Plutonas (134340) – nykštukinė planeta: apibrėžimas ir pagrindiniai faktai
Plutonas yra Saulės sistemos nykštukinė planeta. Oficialus pavadinimas - 134340 Plutonas. Ši nykštukinė planeta yra vienas iš didžiausių Kuiperio juostos kūnų ir istoriniu požiūriu buvo laikyta devintąja planeta. Kaip ir kiti Kuiperio juostos objektai, Plutonas daugiausia susideda iš uolienų ir ledo, turi retą šiek tiek sudėtingą atmosferą ir keletą palydovų.
Matmenys, masė ir sudėtis
Plutono skersmuo yra apie 2 376 km, taigi jis yra mažesnis už Žemės Mėnulį, kurio skersmuo ~3 474 km. Jo masė yra maždaug 1,303 × 10^22 kg — tai apie penktadalį (≈⅕) Mėnulio masės. Tūrio atžvilgiu Plutonas užima maždaug trečdalį (≈⅓) Mėnulio tūrio.
Plutono vidutinė tankis yra apie 1,86 g/cm³, todėl jis sudarytas iš uolieningo branduolio, apsupto įvairių ledų sluoksnių (vandens ledo, azoto, metano ir anglies monoksido ledo). Paviršiuje matomi raudoni atspalviai susiję su organinėmis angliavandenilių medžiagomis (tarp jų tholinais), susidarančiomis dėl saulės spindulių ir kosminių spindulių poveikio.
Temperatūra ir atmosfera
Plutonas yra labai toli nuo Saulės, todėl jo paviršiaus temperatūra yra labai žema — apie −230 °C (apie 40–50 K), priklausomai nuo vietos ir sezoninių svyravimų. Tolstant nuo Saulės dalis atmosferos gali išsikelti ir užšalti ant paviršiaus.
Plutono atmosfera yra plona ir sudaryta daugiausia iš azoto su mažais metano ir anglies monoksido kiekiais. Atmosfera sezoniškai kinta: priartėjus prie Saulės dalis ledo išgarina ir sustiprina atmosferą, o tolstant ji kondensuojasi atgal ant paviršiaus.
Orbita ir sukimas
Plutonas skrieja aplink Saulę labai ekscentriška orbita: atstumas nuo Saulės svyruoja tarp maždaug 30 ir 49 AU (4,4–7,4 mlrd. km). Jo orbitos ekscentriškumas ir 17° nuolydis lyginant su ekliptika lemia, kad kartais Plutonas yra arčiau Saulės nei Neptūnas. Vienas Plutono apėjimas aplink Saulę trunka apie 248 žemės metus.
Plutono sukimosi apie ašį periodas (diena) yra apie 6,39 Žemės paros. Jo ašies nuolydis yra didelis (apie 119,6°), todėl jo metų ir paros sezonai yra sudėtingi ir ryškūs.
Istorija ir klasifikacija
Plutonas buvo atrastas 1930 m. Clyde Tombaugh ir ilgą laiką buvo laikomas Saulės sistemos planeta. XX a. pabaigoje ir XXI a. pradžioje atrasti daugybė Kuiperio juostos objektų, įskaitant 2060 Chironą ir vėliau išsibarsčiusio disko objektą Eris, kurie parodė, kad Plutonas nėra išskirtinis. Buvo manyta, kad Eris netgi didesnis už Plutoną, tačiau vėlesni matavimai parodė, kad jis šiek tiek mažesnis.
2006 m. rugpjūčio 24 d. Tarptautinė astronomų sąjunga (IAU) oficialiai pateikė „planetos“ apibrėžimą. Pagal jį Plutonas nebeatitiko sąlygų būti pilnaverčia planeta ir buvo perklasifikuotas kaip „nykštukinė planeta“. Kartu su Eris ir Cereros planeta Plutonas tapo šios kategorijos nariu. Jis taip pat gavo numerį 134340, kurį minimas astronomas Maiklas Braunas (Michael E. Brown) nurodė viešumoje, kai aptarė atradimus. Nors dauguma astronomų priėmė IAU sprendimą, dalis mokslininkų ir visuomenės vis dar laiko Plutoną planeta.
Mėnuliai ir dvinariškumas
Plutonas turi keletą palydovų. Jo didžiausias palydovas — Charonas — yra pakankamai didelis (skersmuo ~1 212 km), kad Plutono ir Charonos masių centras (baricentras) būtų už abiejų kūnų ribų, todėl juos kartais vadina dvinarė sistema. Tačiau Tarptautinė astronomų sąjunga kol kas oficialiai neapibrėžė dvinarių nykštukinių planetų kategorijos, tad Charonas oficialiai priskiriamas Plutono mėnuliui.
Be Charonos, Plutonas turi keturis mažesnius mėnulius: 2005 m. atrastus Niksą ir Hidrą, 2011 m. atrastą Kerberą ir 2012 m. atrastą Stiksą. Šių mažųjų palydovų orbitos ir sudėtis padeda suprasti sistemos formavimosi istoriją — daugelis tyrėjų mano, kad Charonas susiformavo po milžiniško impacto ankstyvajame Plutono gyvenime.
Svarbiausi tyrimai ir misijos
Pagrindinė informacijos proveržis apie Plutoną įvyko 2015 m., kai NASA New Horizons zondas praskriejo pro Plutoną (flyby 14 d. liepos 2015 m.) ir perdavė aukštos raiškos nuotraukas bei duomenis. Misija atskleidė netikėtai sudėtingą reljefą — aukštas vandens ledo kalnai, beglobių ledynų lygumų plotai (pvz., „Tombaugh Regio“ — širdies formos teritorija), aktyvias paviršiaus zonas bei ragus galinčius kvazinešlius. New Horizons taip pat suteikė aiškų Plutono atmosferos, chemijos ir mažųjų palydovų duomenų vaizdą.
Po New Horizons misijos duomenų tapo akivaizdu, kad netgi labai tolimi Kuiperio juostos objektai gali turėti geologinę įvairovę ir aktyvias procesų zonas, kurios anksčiau atrodė neįmanomos tokioje šalčio aplinkoje.
Reikšmė ir atvirų klausimų temos
- Plutonas padėjo pakeisti supratimą apie Saulės sistemos ribas ir rodo, kad Kuiperio juostoje yra daugybė įvairių objektų.
- Vis dar kyla diskusijų apie Plutono klasifikaciją bei dvinariškumo sampratą ir tai, kaip turėtų būti apibrėžiami panašūs kūnai.
- Kyla klausimų apie Plutono vidinę struktūrą, galimą geologinį aktyvumą ir tikslią santykinę ledo bei uolienų sudėtį.
Plutonas išlieka labai svarbi mokslo sritis — tiek dėl jo pačios savybių, tiek dėl to, kad jis yra langas į Kuiperio juostos ir Saulės sistemos evoliuciją. Ateities stebėjimai ir galimos tolimesnės misijos leis geriau suprasti šį tolimą ir sudėtingą pasaulį.
Atradimas
1840-aisiais, remdamasis Niutono mechanika, Urbainas Le Verjė (Urbain Le Verrier) numatė, kad egzistuoja Neptūno planeta. Tai jis nustatė ištyręs Urano orbitą. Neptūnas buvo pastebėtas vėliau, XIX a. pabaigoje. Tuomet astronomai manė, kad kita planeta trikdo Urano orbitą. 1906 m. Bostone gyvenantis Percivalis Lovelis (Percival Lowell) pradėjo plataus masto devintosios planetos paieškas. Jis pavadino ją "Planeta X". Iki 1909 m. Lowellas ir Williamas H. Pickeringas pasiūlė daugybę galimų vietų Saulės sistemoje, kur galėtų būti ši planeta. Lowellas tęsė tyrimus iki 1916 m. Tačiau jie nedavė jokių gerų rezultatų. 1915 m. kovo 19 d. jo observatorija užfiksavo dvi Plutono nuotraukas. Lowellas to nežinojo. Tuomet nebuvo pripažinta, kas tai per nuotraukos.
Constance Lowell, Percivalo našlė, dešimt metų bylinėjosi dėl Percivalo turto. Dėl šios priežasties 1929 m. vėl pradėta ieškoti planetos X. Misijos direktorius Vesto Melvinas Sliferis (Vesto Melvin Slipher) pavedė šį darbą 23 metų Kanzaso gyventojui Klaidui Tombo (Clyde Tombaugh). Tombaugh ką tik buvo atvykęs į Lowell observatoriją. Slipheriui padarė įspūdį jo astronominiai piešiniai.
Tombaugh's turėjo sistemingai kas dvi savaites poromis daryti naktinio dangaus nuotraukas. Paskui jis turėjo peržiūrėti kiekvieną porą ir patikrinti, ar kuris nors objektas nepasikeitė. Jis naudojo aparatą, vadinamą mirksėjimo komparatoriumi. Jis greitai perjungdavo skirtingus kiekvienos iš plokštelių vaizdus. Tai padėjo jam pamatyti, ar koks nors objektas pakeitė savo padėtį. 1930 m. vasario 18 d. Tombo aptiko objektą, kuris atrodė judantis iš sausio 23 ir 29 d. darytų fotoplokštelių. Kita sausio 21 d. padaryta nuotrauka tai patvirtino. Observatorijai atlikus daugiau tyrimų apie tai, 1930 m. kovo 13 d. žinia apie atradimą buvo telegrafiškai perduota Harvardo koledžo observatorijai.
Pavadinimas
Apie šį atradimą rašė visos Žemės laikraščių antraštės. Lowello observatorija turėjo teisę pavadinti naująjį objektą. Jie gavo daugiau kaip 1000 pasiūlymų iš viso pasaulio. Kai kurie siūlė Atlaso vardą. Kiti norėjo jį pavadinti Zymalu. Tombaugh paragino Slipherį greitai pasiūlyti naujojo objekto pavadinimą, kol to nepadarė kas nors kitas. Konstancija Lowell pasiūlė Dzeusą, tada Lowell, o galiausiai Konstanciją. Šie pasiūlymai nebuvo panaudoti.
Plutono vardą pasiūlė Venetia Burney (vėliau Venetia Phair). Tada ji buvo vienuolikmetė moksleivė Oksforde, Anglijoje. Venetia domėjosi klasikine mitologija ir astronomija. Vardas buvo romėnų požeminio pasaulio dievo. Ji manė, kad tai geras vardas tamsiam ir šaltam pasauliui. Ji pasiūlė jį, kai kalbėjosi su savo seneliu Falkoneriu Madanu. Jis buvo buvęs Oksfordo universiteto Bodlėjaus bibliotekos bibliotekininkas. Madanas perdavė pavadinimą profesoriui Herbertui Hallui Terneriui. Turneris šį pasiūlytą pavadinimą pasakė Jungtinių Valstijų astronomams.
Objektas oficialiai pavadintas 1930 m. kovo 24 d. Kiekvienam Lowello observatorijos nariui buvo leista balsuoti dėl trijų pavadinimų sąrašo. Buvo išrinkti šie vardai: Minerva (tai jau buvo asteroido pavadinimas), Kronas ir Plutonas. Plutonas gavo visus balsus. Pavadinimas buvo paskelbtas 1930 m. gegužės 1 d. Paskelbus vardą, Madanas kaip atlygį Venetai davė penkis svarus.
Pavadinimas išpopuliarėjo kultūroje. Tais pačiais metais buvo pristatytas Disnėjaus personažas Plutonas. Jis buvo pavadintas objekto garbei. 1941 m. Glennas T. Seaborgas naujai sukurtą elementą plutonį pavadino Plutono vardu. Taip buvo tęsiama tradicija naujus elementus pavadinti naujai atrastų planetų vardais. Pavyzdžiui, uranas buvo pavadintas Urano vardu, o neptūnas - Neptūno vardu.
Klausimai ir atsakymai
K: Koks yra oficialus Plutono pavadinimas?
A: Oficialus Plutono pavadinimas yra 134340 Plutonas.
K: Kokio dydžio yra Plutonas, palyginti su Žemės Mėnuliu?
Atsakymas: Plutonas yra maždaug penktadalis (⅕) Žemės Mėnulio svorio ir tik trečdalis (⅓) jo tūrio.
K: Kada Plutonas buvo priskirtas nykštukinių planetų kategorijai?
A: 2006 m. Plutonas buvo perklasifikuotas į nykštukinę planetą.
K: Kokia vidutinė Plutono temperatūra?
A: Vidutinė temperatūra Plutone yra nuo -226 iki -240 laipsnių Celsijaus.
K: Kaip toli nuo Saulės Plutonas skrieja orbita?
A: Kad Plutonas apsisuktų aplink Saulę, reikia nuo 30 iki 49 AU (4,4-7,4 mlrd. km) nuo Saulės.
K: Kas XXI a. pradžioje atrado Eris ir kitus panašius objektus?
A: XXI a. pradžioje astronomai atrado išsibarsčiusį disko objektą Eris ir kitus į jį panašius objektus.
K: Kodėl kai kurie mokslininkai 2006 m. nesutiko sumažinti Plutono kategorijos?
A: Kai kurie mokslininkai nesutiko sumažinti Plutono klasifikacijos, nes manė, kad jis vis dar turėtų būti klasifikuojamas kaip planeta, o ne kaip nykštukinė planeta.
