczenie oficjalne: 134340 Pluton) - planeta karłowata, najjaśniejszy obiekt pasa Kuipera. Do 24 sierpnia 2006 r. Pluton był uznawany za dziewiątą planetę Układu           Słonecznego jednak tego dnia na Zgromadzeniu Ogólnym Międzynarodowej Unii Astronomicznej w Pradze odebrali Plutonowi status planety. 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

Odkrycie i nazwanie plutona

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. 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.

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 nadchodzić 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.

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. Swoją propozycję nazwy 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 Minor Planet Center 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).

Obserwacje

Jasność Plutona obserwowanego z ziemi oscyluje wokół 14 mag. Z tego powodu, aby go dostrzec, trzeba korzystać przynajmniej z 30-centymetrowych teleskopów (12 cali). Dzięki swojej żółtawej barwie wygląda on wówczas jak słaba gwiazda. Jego widoma średnica wynosi ok. 0,1 sekundy kątowej (min. 0,064, maks. 0,11).

*Okres synodyczny Plutona równy jest 366,74 dni.

Właściwości fizyczne Plutona:

Zestawienie czterech skalistych ciał niebieskich - Ziemi, Księżyca, Plutona i Charona w identycznej skali

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, Io, 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.

*Pluton zbudowany jest głównie z lodu i niewielkiej ilości skał oraz metalu.

*Przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni Plutona równe jest ok. 0,66 m/s², czyli ok. 0,067 przyspieszenia ziemskiego.

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 39,4 j.a. jednak silnie ekscentryczna orbita o mimośrodzie 0,2502 sprawia, że podczas największego zbliżenia znajduje się on w odległości 29,6 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.

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 typowa 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 on 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 °C 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.

Ponowne 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 może być uznawany za podwójną planetę karłowatą. Charakterystyczną cechą tego układu jest to, że ciała te wirują wokół wspólnego środka masy znajdującego się ponad powierzchnią Plutona. Dlatego nie wszyscy twierdzą, że Charon jest księżycem Plutona, a raczej widzą w nich układ podwójny - bez określania głównego obiektu i jego księżyca. Pluton i jego satelita tworzą układ podwójnie synchroniczny, co oznacza, że są stale zwróceni do siebie tymi samymi stronami.

Innym następstwem jego odkrycia było wyznaczenie średnicy i rozmiarów Plutona. Pierwotnie zakładano, że Pluton jest większy od Merkurego, ale mniejszy od Marsa, na co zdawały się wskazywać obserwacje wizualne. 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. Regularnie zwiększająca się i malejąca jasność pozwoliła wysunąć podejrzenia o krążącym wokół niego innym obiekcie. Podzielone są zdania na temat pochodzenia Charona. Niektórzy wysnuwają hipotezy, że mógł on być niegdyś (podobnie jak sam Pluton) satelitą Neptuna, który wyrwał się z jego pola grawitacyjnego i w ten sposób znalazł się na orbicie wokółsłonecznej o właściwościach zbliżonych do orbity Plutona. Następnie w wyniku wzajemnego oddziaływania 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.

Księżyce zewnętrzne

31 października 2005 roku ogłoszono odkrycie 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 (czyli jasność ok. 5000 razy mniejsza niż 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.

Eksploracja Plutona-New Horizons.

Nadzieja na zbadanie Plutona - sonda New Horizons

Obecna wiedza na temat Plutona nie jest zbyt obszerna, a to przede wszystkim za sprawą jego wielkiej odległości od Ziemi. Do tej pory nie zbadała go bezpośrednio żadna sonda kosmiczna. W 2001 NASA rozpoczęła przygotowania do wyprawy sondy New Horizons, z zamiarem bezpośredniej obserwacji Plutona. Plan ogłoszono oficjalnie w listopadzie 2003. Start misji nastąpił 19 stycznia 2006. Przed dotarciem do Plutona, pojazd 28 lutego 2007 minął Jowisza korzystając z jego asysty grawitacyjnej. Dotarcie do celu zakładane jest na rok 2015.

Misja New Horizons zastąpiła wyprawę Pluto Kuiper Express, anulowaną w 2000 z powodu nieprzewidzianych problemów technicznych i rosnących kosztów. Wcześniej Pluton miał być badany docelowo przez sondę Voyager 1, jednak - z powodu ograniczonego budżetu i braku zainteresowania - pojazd skierowano na satelitę Saturna - Tytana.

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 natychmiast określono jego rozmiar na większy od Plutona. To zaś z jednej strony spowodowało, że niektórzy włączyli go w poczet planet, z drugiej strony inni - 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 p...