Per molto tempo dopo la scoperta di Plutone nell'orizzonte celeste, gli astronomi non lo considerarono un pianeta. Ma tutto cambiò quando nel 2006 l’Unione Astronomica Internazionale (IAU) riclassificò Plutone come “pianeta nano”. Si trattava di una decisione molto controversa, basata in gran parte sulla scoperta di numerosi oggetti ghiacciati con orbite allungate simili a Plutone. La nostra recensione contiene fatti interessanti su questo lontano pianeta.

1. Meno 225°C.

La superficie di Plutone è uno dei luoghi più freddi del sistema solare. In media, la temperatura sulla sua superficie è di meno 225 gradi Celsius.

2. Pianeta nano

Plutone è l'unico pianeta nano che una volta era considerato un pianeta normale. Plutone è diventato un pianeta nano solo nel 2006.

3. Sonda New Horizons

Nell'ambito della missione New Horizons della NASA, una sonda è stata lanciata nel gennaio 2006 e ha volato vicino a Plutone per la prima volta (nel luglio 2015).

4. Il diametro del pianeta è 2352 km

Quando Plutone fu scoperto per la prima volta, inizialmente si pensava che fosse più grande della Terra. Gli astronomi ora sanno che il suo diametro è di soli 2352 km e la sua superficie è inferiore alle dimensioni della Russia.

5. Un anno equivale a 248 anni terrestri

Per volare completamente attorno al Sole in orbita (cioè 1 anno), Plutone ha bisogno di 248 anni terrestri. Per evidenziare ulteriormente questo fatto, vale la pena sapere che Plutone ha impiegato altri 160 anni per completare la sua orbita attorno al Sole da quando è stato scoperto per la prima volta.

6. Orbite che si intersecano

A causa della strana orbita di Plutone, la sua orbita si interseca periodicamente con quella di Nettuno. Ciò porta al fatto che Plutone in questi momenti è più vicino alla Terra di Nettuno.

7. Acqua liquida

Gli scienziati suggeriscono che potrebbe esserci acqua liquida sulla superficie di Plutone, nonostante la temperatura estremamente bassa. Può essere espulso in superficie da criovulcani o geyser.

8. Cinque satelliti

Plutone ha cinque lune conosciute: Caronte, Nix, Idra e due piccole lune scoperte di recente, Kerberos e Styx. Mentre Nyx, Hydra, Kerberos e Styx sono relativamente piccoli, Caronte è grande solo la metà di Plutone. A causa delle dimensioni di Caronte, alcuni astronomi considerano Plutone e Caronte un pianeta nano doppio.

9. Meno Luna

Plutone è il più piccolo pianeta nano del sistema solare. È più piccolo del satellite della Terra, la Luna, e 2 volte più piccolo del satellite di Giove, Ganimede.

10. Un giorno equivale a sei

Un giorno su Plutone equivale a 6 giorni e 9 ore sulla Terra, il che significa che è il secondo pianeta più lento a ruotare sul proprio asse nel sistema solare. Il primo è Venere, dove un giorno dura 243 giorni terrestri.

11. Fuggito da Nettuno

Secondo alcuni astronomi, Plutone una volta era una delle lune di Nettuno. Ma poi ha lasciato la sua orbita.

12. Lontano dal sole

Il Sole sembrerà una stella luminosa proveniente da Plutone, tanto sono distanti l'uno dall'altro. Se Plutone si avvicinasse al Sole, svilupperebbe una “coda” e diventerebbe una cometa.

13. Centro di massa

Caronte e Plutone sono legati gravitazionalmente l'uno all'altro. Sono sempre uno di fronte all'altro perché ruotano attorno ad un centro di massa comune situato da qualche parte tra loro.

14. Relazioni gravitazionali insolite

Potresti pensare che Caronte orbita attorno a Plutone come qualsiasi satellite “normale”. In realtà, Plutone e Caronte orbitano attorno ad un punto comune nello spazio. Anche nel caso della Terra e della Luna esiste un punto comune, ma questo punto si trova all'interno della Terra. Nel caso di Plutone e Caronte, il punto in comune è da qualche parte sopra la superficie di Plutone.

15. La forza di gravità è 1/12 sulla Terra

La forza di gravità su Plutone è circa 1/12 della forza di gravità sulla Terra. Ciò significa che una persona che pesa 100 chilogrammi sulla Terra peserebbe 8 chilogrammi su Plutone.

Cosa possiamo dire dei pianeti lontani, se le persone sanno molto poco dei propri. Quindi, c'è, come minimo, .

Il pianeta nano Plutone è l'oggetto dominante in un sistema inesplorato e distante di 6 piccoli corpi cosmici situati ai confini dell'impero del Sole.

Dopo la sua scoperta, Plutone fu percepito come il nono pianeta più distante del nostro sistema. Si trova alla periferia del mondo conosciuto nella cintura di Kuiper. Il suo status planetario dopo 76 anni, per decisione dell'Unione Astronomica Internazionale. L'Assemblea di questa organizzazione ha adottato un'aggiunta alla definizione di “pianeta”, che consiste nell'assenza di altri corpi celesti vicino alla sua orbita, ad eccezione dei propri satelliti. Plutone non raggiunge questo punto, poiché vicino ad esso ci sono vari oggetti spaziali. Ciò segnò l'inizio dell'emergere di una nuova categoria: piccoli pianeti, il loro secondo nome è plutoidi.

Storia della scoperta

Già alla fine del 19° secolo gli scienziati ipotizzavano la presenza di un pianeta sconosciuto che esercitasse un influsso su di esso. Un professore americano di astronomia, creatore di un grande osservatorio privato, e il ricercatore Percival Lowell iniziarono una ricerca attiva dell'oggetto nel 1906.

Diede al corpo cosmico il nome “Pianeta X”, ma non riuscì a trovarlo fino alla fine dei suoi giorni. Nel 1919, gli scienziati californiani del Monte Wilson esaminarono le fotografie dell'area in cui si trovava Plutone, ma a causa di un difetto, non fu visto nelle fotografie. La ricerca fu sospesa per dieci anni e nel 1929 Clyde Tombaugh la continuò. Fotografando la posizione approssimativa del misterioso pianeta secondo le coordinate calcolate da Lowell, ha lavorato 14 ore al giorno. Furono scoperti centinaia di asteroidi e una cometa e nel 1930 fu scoperto Plutone. Il privilegio di scegliere il nome del pianeta andò ai soci del professor Lowell; le opzioni furono inviate da ogni parte. Il nome del dio dell'oscuro regno dei morti è stato suggerito dalla giovane inglese Venice Bernie. Alla maggior parte dei dipendenti questa opzione è piaciuta e il pianeta è diventato Plutone.

Superficie e composizione

Studiare il pianeta è difficile a causa della sua enorme distanza e ci sono poche informazioni al riguardo. Nella sua struttura presenta un nucleo roccioso e un mantello di azoto ghiacciato misto a metano e monossido di carbonio. La superficie di Plutone ha un carattere diverso, il suo colore cambia con il mutare delle stagioni. Sono visibili aree più scure costituite da ghiaccio di metano. La densità del pianeta - 2,03 g/cm3 - indica la presenza del 50% di silicati nella struttura interna. Lo studio di Plutone viene effettuato sulla base dei materiali ricevuti da Hubble; sono state rilevate tracce di idrocarburi complessi.

Caratteristiche

Le ipotesi iniziali degli astronomi dicevano che il peso di Plutone era paragonabile a quello della Terra. Ma studiando l'effetto gravitazionale di Caronte, hanno scoperto che la massa del pianeta raggiunge 1.305x10 in 22 kg: questo è solo un quarto del peso della Terra. È di dimensioni più piccole della Luna e di altri sei satelliti del nostro sistema. Plutone è stato ricalcolato più volte, il suo valore è cambiato quando sono stati ricevuti nuovi dati. Ora il suo diametro è considerato pari a 2390 km.

Il pianeta è circondato da un sottile strato di atmosfera, il cui stato è correlato alla distanza dal Sole. Quando si avvicina a una stella, il ghiaccio si scioglie ed evapora, formando un guscio di gas rarefatto costituito principalmente da azoto e in parte da metano, e quando si allontanano queste sostanze congelano e cadono in superficie. La temperatura dell'oggetto è -223 gradi Celsius. Il pianeta si distingue per la sua lenta rotazione attorno al proprio asse; impiega 6 giorni e 9 ore per cambiare giorno.

Orbita

La forma dell'orbita di Plutone è allungata, non è simile alle altre e la sua deviazione dal cerchio è 170. Per questo motivo, la distanza del pianeta dalla stella cambia ciclicamente. Esso, davanti a Nettuno, si avvicina a 4,4 miliardi di km, e nell'altra parte si allontana di 7,4 miliardi di km. Il tempo di avvicinamento alla stella dura 20 anni, quindi arriva il momento più conveniente per studiare il pianeta. Plutone e Nettuno non hanno punti di contatto; sono piuttosto distanti tra loro (17 UA). I pianeti hanno una risonanza 3:2, cioè mentre Plutone compie due rivoluzioni, il suo vicino riesce a completarne tre. Questa relazione stabile dura milioni di anni. Il pianeta gira attorno al Sole in 248 anni. Il pianeta si muove verso la Terra, come Urano e Venere.

Satelliti

Plutone è circondato da cinque piccole lune: Idra, Caronte, Nix, Cerberos e Stige. Sono concentrati in modo molto compatto. Il primo fu Caronte, che ha un diametro di 1205 km. La sua massa è 8 volte inferiore a quella di Plutone. Le eclissi reciproche del pianeta e del satellite sono state utili per calcolarne il diametro. Le dimensioni di tutti i satelliti sono calcolate in modo impreciso; hanno una portata da 10 km, nel caso di Nikta (88-98 km), a 86 km per Hydra (44-130 km). Plutone e Caronte sono riconosciuti da alcuni scienziati moderni come una forma eccezionale di connessione tra i corpi cosmici: un doppio pianeta.

Enorme regione a forma di cuore nella parte anteriore centrale. Sono visibili diversi crateri e gran parte della superficie appare riciclata piuttosto che antica. Plutone. Credito: NASA

Dopo la sua scoperta da parte di Clyde Tombaugh nel 1930, Plutone fu considerato per quasi un secolo. Nel 2006, ha cominciato a essere classificato come "pianeta nano" a causa della scoperta di altri oggetti transnettuniani (TNO) di dimensioni comparabili. Ciò tuttavia non cambia la sua importanza nel nostro sistema. Oltre ai grandi TNO, è il pianeta nano più grande e il secondo più massiccio del Sistema Solare.

Di conseguenza, la maggior parte del tempo di ricerca è stato dedicato a questo ex pianeta. E con il successo del sorvolo da parte della missione New Horizons nel luglio 2016, abbiamo finalmente un'idea chiara di come appare Plutone. Mentre gli scienziati si impantanavano nelle enormi quantità di dati inviati, la nostra comprensione di questo mondo cresceva a passi da gigante.

Apertura:

L'esistenza di Plutone era stata prevista prima della sua scoperta. Negli anni Quaranta dell'Ottocento, il matematico francese Urban prima di Le Verrier usò la meccanica newtoniana (che non era ancora stata scoperta) basata sulle perturbazioni (perturbazioni dell'orbita). Nel 19° secolo, le osservazioni diffuse di Nettuno portarono gli astronomi a credere che qualche pianeta stesse causando disturbi nella sua orbita.

Nel 1906, Percival Lowell, un matematico e astronomo americano che fondò l'Osservatorio Lowell a Flagstaff, in Arizona nel 1894, iniziò un progetto per cercare il "Pianeta X", un possibile nono pianeta. Sfortunatamente Lowell morì nel 1916 prima che la scoperta fosse confermata. Ma a sua insaputa, le sue osservazioni del cielo registrarono due deboli immagini di Plutone (19 marzo e 7 aprile 1915) che semplicemente passarono inosservate.

Le prime fotografie di Plutone, datate 23 e 29 gennaio 1930. Per gentile concessione: Dipartimento archivi dell'Osservatorio Lowell.

Dopo la morte di Lowell, la ricerca non fu ripresa fino al 1929, dopo di che al direttore dell'Osservatorio Lowell Westo, Melvin Slifer, fu assegnato il compito di trovare il Pianeta X con Clyde Tombaugh. L'astronomo 23enne Clyde Tombaugh del Kansas ha trascorso l'anno successivo a fotografare zone del cielo notturno e poi ad analizzare le foto per determinare se qualche oggetto si fosse spostato fuori posto.

Il 18 febbraio 1930 Tombaugh scoprì un possibile oggetto in movimento su lastre fotografiche scattate nel gennaio di quell'anno. Dopo che l'osservatorio ricevette ulteriori fotografie per confermare l'esistenza dell'oggetto, la notizia della scoperta fu telegrafata all'Osservatorio dell'Harvard College il 13 marzo 1930. Il misterioso Pianeta X è stato finalmente scoperto.

Denominazione:

Dopo la scoperta, è stato annunciato che l'Osservatorio Lowell era stato inondato di proposte per i nomi del nuovo pianeta. , dal nome del dio romano degli inferi, fu suggerito da Venetia Burney (1918-2009), allora studentessa di 11 anni a Oxford, in Inghilterra. Lo suggerì in una conversazione con suo nonno, che raccomandò il nome al professore di astronomia Herbert Hall Turner, che ne informò i suoi colleghi negli Stati Uniti.

La superficie di Plutone vista dal telescopio Hubble in diverse immagini nel 2002 e nel 2003. Credito: NASA/Hubble.

All'oggetto fu dato un nome ufficiale il 24 marzo 1930 e si dovette votare tra tre opzioni: Minerva, Kronos e. Tutti i membri dell'Osservatorio Lowell votarono per Plutone e questo fu annunciato il 1 maggio 1930. La scelta si è basata sul fatto che le prime due lettere della parola Plutone - P e L - corrispondono alle iniziali.

Questo nome prese rapidamente piede tra il grande pubblico. Nel 1930, Walt Disney fu apparentemente ispirato da questo evento quando presentò al pubblico il segugio di Topolino, Plutone. Nel 1941, Glenn T. Seaborg chiamò plutonio l'elemento appena scoperto, in onore di Plutone. Ciò era in linea con la tradizione di denominare gli elementi con i nomi dei pianeti appena scoperti, come l'uranio, chiamato , e il nettunio, chiamato .

Dimensioni, massa e orbita:

Con una massa di 1.305±0.007 x 10²² kg - che è l'equivalente di e - Plutone è il secondo pianeta nano più grande e il decimo oggetto più grande conosciuto in orbita diretta attorno al Sole. Ha una superficie di 1.765 x 10 7 km ed un volume di 6,97 x 10 9 km.

Una mappa della superficie di Plutone, con nomi informali per molte delle caratteristiche più grandi del paesaggio. Credito: NASA/JHUAPL.

Plutone ha un'orbita moderatamente eccentrica e inclinata che traballa. Ciò significa che Plutone si avvicina periodicamente al Sole rispetto a Nettuno, ma una risonanza orbitale stabile con Nettuno impedisce loro di entrare in collisione.

Plutone ha un periodo orbitale di 247,68 anni terrestri, il che significa che impiega quasi 250 anni per completare una rivoluzione completa attorno al Sole. Nel frattempo, il periodo di rotazione attorno al proprio asse (un giorno) è di 6,39 giorni terrestri. Come Urano, Plutone ruota su un fianco con un'inclinazione assiale di 120° rispetto al piano orbitale, determinando variazioni stagionali estreme. Ai solstizi, un quarto della superficie è costantemente esposto alla luce del giorno, mentre gli altri tre quarti sono costantemente al buio.

Composizione e atmosfera:

Con una densità media di 1,87 g/cm³, la composizione di Plutone è differenziata tra un mantello ghiacciato e un nucleo roccioso. La superficie è costituita per oltre il 98% da ghiaccio di azoto con miscele di metano e monossido di carbonio. La superficie è molto varia con grandi differenze di luminosità e colore. Una caratteristica distintiva è.

La struttura interna teorica di Plutone, costituita da 1) azoto congelato, 2) ghiaccio d'acqua, 3) roccia. Credito: NASA/Pat Rawlings.

Gli scienziati sospettano anche che la struttura interna di Plutone sia differenziata, con rocce sistemate in un nucleo denso circondato da un mantello di ghiaccio d'acqua. Si ritiene che il diametro del nucleo sia di circa 1.700 km, il 70% del diametro di Plutone. A causa del decadimento degli elementi radioattivi, è possibile che lo spessore del nucleo e del mantello sia di 100-180 km.

Plutone ha una sottile atmosfera di azoto (N2), metano (CH4) e monossido di carbonio (CO), che sono in equilibrio con i ghiacci superficiali. Tuttavia, il pianeta è così freddo che durante parte della sua orbita l'atmosfera si addensa e cade in superficie. La temperatura media della superficie del pianeta va da 33 K (-240 °C) all'afelio a 55 K (-218 °C) al perielio.

Satelliti:

Plutone ha cinque lune conosciute. Il più grande e il più vicino nell'orbita di Plutone è Caronte. Questa luna fu identificata per la prima volta nel 1978 dall'astronomo James Christie utilizzando lastre fotografiche dell'Osservatorio navale degli Stati Uniti (USNO) a Washington, DC. con orbite multiple: rispettivamente Styx, Nix, Kerberos e Hydra.

Nikta e Hydra furono scoperte contemporaneamente nel 2005 da un team che cercava i compagni di Plutone utilizzando il telescopio Hubble. Lo stesso team ha aperto Kerber nel 2011. La quinta e ultima luna, Stige, è stata scoperta nel 2012 mentre fotografavamo Plutone e Caronte.

Un'illustrazione che confronta la scala e la luminosità delle lune di Plutone. Credito: NASA/ESA/M.Showalter.

Caronte, Stige e Kerberos sono abbastanza massicci da collassare in una forma sferoidale sotto l'influenza della propria gravità. Nyx e Hydra, invece, hanno una forma allungata. Il sistema Plutone-Caronte è insolito in quanto è uno dei pochi sistemi al mondo il cui baricentro si trova sopra la superficie del pianeta. In breve, inducendo alcuni scienziati a sostenere che si tratti di un “sistema nano doppio” invece che di un pianeta nano e di un satellite nella sua orbita.

Inoltre, è insolito anche il fatto che ciascun corpo sia bloccato in modo mareale (rotazione sincronizzata) l'uno con l'altro. Caronte e Plutone sono sempre rivolti l'uno verso l'altro dallo stesso lato, e da qualsiasi posizione sulla superficie di uno dei due, l'altro è sempre nella stessa posizione nel cielo, o sempre nascosto. Ciò significa anche che i periodi di rotazione attorno all'asse di ciascuno di essi sono pari al tempo impiegato dall'intero sistema per girare attorno al comune centro di massa.

Nel 2007, le osservazioni dell'Osservatorio Gemini di macchie di idrati di ammoniaca e cristalli d'acqua sulla superficie di Caronte hanno suggerito la presenza di . Ciò sembrerebbe indicare che Plutone abbia un oceano sotterraneo caldo e che il nucleo sia geologicamente attivo. Si ritiene che le lune di Plutone si siano formate da una collisione tra Plutone e un corpo celeste di dimensioni simili nell'antica storia del Sistema Solare. La collisione ha espulso materiale che successivamente si è consolidato nelle lune attorno a Plutone.

Classificazione:

Dal 1992 sono stati scoperti molti corpi celesti in orbita nella stessa regione di Plutone, a dimostrazione del fatto che Plutone fa parte di una popolazione. Ciò mise in discussione il suo status ufficiale di pianeta, con molti che si chiedevano se Plutone dovesse essere considerato separatamente dalle popolazioni circostanti, come Pallade, Giunone e Plutone, che persero il loro status planetario dopo.

Il 29 luglio 2005 è stata annunciata la scoperta, che si credeva fosse molto più grande di Plutone. Originariamente riferito al decimo pianeta del Sistema Solare, non c'era consenso sul fatto che Eris fosse un pianeta. Inoltre, altri nella comunità astronomica considerano la sua scoperta un forte argomento a favore della riclassificazione di Plutone come pianeta minore.

Il dibattito si è concluso il 24 agosto 2006, con una risoluzione dell'Unione Astronomica Internazionale (IAU) che ha creato una definizione ufficiale del termine "pianeta". Secondo la XXVI Assemblea Generale dell'IAU, un pianeta deve soddisfare tre criteri: deve essere in orbita attorno al Sole, deve avere gravità sufficiente per comprimersi in una forma sferica e deve liberare la sua orbita da altri oggetti.

Plutone non soddisfa la terza condizione perché la sua massa è solo 0,07 della massa di tutti gli oggetti nella sua orbita. La IAU ha inoltre stabilito che i corpi che non soddisfano il terzo criterio dovrebbero essere chiamati pianeti nani. Il 13 settembre 2006, la IAU ha incluso Plutone, Eris e la sua luna Disnomia nel Catalogo dei pianeti minori.

La decisione della IAU è stata accolta con polemiche, soprattutto nella comunità scientifica. Ad esempio, Alan Stern, il ricercatore principale della missione New Horizons, e Mark Bouyer, un astronomo dell'Osservatorio Lowell, hanno entrambi espresso apertamente il loro disappunto per la riclassificazione. Altri, come Mike Brown, l'astronomo che scoprì Eris, espressero il loro sostegno.

La nostra comprensione in evoluzione di Plutone, rappresentata dalle immagini di Hubble del 2002-2003 (a sinistra) e dalle foto di New Horizons scattate nel 2015 (a destra). Credito: theguardian.com

Dal 14 al 16 agosto 2008, ricercatori di entrambe le parti della questione si sono riuniti per quello che divenne noto come "Il grande dibattito sul pianeta" presso il Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University. Sfortunatamente non è stato raggiunto alcun consenso scientifico, ma l'11 giugno 2008 la IAU ha annunciato in un comunicato stampa che d'ora in poi il termine "plutoide" sarebbe stato utilizzato per riferirsi a Plutone e ad altri oggetti simili.

(OK). Ciò portò alla pianificazione della missione Plutone Kuiper Express e la NASA incaricò il Jet Propulsion Laboratory di pianificare un sorvolo di Plutone e della Cintura di Kuiper.

Nel 2000, il programma è stato rivisto a causa di evidenti problemi di budget. Dopo le pressioni della comunità scientifica, una missione rivista su Plutone, chiamata New Horizons, ha finalmente ricevuto finanziamenti dal governo degli Stati Uniti nel 2003. La navicella spaziale New Horizons è stata lanciata con successo il 19 gennaio 2006.

Dal 21 al 24 settembre 2006, la navicella spaziale New Horizons ha catturato le sue prime fotografie di Plutone durante il test di uno strumento chiamato LORRI. Queste immagini, scattate da una distanza di circa 4,2 miliardi di km o 28,07 UA, sono state rilasciate il 28 novembre 2006, confermando la capacità della navicella spaziale di tracciare obiettivi distanti.

Le operazioni per un incontro distante con Plutone sono iniziate il 4 gennaio 2015. Dal 25 al 31 gennaio, la sonda in arrivo ha scattato diverse immagini di Plutone, pubblicate dalla NASA il 12 febbraio 2015. Queste fotografie, scattate da una distanza di oltre 203 milioni di km, mostravano Plutone e la sua luna più grande, Caronte.

Plutone e Caronte, ripresi dalla sonda spaziale New Horizons dal 25 al 31 gennaio 2015. Credito: NASA

La navicella spaziale New Horizons ha effettuato il suo avvicinamento ravvicinato a Plutone alle 11:49:57 UTC del 14 luglio 2015, seguita da Caronte alle 12:03:50 UTC. La telemetria che confermava il successo del volo e la “salute” del veicolo spaziale ha raggiunto la Terra alle 00:52:37 UTC.

Durante il suo sorvolo, la sonda ha catturato le immagini più nitide di Plutone fino ad oggi, e un'analisi completa dei dati ottenuti richiederà diversi anni. La navicella spaziale si sta attualmente muovendo a 14,52 km/s rispetto al Sole e 13,77 km/s rispetto a Plutone.

Anche se la missione New Horizons ci ha mostrato molto su Plutone e continuerà a farlo man mano che gli scienziati analizzeranno i dati raccolti, c’è ancora molto da imparare su questo mondo lontano e misterioso. Con il tempo e più missioni, saremo finalmente in grado di scoprire alcuni dei suoi segreti più profondi.

Un'illustrazione della navicella spaziale New Horizons vicino a Plutone, con Caronte visibile sullo sfondo. Credito: NASA/JPL.

Nel frattempo, offriamo tutte le informazioni attualmente note su Plutone. Ci auguriamo che tu possa trovare quello che stai cercando nei link sottostanti e, come sempre, buona esplorazione!

Titolo dell'articolo che hai letto "Pianeta nano Plutone".

Informazioni generali su Plutone

© Vladimir Kalanov,
sito web"Sapere è potere".

Subito dopo la scoperta di Nettuno, effettuata nel settembre 1846 dall'astronomo tedesco Johann Halle secondo i calcoli di Adams e Le Verrier, nacque l'idea di cercare un nuovo pianeta oltre l'orbita di Nettuno. Si presumeva che il pianeta sconosciuto potesse avere un'influenza sulle caratteristiche del movimento di Urano (insieme all'influenza di Nettuno, Saturno e Giove).

Plutone

Storia della scoperta di Plutone

Già nel 1848, il matematico e astronomo americano Benjamin Peirce (1809-1880) ipotizzò l'esistenza di un pianeta transnettuniano. Nel 1874, un altro astronomo americano, Simon Newcomb (1835-1909), sviluppò una nuova teoria del moto di Urano, che teneva conto della gravità di uno sconosciuto pianeta extra-nettuniano.

L'astronomo americano, famoso per il suo lavoro, Percival Lowell (1855-1916), dedicò 14 anni di duro lavoro alla ricerca di questo pianeta. Organizzò una ricerca su larga scala del nono pianeta del sistema solare, indicò un luogo nella costellazione dei Gemelli dove cercare un pianeta sconosciuto, ma la sua morte prematura non gli diede la possibilità di portare a termine l'opera che aveva iniziato. 14 anni dopo la morte di Lowell, il 13 marzo 1930, l'astronomo americano Clyde Tombaugh, lavorando in un osservatorio vicino alla città di Flagstaff (Arizona), costruito un tempo con i soldi di Lowell, scoprì il nono pianeta. Si trovava esattamente nel luogo calcolato da Percival Lowell.

Riteniamo nostro dovere sottolineare che Clyde Tombaugh, che al momento della scoperta aveva solo 24 anni, arrivò a questo straordinario successo come risultato di un lavoro enorme e scrupoloso, lavorando come operatore di un comparatore di battito di ciglia - un dispositivo speciale che permette di confrontare due fotografie della stessa area di cielo scattate in momenti diversi utilizzando un telescopio fotografico, Clyde Tombaugh ha dovuto analizzare e confrontare centinaia di lastre fotografiche stando seduto dietro un microscopio comparatore intermittente.

Sulle lastre fotografiche c'erano riflessi di deboli stelle, il cui numero, man mano che si avvicinavano alla striscia della Via Lattea, variava da 160mila a 400mila su ciascuna lastra. Quanta perseveranza e quanto duro lavoro è stato necessario per analizzare attentamente questi documenti!

Successivamente si scoprì che Plutone avrebbe potuto essere scoperto durante la vita di Lowell, così come nel 1919. L'elaborazione delle lastre fotografiche sopravvissute dell'Osservatorio di Flagstaff utilizzando la tecnologia moderna ha mostrato che l'immagine del nuovo pianeta su una delle lastre era dovuta a un difetto della lastra fotografica, mentre sulle altre le immagini erano così poco chiare che era semplicemente impossibile per notarli.

Nel nome, più precisamente nel segno astronomico del pianeta Plutone, è visibile un certo simbolismo: due lettere latine P e L coincidono con le lettere iniziali del nome Persival Lowell. Sebbene tale coincidenza sia probabilmente accidentale, è percepita come una sorta di giustizia storica. Se ci rivolgiamo alla mitologia, allora Plutone tra gli antichi greci era il dio degli inferi, la dimora dei morti. Il nome dato al nono pianeta non è affatto divertente, ma non prendiamolo sul serio, un mito è proprio questo: un mito.

Prima di continuare la storia su Plutone, facciamo subito una riserva sul fatto che il termine "pianeta" non è più usato in relazione a questo corpo celeste. Nell'agosto 2006 si è svolta a Praga la XXVI Assemblea dell'Unione Astronomica Internazionale, che ha deciso che Plutone non è un pianeta a pieno titolo del sistema solare e, a causa delle sue dimensioni, è classificato come pianeti nani . Va detto che tra gli astronomi questa decisione è stata accolta in modo ambiguo e, nel complesso, con una certa moderazione.

Informazioni generali su Plutone

Plutone è il pianeta più piccolo e più lontano del sistema solare. Plutone ha una distanza media dal Sole di 5.900 milioni di chilometri (39,9 UA). Una caratteristica del movimento di Plutone è il grande allungamento della sua orbita circumsolare e la sua grande inclinazione rispetto al piano dell'eclittica. Avvicinandosi a una delle sue posizioni estreme in orbita (perielio), Plutone appare per qualche tempo più vicino al Sole di Nettuno. Infatti: la distanza minima di Nettuno dal Sole è di 4456 milioni di km, e quella di Plutone è di 4425 milioni di km. L’ultimo periodo in cui Nettuno era il pianeta più distante si è verificato negli anni dal 1979 al 1998.

Diagramma: orbite di Nettuno e Plutone

Non c’è bisogno di sorprendersi per la lunga durata di questo periodo (19 anni), perché il periodo di rivoluzione di Plutone attorno al Sole è di 248 anni. Ma il punto più distante dell’orbita di Plutone è a 7375 milioni di km dal Sole. In questo momento Plutone è già incomparabilmente più lontano dal Sole di Nettuno.

Risulta che con la posizione appropriata nello spazio rispetto al Sole, la nostra Terra può trovarsi ad una distanza da Plutone pari a circa 7525 milioni di km. A una distanza così grande, l'esplorazione del pianeta Plutone è molto difficile. Nel telescopio più potente, Plutone e il suo satellite appaiono dalla Terra sotto forma di una piccola stella, quasi fusa con un'altra, ancora più piccola.

È vero, con l'aiuto di un veicolo spaziale lanciato nell'orbita terrestre bassa, gli scienziati sono stati in grado di ottenere una certa quantità di informazioni su questi corpi celesti distanti. Ad esempio, il diametro di Plutone è stato determinato in 2390 km, che è quasi la metà del diametro di Mercurio (4878 km) e significativamente inferiore al diametro della Luna (3480 km).

Il periodo di rotazione di Plutone attorno al proprio asse è di 6 giorni e 8 ore, cioè Una giornata su Plutone dura 152 ore terrestri. La rotazione di Plutone attorno al proprio asse è nella direzione opposta alla direzione della sua rotazione orbitale. Questa è un'altra caratteristica di questo pianeta.

La massa di Plutone è 0,0025 della massa della Terra (400 volte inferiore alla massa della Terra). L'inclinazione del piano orbitale rispetto al piano dell'eclittica è 17°2". Nessuno degli altri otto pianeti del Sistema Solare ha un'inclinazione così grande del piano orbitale. Ad esempio, questo parametro è: per Nettuno - 1°8" , per Urano - 0°8", per Saturno - 2°5", per Giove - 1°9".

Il periodo di rivoluzione attorno al Sole, ad es. un anno su Plutone equivale, come già sappiamo, a 248 anni terrestri, cioè quasi un quarto di millennio.

La velocità media di rivoluzione attorno al Sole è di 4,7 km/s, ovvero quasi 17.000 km/h.

Possiamo immaginare un pilota ai comandi di un aereo a reazione, che vola ad una velocità di poco superiore a 1000 km/h per diverse ore. Ma è impossibile immaginare il volo di un simile aereo lungo l'orbita di Plutone. Un volo del genere è impensabile, perché per volare attorno al Sole nell’orbita di Plutone ad una velocità di circa 1000 km/h occorrerebbero 4.200 anni: in fondo occorrerebbero percorrere circa 22,2 miliardi di km.

Presentiamo questo fantastico calcolo perché stiamo parlando del pianeta più distante del sistema solare. Lo spazio è pieno di molti misteri e chissà se le persone saranno in grado di scoprire un altro pianeta. Forse le orbite di Nettuno e Plutone sono i confini del sistema solare. E così, per dare ai lettori un'idea della grandezza dello spazio contenuto entro questi confini, abbiamo riportato questo semplice calcolo.

Atmosfera e superficie di Plutone

L'atmosfera di Plutone fu scoperta nel 1985 osservando la sua copertura stellare. La presenza di atmosfera è stata successivamente confermata da osservazioni di altri rivestimenti nel 1988 e nel 2002.

L'atmosfera di Plutone è molto sottile ed è costituita principalmente da una miscela di azoto (99%), monossido di carbonio e metano (0,1%). Il componente principale dell'atmosfera è l'azoto molecolare (N 2). Si presume che l'azoto si sia formato dalla sostanza che costituisce la superficie di Plutone. Attualmente l’azoto si trova in uno stato volatile (sublimato). Ad una temperatura atmosferica media di meno 230°C, questo è lo stato naturale di aggregazione dell'azoto. Secondo i dati aggiornati, la temperatura dell’atmosfera (meno 180°C) è superiore alla temperatura della superficie del pianeta (meno 230°C). La sublimazione produce un effetto di raffreddamento sulla superficie di Plutone.

L'atmosfera contiene anche molecole e ioni di idrogeno, acido cianidrico, etano e altre sostanze formate a seguito di processi fotochimici e dall'influenza di particelle cariche. Si ritiene che il metano esistesse durante la formazione del pianeta e sia uscito dalle sue profondità.

Ad un'altitudine di 1215 km, la pressione atmosferica è di circa 2,3 microbar. A questa altitudine l'atmosfera sembra divisa in due parti. Sopra c'è uno strato di aerosol proveniente da una miscela delle sostanze sopra elencate. Man mano che ci si allontana dal Sole, la sublimazione del ghiaccio superficiale diminuisce e, di conseguenza, la pressione diminuisce.

Grazie alle immagini trasmesse dal telescopio Hubble, gli scienziati hanno un'idea di circa l'85% della superficie di Plutone. La superficie di Plutone appare come zone contrastanti, dalla luce all'oscurità. Alcune aree scure possono essere considerate formazioni simili a crateri e depressioni apparse a seguito di collisioni con grandi asteroidi.

Superficie di Plutone

La superficie di Plutone è composta da acqua ghiacciata e metano congelato. Le aree chiare della superficie sono aree che si ritiene siano ricoperte di azoto solido. Lo stato dell'azoto cambia con il verificarsi di lunghi cicli stagionali. Un cambiamento nella struttura dell'azoto porta ad un cambiamento nella luminosità della superficie. A seconda delle condizioni di temperatura, cambia anche la struttura del ghiaccio d'acqua. Quando Plutone si avvicina al Sole, parte del ghiaccio sublima, cioè si trasforma in gas e l'atmosfera diventa più densa. Quando il pianeta si allontana dal Sole, l'atmosfera si condensa parzialmente e cade sotto forma di cristalli, formando una sorta di “neve” sulla superficie. Questo crea aree più chiare della superficie.

Tre vedute di Plutone
Foto della superficie basata sulle immagini del telescopio Hubble

Le macchie grigiastre omogenee, che sono state “esaminate” con l'aiuto del telescopio Hubble, sono formate da metano. Ciò è confermato da studi spettroscopici eseguiti dalla Terra. Il metano costituisce circa l’1% della massa del pianeta.

Uno dei componenti della superficie di Plutone potrebbe essere l'anidride carbonica, il cui contenuto è inferiore all'1%. È possibile che la composizione della superficie, oltre alle sostanze indicate, comprenda anche altri componenti, ma finora non sono stati identificati.

La densità della materia su Plutone è in media di 2,03 (g/cm³). Temperatura superficiale - da meno 228 a meno 238 °C. La pressione superficiale varia da 3 a 160 microbar. L'illuminazione della superficie è debole: la distanza dal Sole è troppo grande. Tuttavia, durante il giorno la superficie di Plutone è illuminata molte volte di più di quanto la nostra Terra sia illuminata dalla Luna di notte.

Gran parte di Plutone è rimasto sconosciuto fino al 2015, quando la navicella spaziale New Horizons lo ha sorvolato.

L'eterogeneità della superficie di Plutone è stata confermata da fotografie molto migliori della sonda New Horizons.

L'albedo delle diverse parti della sua superficie varia dal 10 al 70%, il che lo rende il secondo oggetto più contrastante nel sistema solare dopo Giapeto.

Struttura interna di Plutone

Plutone è un pianeta speciale, ma molto probabilmente può essere classificato come pianeta terrestre. Secondo l'ipotesi principale, si ritiene che sotto la superficie, costituita principalmente da acqua ghiacciata e metano, si trovi un mantello ghiacciato spesso fino a 250 km, costituito da ghiaccio (strato di 130 km), azoto molecolare e altre strutture. Più in profondità è presente un nucleo di silicati rocciosi e in parte di ghiaccio e idrati. Secondo una versione, tra il mantello ghiacciato e il nucleo di silicato potrebbe esserci uno strato di sostanze organiche spesso fino a 100 km.

Il ghiaccio in superficie e nel mantello si è formato dall'acqua sollevata dalle profondità del pianeta dal calore liberato durante il decadimento radioattivo degli elementi che compongono le formazioni rocciose del nucleo. Altre ipotesi su questo argomento sono che l'acqua sia stata rilasciata dai fossili primordiali del pianeta a seguito di una collisione con un grande asteroide.

©Vladimir Kalanov,
"Sapere è potere"

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Plutone (134340 Plutone) è il più grande pianeta nano del Sistema Solare (insieme a Eris), un oggetto transnettuniano (TNO) e il decimo corpo celeste più grande in orbita attorno al Sole (esclusi i satelliti). Plutone era originariamente classificato come pianeta, ma ora è considerato uno degli oggetti più grandi (forse il più grande) nella fascia di Kuiper.

Come la maggior parte degli oggetti nella fascia di Kuiper, Plutone è costituito principalmente da roccia e ghiaccio ed è relativamente piccolo: la sua massa è cinque volte inferiore a quella della Luna e il suo volume è tre volte inferiore. L'orbita di Plutone ha una grande eccentricità (eccentricità dell'orbita) e una grande inclinazione rispetto al piano dell'eclittica.

A causa dell'eccentricità della sua orbita, Plutone si avvicina al Sole ad una distanza di 29,6 UA. e. (4,4 miliardi di km), essendo più vicino a Nettuno, si allontana del 49,3 a. e. (7,4 miliardi di km). Plutone e la sua luna più grande Caronte sono spesso considerati un pianeta doppio perché il baricentro del loro sistema si trova all'esterno di entrambi gli oggetti. L'Unione Astronomica Internazionale (IAU) ha annunciato la sua intenzione di fornire una definizione formale per i pianeti nani binari, ma fino ad allora Caronte è classificato come una luna di Plutone. Plutone ha anche tre lune più piccole, Nix e Hydra, scoperte nel 2005, e P4, la più piccola, scoperta il 28 giugno 2011.

Dal giorno della sua scoperta nel 1930 fino al 2006, Plutone è stato considerato il nono pianeta del sistema solare. Tuttavia, tra la fine del XX e l’inizio del XXI secolo, furono scoperti molti oggetti nel sistema solare esterno. Tra questi spiccano Quaoar, Sedna e soprattutto Eris, che è il 27% più massiccio di Plutone. Il 24 agosto 2006, la IAU ha definito per la prima volta il termine "pianeta". Plutone non rientrava in questa definizione e la IAU lo classificò in una nuova categoria di pianeti nani, insieme a Eris e Cerere. Dopo la riclassificazione, Plutone è stato aggiunto all'elenco dei pianeti minori e ha ricevuto il numero (inglese) 134340 secondo il catalogo del Minor Planet Center (MPC). Alcuni scienziati continuano a credere che Plutone dovrebbe essere riclassificato come pianeta.

L'elemento chimico plutonio prende il nome da Plutone.

Storia della scoperta

Nel 1840, Urbain Le Verrier, utilizzando la meccanica newtoniana, predisse la posizione del pianeta Nettuno allora sconosciuto sulla base di un'analisi dei disturbi nell'orbita di Urano. Successive osservazioni di Nettuno alla fine del XIX secolo portarono gli astronomi a suggerire che, oltre a Nettuno, un altro pianeta stesse influenzando l'orbita di Urano. Nel 1906, Percival Lowell, un ricco bostoniano che aveva fondato l'Osservatorio Lowell nel 1894, avviò un vasto progetto per cercare il nono pianeta del sistema solare, che chiamò "Pianeta X". Nel 1909, Lowell e William Henry Pickering avevano proposto diverse possibili coordinate celesti per il pianeta. Lowell e il suo osservatorio continuarono la ricerca del pianeta fino alla sua morte nel 1916, ma senza successo. Infatti, il 19 marzo 1915, furono ricevute due deboli immagini di Plutone all'Osservatorio Lowell, ma non fu identificato in esse.

L’Osservatorio di Mount Wilson potrebbe anche rivendicare la scoperta di Plutone nel 1919. Quell'anno Milton Humason, per conto di William Pickering, stava cercando il nono pianeta e un'immagine di Plutone finì su una lastra fotografica. Tuttavia, l'immagine di Plutone in una delle due fotografie coincideva con un piccolo difetto dell'emulsione (sembrava addirittura farne parte), e sull'altra lastra l'immagine del pianeta era parzialmente sovrapposta alla stella. Anche nel 1930 l'immagine di Plutone in queste fotografie d'archivio fu rivelata con notevole difficoltà.

A causa di una battaglia legale durata dieci anni con Constance Lowell, la vedova di Percival Lowell, che stava cercando di ottenere un milione di dollari dall'osservatorio come parte della sua eredità, la ricerca del Pianeta X non fu ripresa. Fu solo nel 1929 che il direttore dell'Osservatorio Westo Melvin Slipher, senza troppe esitazioni, assegnò la continuazione della ricerca a Clyde Tombaugh, un ventitreenne del Kansas che era appena stato accettato nell'osservatorio dopo che Slipher era rimasto colpito dalle sue capacità astronomiche. disegni.

Il compito di Tombaugh era quello di ottenere sistematicamente immagini del cielo notturno sotto forma di fotografie accoppiate con un intervallo di due settimane tra loro, quindi confrontare le coppie per trovare oggetti che avevano cambiato la loro posizione. Per fare un confronto, è stato utilizzato un comparatore di battito di ciglia per cambiare rapidamente la visualizzazione delle due lastre, creando l'illusione del movimento per qualsiasi oggetto che cambiava posizione o visibilità tra le fotografie. Il 18 febbraio 1930, dopo quasi un anno di lavoro, Tombaugh scoprì un possibile oggetto in movimento nelle fotografie scattate il 23 e 29 gennaio. Una foto di qualità inferiore del 21 gennaio ha confermato il movimento. Il 13 marzo 1930, dopo che l'osservatorio ricevette altre fotografie di conferma, la notizia della scoperta fu telegrafata all'Osservatorio dell'Harvard College. Per questa scoperta nel 1931, Tombaugh ricevette la medaglia d'oro della Società Astronomica Inglese.

Nome

Venetia Bernie è la ragazza che ha dato al pianeta il nome Plutone. Il diritto di dare un nome al nuovo corpo celeste apparteneva all'Osservatorio Lowell. Tombaugh consigliò a Slifer di farlo il più rapidamente possibile prima che fossero davanti a loro. Le variazioni dei nomi cominciarono ad arrivare da tutto il mondo. Constance Lowell, la vedova di Lowell, suggerì prima "Zeus", poi il nome di suo marito - "Percival", e poi il suo stesso nome. Tutte queste proposte furono ignorate.

Il nome "Plutone" fu suggerito per la prima volta da Venetia Burney, una studentessa di undici anni di Oxford. Venezia era interessata non solo all'astronomia, ma anche alla mitologia classica, e decise che questo nome - un'antica versione romana del nome del dio greco degli inferi - era adatto a un mondo così probabilmente oscuro e freddo. Lei suggerì il nome in una conversazione con suo nonno Falconer Meydan, che lavorava alla Bodleian Library dell'Università di Oxford: Meydan aveva letto della scoperta del pianeta sul Times e ne aveva parlato a sua nipote durante la colazione. Trasmise la sua proposta al professor Herbert Turner, che telegrafò ai suoi colleghi negli Stati Uniti.

L'oggetto ricevette ufficialmente il suo nome il 24 marzo 1930. Ogni membro dell'Osservatorio Lowell poteva votare su una breve lista di tre opzioni: "Minerva" (sebbene uno degli asteroidi fosse già stato chiamato così), "Kronos" (questo nome si rivelò impopolare, essendo stato proposto da Thomas Jefferson Jackson See , un astronomo discreditato) e "Plutone". L'ultimo proposto ha ricevuto tutti i voti. Il nome fu pubblicato il 1 maggio 1930. Successivamente, Faulconer Meydan ha donato a Venezia 5 sterline come ricompensa.

Il simbolo astronomico di Plutone è un monogramma delle lettere P e L, che sono anche le iniziali del nome P. Lowell. Il simbolo astrologico di Plutone assomiglia al simbolo di Nettuno (Nettuno simbolo.svg), con la differenza che al posto della punta centrale del tridente c'è un cerchio (Plutone's astrological symbol.svg).

In cinese, giapponese, coreano e vietnamita, il nome Plutone è tradotto come "Stella del re sotterraneo" - questa opzione fu proposta nel 1930 dall'astronomo giapponese Hoei Nojiri. Molte altre lingue usano la traslitterazione "Plutone" (in russo - "Plutone"); tuttavia, alcune lingue indiane possono usare il nome del dio Yama (ad esempio, Yamdev in gujarati), il guardiano dell'inferno nel buddismo e nella mitologia indù.

La ricerca del Pianeta X

Immediatamente dopo la scoperta di Plutone, la sua oscurità, così come la mancanza di un disco planetario distinguibile, sollevarono dubbi sul fatto che fosse il "Pianeta X" di Lowell. Per tutta la metà del XX secolo, le stime della massa di Plutone furono costantemente riviste al ribasso. La scoperta di Caronte, luna di Plutone, nel 1978 ha permesso di misurarne la massa per la prima volta. Questa massa, pari a circa lo 0,2% della massa terrestre, si è rivelata troppo piccola per causare discrepanze nell'orbita di Urano.

Le successive ricerche per un Pianeta X alternativo, in particolare quelle guidate da Robert Garrington, non ebbero successo. Durante il passaggio della Voyager 2 vicino a Nettuno nel 1989, furono ottenuti dati in cui la massa totale di Nettuno fu rivista verso il basso dello 0,5%. Nel 1993, Myles Standish usò questi dati per ricalcolare l'influenza gravitazionale di Nettuno su Urano. Di conseguenza, le discrepanze nell'orbita di Urano sono scomparse, e con esse la necessità del Pianeta X.

Oggi, la stragrande maggioranza degli astronomi concorda sul fatto che il Pianeta X di Lowell non esiste. Nel 1915, Lowell predisse una posizione per il Pianeta X che era abbastanza vicina alla posizione effettiva di Plutone in quel momento; tuttavia, il matematico e astronomo inglese Ernest Brown concluse che si trattava di una coincidenza, e questo punto di vista è ormai generalmente accettato.

Orbita

L'orbita di Plutone differisce significativamente dalle orbite dei pianeti del sistema solare. È molto inclinato rispetto all'eclittica (più di 17°) e molto eccentrico (ellittico). Le orbite di tutti i pianeti del Sistema Solare sono quasi circolari e formano un piccolo angolo con il piano dell'eclittica. La distanza media di Plutone dal Sole è di 5,913 miliardi di km, o 39,53 UA. e., ma a causa della grande eccentricità dell'orbita (0,249), questa distanza varia da 4,425 a 7,375 miliardi di km (29,6-49,3 UA). La luce solare impiega circa cinque ore per raggiungere Plutone, quindi le onde radio impiegheranno lo stesso tempo per viaggiare dalla Terra a un veicolo spaziale situato vicino a Plutone. La grande eccentricità dell'orbita porta al fatto che parte di essa passa più vicino al Sole di Nettuno. L'ultima volta che Plutone ha occupato questa posizione è stata dal 7 febbraio 1979 all'11 febbraio 1999. Calcoli dettagliati mostrano che prima Plutone occupava questa posizione dall'11 luglio 1735 al 15 settembre 1749 e solo per 14 anni, mentre dal 30 aprile 1483 al 23 luglio 1503 rimase in questa posizione per 20 anni. A causa della grande inclinazione dell'orbita di Plutone rispetto al piano dell'eclittica, le orbite di Plutone e Nettuno non si intersecano. Passando al perielio, Plutone si trova a 10 UA. e. sopra il piano dell'eclittica. Inoltre, il periodo orbitale di Plutone è di 247,69 anni e Plutone compie due orbite nel tempo in cui Nettuno ne compie tre. Di conseguenza, Plutone e Nettuno non si avvicinano mai a meno di 17 UA. e. L'orbita di Plutone può essere prevista per diversi milioni di anni sia avanti che indietro, ma non di più. Il movimento meccanico di Plutone è caotico ed è descritto da equazioni non lineari. Ma per notare questo caos, devi guardarlo abbastanza a lungo. Esiste un tempo caratteristico per il suo sviluppo, il cosiddetto tempo di Lyapunov, che per Plutone è di 10-20 milioni di anni. Se le osservazioni vengono effettuate su brevi periodi di tempo, il movimento apparirà regolare (periodico lungo un'orbita ellittica). In effetti, l'orbita si sposta leggermente ad ogni periodo, e durante il tempo di Lyapunov si sposta così tanto che non rimangono tracce dell'orbita originale. Pertanto, è molto difficile simulare il movimento.

Orbite di Nettuno e Plutone

Vista dall'alto delle orbite di Plutone (in rosso) e Nettuno (in blu). Plutone periodicamente sembra essere più vicino al Sole di Nettuno. La parte ombreggiata dell'orbita mostra dove l'orbita di Plutone si trova al di sotto del piano dell'eclittica. La posizione è data dall'aprile 2006

Plutone è in una risonanza orbitale di 3:2 con Nettuno - per ogni tre rivoluzioni di Nettuno attorno al Sole, ci sono due rivoluzioni di Plutone, l'intero ciclo dura 500 anni. Sembra che Plutone debba periodicamente spostarsi molto vicino a Nettuno (dopotutto, la proiezione della sua orbita si interseca con l'orbita di Nettuno).

Il paradosso è che Plutone a volte appare più vicino a Urano. La ragione di ciò è la stessa risonanza. In ogni ciclo, quando Plutone passa per la prima volta al perielio, Nettuno è 50° dietro Plutone; quando Plutone passerà per la seconda volta al perielio, Nettuno farà un giro e mezzo attorno al Sole e si troverà all'incirca alla stessa distanza dell'ultima volta, ma davanti a Plutone; in un momento in cui Nettuno e Plutone si trovano in linea con il Sole e su un lato di esso, Plutone va all'afelio.

Pertanto, Plutone non è mai più vicino di 17 UA. Cioè a Nettuno e con Urano sono possibili avvicinamenti fino alle 11 di mattina. e.

La risonanza orbitale tra Plutone e Nettuno è molto stabile e dura milioni di anni. Anche se l'orbita di Plutone si trovasse sul piano dell'eclittica, una collisione sarebbe impossibile.

La stabile interdipendenza delle orbite smentisce l'ipotesi che Plutone fosse un satellite di Nettuno e ne abbia abbandonato il sistema. Tuttavia, sorge la domanda: se Plutone non è mai passato vicino a Nettuno, allora da dove potrebbe derivare la risonanza da un pianeta nano, molto meno massiccio di, ad esempio, la Luna? Una teoria suggerisce che se Plutone non era inizialmente in risonanza con Nettuno, allora probabilmente gli si è avvicinato molto di tanto in tanto, e questi approcci nel corso di miliardi di anni hanno influenzato Plutone, cambiando la sua orbita in quella osservata oggi.

Ulteriori fattori che influenzano l'orbita di Plutone

Diagramma degli argomenti del perielio

I calcoli hanno permesso di stabilire che nel corso di milioni di anni la natura generale delle interazioni tra Nettuno e Plutone non cambia. Tuttavia, ci sono molte altre risonanze e influenze che influenzano le caratteristiche del loro movimento reciproco e inoltre stabilizzano l’orbita di Plutone. Oltre alla risonanza orbitale 3:2, sono di primaria importanza i due fattori seguenti.

Innanzitutto, l'argomento del perielio di Plutone (l'angolo tra il punto di intersezione della sua orbita con il piano dell'eclittica e il punto del perielio) è vicino a 90°. Ne consegue che quando passa al perielio, Plutone si alza il più possibile sopra il piano dell'eclittica, prevenendo così una collisione con Nettuno. Questa è una conseguenza diretta dell'effetto Kozai, che mette in relazione l'eccentricità e l'inclinazione di un'orbita (in questo caso l'orbita di Plutone), tenendo conto dell'influenza di un corpo più massiccio (qui Nettuno). In questo caso, l’ampiezza della librazione di Plutone rispetto a Nettuno è 38°, e la separazione angolare del perielio di Plutone dall’orbita di Nettuno sarà sempre maggiore di 52° (cioè 90°-38°). Il momento in cui la separazione angolare è minima si ripete ogni 10.000 anni.

In secondo luogo, le longitudini dei nodi ascendenti delle orbite di questi due corpi (i punti in cui intersecano l'eclittica) sono praticamente in risonanza con le vibrazioni di cui sopra. Quando queste due longitudini coincidono, cioè quando si può tracciare una linea retta che passa attraverso questi 2 nodi e il Sole, il perielio di Plutone formerà con esso un angolo di 90°, e il pianeta nano sarà più alto sopra l'orbita di Nettuno. In altre parole, quando Plutone attraversa la proiezione dell'orbita di Nettuno e si sposta più profondamente oltre la sua linea, si allontanerà maggiormente dal suo piano. Questo fenomeno è chiamato superrisonanza 1:1.

Per comprendere la natura della librazione, immagina di guardare l'eclittica da un punto distante in cui si vedono i pianeti muoversi in senso antiorario. Dopo aver attraversato il nodo ascendente, Plutone si trova all'interno dell'orbita di Nettuno e si muove più velocemente, raggiungendo Nettuno da dietro. La forte attrazione tra loro provoca una coppia applicata a Plutone a causa della gravità di Nettuno. Sposta Plutone in un'orbita leggermente più alta dove si muove leggermente più lentamente in conformità con la terza legge di Keplero. Man mano che l'orbita di Plutone cambia, il processo comporta gradualmente un cambiamento nel periasse e nella longitudine di Plutone (e, in misura minore, di Nettuno). Dopo molti di questi cicli, Plutone rallenta così tanto e Nettuno accelera così tanto che Nettuno inizia a catturare Plutone sul lato opposto della sua orbita (vicino al nodo opposto da dove siamo partiti). Il processo viene quindi invertito, con Plutone che impartisce slancio a Nettuno finché Plutone non accelera così tanto che inizia a raggiungere Nettuno vicino al nodo originale. Il ciclo completo si completa in circa 20.000 anni.

caratteristiche fisiche

Plutini di grandi dimensioni confrontati per dimensione, albedo e colore. (Plutone è mostrato con Caronte, Nyctus e Idra)

Probabile struttura di Plutone.
1. Azoto congelato
2. Acqua ghiacciata
3. Silicati e acqua ghiacciata

La grande distanza di Plutone dalla Terra complica notevolmente il suo studio completo. Nuove informazioni su questo pianeta nano potrebbero essere ottenute nel 2015, quando è previsto l'arrivo della navicella spaziale New Horizons nella regione di Plutone.
[modifica] Caratteristiche visive e struttura

La magnitudine media di Plutone è 15,1, raggiungendo 13,65 al perielio. Per osservare Plutone è necessario un telescopio, preferibilmente con un'apertura di almeno 30 cm. Plutone appare a forma di stella e sfocato anche in telescopi molto grandi, poiché il suo diametro angolare è di soli 0,11. Ad un ingrandimento molto elevato, Plutone appare marrone chiaro con un leggero accenno di giallo. L'analisi spettroscopica di Plutone mostra che la sua superficie è costituita per oltre il 98% da ghiaccio di azoto con tracce di metano e monossido di carbonio. La distanza e le capacità dei moderni telescopi non consentono di ottenere immagini di alta qualità della superficie di Plutone. Le fotografie scattate dal telescopio spaziale Hubble rivelano solo i dettagli più generali, e anche in modo vago. Le migliori immagini di Plutone sono state ottenute compilando le cosiddette “mappe di luminosità”, create osservando le eclissi di Plutone da parte della sua luna Caronte, avvenute nel 1985-1990. Utilizzando l'elaborazione computerizzata, è stato possibile catturare il cambiamento nell'albedo superficiale quando un pianeta veniva eclissato dal suo satellite. Ad esempio, un'eclissi di una caratteristica della superficie più luminosa produce variazioni maggiori nella luminosità apparente rispetto all'eclissi di una caratteristica della superficie più scura. Usando questa tecnica, è possibile scoprire la luminosità media complessiva del sistema Plutone-Caronte e tenere traccia dei cambiamenti di luminosità nel tempo. La striscia scura sotto l'equatore di Plutone, come potete vedere, ha un colore piuttosto complesso, che indica alcuni meccanismi ancora sconosciuti per la formazione della superficie di Plutone.

Le mappe compilate dai dati del telescopio Hubble indicano che la superficie di Plutone è estremamente eterogenea. Ciò è evidenziato anche dalla curva della luce di Plutone (cioè dalla dipendenza della sua luminosità apparente dal tempo) e dai cambiamenti periodici nel suo spettro infrarosso. La superficie di Plutone rivolta verso Caronte contiene una discreta quantità di ghiaccio di metano, mentre il lato opposto contiene più ghiaccio di azoto e monossido di carbonio e quasi nessun ghiaccio di metano. Grazie a ciò, Plutone occupa il secondo posto come oggetto più contrastante nel sistema solare (dopo Giapeto). I dati ottenuti utilizzando il telescopio spaziale Hubble suggeriscono che la densità di Plutone è di 1,8-2,1 g/cm2. La struttura interna di Plutone è probabilmente composta per il 50-70% da roccia e per il 50-30% da ghiaccio. Nelle condizioni del sistema Plutone può esistere ghiaccio d’acqua (nelle varietà ghiaccio I, ghiaccio II, ghiaccio III, ghiaccio IV e ghiaccio V, nonché azoto congelato, monossido di carbonio e metano), poiché il decadimento dei minerali radioattivi finirebbe per riscaldano abbastanza i ghiacci da separarli dalle rocce, gli scienziati suggeriscono che la struttura interna di Plutone sia differenziata: rocce con un nucleo denso, circondate da un mantello di ghiaccio, che in questo caso sarebbe spesso circa 300 km. il riscaldamento continua ancora oggi, creando un oceano sotto la superficie di acqua liquida.

Alla fine del 2011, il telescopio Hubble ha scoperto idrocarburi complessi su Plutone: forti linee di assorbimento, che indicano la presenza di una serie di composti precedentemente non rilevati sulla superficie del pianeta nano. È stato anche ipotizzato che sul pianeta possa esistere una vita semplice.

Peso e dimensioni

Terra e Luna rispetto a Plutone e Caronte

Gli astronomi, inizialmente credendo che Plutone fosse il "Pianeta X" di Lowell, calcolarono la sua massa in base alla sua presunta influenza sull'orbita di Nettuno e Urano. Nel 1955, si pensava che la massa di Plutone fosse approssimativamente uguale a quella della Terra, e ulteriori calcoli abbassarono questa stima nel 1971 a circa la massa di Marte. Nel 1976, Dale Cruickshank, Carl Pilcher e David Morrison dell'Università delle Hawaii calcolarono per primi l'albedo di Plutone, trovandolo coerente con quello del ghiaccio di metano. Sulla base di ciò si decise che Plutone doveva essere eccezionalmente luminoso per le sue dimensioni e quindi non poteva avere una massa superiore all'1% della massa della Terra.

La scoperta di Caronte, luna di Plutone, nel 1978 ha reso possibile misurare la massa del sistema Plutone utilizzando la terza legge di Keplero. Una volta calcolata l'influenza gravitazionale di Caronte su Plutone, le stime della massa del sistema Plutone-Caronte sono scese a 1,31 x 1022 kg, ovvero lo 0,24% della massa terrestre. Una determinazione accurata della massa di Plutone è attualmente impossibile, poiché il rapporto tra le masse di Plutone e Caronte è sconosciuto. Attualmente si ritiene che le masse di Plutone e Caronte siano in un rapporto di 89:11, con un possibile errore dell'1%. In generale, il possibile errore nel determinare i parametri principali di Plutone e Caronte varia dall'1 al 10%.

Fino al 1950 si credeva che Plutone avesse un diametro vicino a Marte (cioè circa 6.700 km), poiché se Marte fosse alla stessa distanza dal Sole, avrebbe anche una magnitudine 15. Nel 1950 J. Kuiper misurò il diametro angolare di Plutone utilizzando un telescopio con lente di 5 metri, ottenendo un valore di 0,23, che corrisponde a un diametro di 5900 km. Nella notte tra il 28 e il 29 aprile 1965, Plutone avrebbe eclissato una stella di magnitudine 15 se il suo diametro fosse stato uguale a quello determinato da Kuiper. Dodici osservatori hanno monitorato la brillantezza di questa stella, ma non si è indebolita. Pertanto, è stato stabilito che il diametro di Plutone non supera i 5500 km. Nel 1978, dopo la scoperta di Caronte, il diametro di Plutone fu stimato in 2.600 km. Successivamente, osservazioni di Plutone durante le eclissi di Plutone di Caronte e Caronte di Plutone 1985-1990. ha permesso di stabilire che il suo diametro è di circa 2390 km.

Plutone (in basso a destra) rispetto alle lune più grandi del sistema solare (da sinistra a destra e dall'alto in basso): Ganimede, Titano, Callisto, Io, Luna, Europa e Tritone

Con l'invenzione dell'ottica adattiva è stato possibile determinare con precisione la forma del pianeta. Tra gli oggetti del Sistema Solare, Plutone non solo è più piccolo in dimensioni e massa rispetto agli altri pianeti, ma è addirittura inferiore ad alcuni dei loro satelliti. Ad esempio, la massa di Plutone è solo 0,2 quella della Luna. Plutone è più piccolo di sette satelliti naturali di altri pianeti: Ganimede, Titano, Callisto, Io, la Luna, Europa e Tritone. Plutone ha un diametro doppio e dieci volte più massiccio di Cerere, l'oggetto più grande della fascia degli asteroidi (situata tra le orbite di Marte e Giove), tuttavia, con diametri approssimativamente uguali, è inferiore in massa al pianeta nano Eris del pianeta disco aperto, scoperto nel 2005.

Atmosfera

L'atmosfera di Plutone è un sottile guscio di azoto, metano e monossido di carbonio che evapora dal ghiaccio superficiale. Dal 2000 al 2010 l’atmosfera si è espansa notevolmente a causa della sublimazione del ghiaccio superficiale. All'inizio del 21° secolo si estendeva per 100-135 km sopra la superficie e, secondo i risultati delle misurazioni nel 2009-2010. - si estende per più di 3000 km, ovvero circa un quarto della distanza da Caronte. Considerazioni termodinamiche dettano la seguente composizione di questa atmosfera: 99% di azoto, poco meno dell'1% di monossido di carbonio, 0,1% di metano. Quando Plutone si allontana dal Sole, la sua atmosfera gradualmente si congela e si deposita sulla superficie. Quando Plutone si avvicina al Sole, le temperature vicino alla sua superficie fanno sì che il ghiaccio sublimi e si trasformi in gas. Questo crea un effetto anti-serra: proprio come il sudore raffredda il corpo mentre evapora dalla superficie della pelle, la sublimazione produce un effetto rinfrescante sulla superficie di Plutone. Gli scienziati, grazie al Submillimeter Array, hanno recentemente calcolato che la temperatura superficiale di Plutone è di 43 K (-230,1 °C), ovvero 10 K inferiore a quella prevista. L'atmosfera superiore di Plutone è 50° più calda della superficie, a -170°C. L'atmosfera di Plutone fu scoperta nel 1985 osservando la sua copertura stellare. La presenza di un'atmosfera è stata successivamente confermata da intense osservazioni di altre occultazioni nel 1988. Quando un oggetto non ha atmosfera, l'occultazione della stella avviene in modo abbastanza brusco, ma nel caso di Plutone la stella si oscura gradualmente. Come determinato dal coefficiente di assorbimento della luce, la pressione atmosferica su Plutone durante queste osservazioni era di soli 0,15 Pa, ovvero solo 1/700.000 di quella terrestre. Nel 2002, un'altra occultazione di una stella da parte di Plutone è stata osservata e analizzata da gruppi guidati da Bruno Sicardi dell'Osservatorio di Parigi, James L. Eliot del MIT e Jay Pasachoff del Williamstown College (Massachusetts). Al momento delle misurazioni la pressione atmosferica era stimata pari a 0,3 Pa, nonostante Plutone fosse più lontano dal Sole rispetto al 1988 e quindi avrebbe dovuto essere più freddo e avere un'atmosfera più sottile. Una spiegazione per la discrepanza è che nel 1987, il polo sud di Plutone è emerso dalla sua ombra per la prima volta in 120 anni, consentendo ad ulteriore azoto di evaporare dalle calotte polari. Ci vorranno decenni perché questo gas si condensi dall’atmosfera. Nell'ottobre 2006, Dale Cruikshank del Centro di ricerca della NASA (un nuovo scienziato impegnato nella missione New Horizons) e i suoi colleghi hanno annunciato la scoperta dell'etano sulla superficie di Plutone durante la spettroscopia. L'etano deriva dalla fotolisi o radiolisi (ovvero, trasformazione chimica mediante esposizione alla luce solare e particelle cariche) del metano congelato sulla superficie di Plutone; viene rilasciato, a quanto pare, nell'atmosfera.

La temperatura dell'atmosfera di Plutone è significativamente più alta della temperatura della sua superficie ed è pari a -180 °C.

Satelliti

Plutone con Caronte, foto di Hubble

Plutone e tre delle sue quattro lune conosciute. Plutone e Caronte sono due oggetti luminosi al centro, a destra ci sono due punti deboli: Nikta e Idra

Plutone ha quattro lune naturali: Caronte, scoperta nel 1978 dall'astronomo James Christie, e due piccole lune, Nix e Idra, scoperte nel 2005. L'ultimo satellite è stato scoperto dal telescopio Hubble; un messaggio sulla scoperta è stato pubblicato il 20 luglio 2011 sul sito web del telescopio. È stato temporaneamente denominato S/2011 P 1 (P4); le sue dimensioni vanno dai 13 ai 34 km.

Le lune di Plutone si trovano più lontane dal pianeta rispetto ad altri sistemi satellitari conosciuti. Le lune di Plutone possono orbitare al 53% (o al 69% se il movimento è retrogrado) del raggio della sfera di Hill, la zona stabile dell'influenza gravitazionale di Plutone. Per fare un confronto, la luna quasi distante di Nettuno, Psamatha, orbita al 40% del raggio della sfera di Hill per Nettuno. Nel caso di Plutone, solo il 3% interno della zona è occupato da satelliti. Nella terminologia dei ricercatori di Plutone, il suo sistema lunare è descritto come "molto compatto e in gran parte vuoto". Intorno all’inizio di settembre 2009, gli astrofisici hanno sviluppato un software che ha permesso di analizzare le immagini d’archivio di Plutone scattate dal telescopio Hubble e di stabilire la presenza di altri 14 oggetti spaziali situati vicino all’orbita di Plutone. I diametri dei corpi cosmici variano tra 45-100 km.

Gli studi del sistema Plutone effettuati dal telescopio Hubble hanno permesso di determinare la dimensione massima dei possibili satelliti. Con una confidenza del 90%, possiamo dire che Plutone non ha satelliti più grandi di 12 km di diametro (massimo 37 km con un'albedo di 0,041) oltre 5? dal disco di questo pianeta nano. Ciò presuppone un'albedo simile a quella di Caronte di 0,38. Con una confidenza del 50%, possiamo dire che la dimensione massima per tali satelliti è di 8 km.

Caronte

Caronte è stato scoperto nel 1978. Prende il nome da Caronte, il portatore delle anime dei morti attraverso lo Stige. Il suo diametro, secondo le stime moderne, è di 1205 km, poco più della metà del diametro di Plutone, e il rapporto di massa è 1:8. Per fare un confronto, il rapporto tra le masse della Luna e della Terra è 1:81.

Le osservazioni dell'occultazione della stella da parte di Caronte il 7 aprile 1980 hanno permesso di stimare il raggio di Caronte: 585-625 km. Entro la metà degli anni '80. Utilizzando metodi da terra, principalmente utilizzando l’interferometria speckle, è stato possibile stimare in modo abbastanza accurato il raggio dell’orbita di Caronte; le successive osservazioni del telescopio orbitale Hubble non hanno cambiato molto quella stima, stabilendo che si trovava entro 19.628-19.644 km.

Tra il febbraio 1985 e l'ottobre 1990 sono stati osservati eventi estremamente rari: eclissi alternate di Plutone con Caronte e Caronte con Plutone. Si verificano quando il nodo ascendente o discendente dell'orbita di Caronte si trova tra Plutone e il Sole, e ciò accade circa ogni 124 anni. Poiché il periodo orbitale di Caronte è poco meno di una settimana, le eclissi si ripetevano ogni tre giorni e una vasta serie di questi eventi si verificava nell'arco di cinque anni. Queste eclissi hanno permesso di creare "mappe di luminosità" e ottenere buone stime del raggio di Plutone (1150-1200 km).

Il baricentro del sistema Plutone-Caronte si trova all'esterno della superficie di Plutone, quindi alcuni astronomi considerano Plutone e Caronte un doppio pianeta (un doppio sistema planetario - questo tipo di interazione è estremamente raro nel Sistema Solare; l'asteroide 617 Patroclo può essere considerata una versione ridotta di tale sistema). Questo sistema è insolito anche tra gli altri pianeti influenzati dalle maree: sia Caronte che Plutone sono sempre rivolti lo stesso lato l'uno verso l'altro. Cioè, su un lato di Plutone, di fronte a Caronte, Caronte è visibile come un oggetto stazionario, ma dall'altra parte del pianeta Caronte non è mai visibile. Le caratteristiche dello spettro della luce riflessa portano alla conclusione che Caronte è coperto di ghiaccio d'acqua e non di ghiaccio di metano-azoto, come Plutone. Nel 2007, le osservazioni dell'Osservatorio Gemini hanno rivelato la presenza di idrati di ammoniaca e cristalli d'acqua su Caronte, il che a sua volta suggerisce la presenza di criogeyser su Caronte.

Secondo il progetto di Risoluzione 5 della XXVI Assemblea Generale dell'IAU (2006), a Caronte (insieme a Cerere e all'oggetto 2003 UB313) avrebbe dovuto essere assegnato lo status di pianeta. Le note alla bozza di risoluzione indicavano che in questo caso Plutone-Caronte sarebbe considerato un pianeta doppio. Tuttavia, la versione finale della risoluzione conteneva una soluzione diversa: veniva introdotto il concetto di pianeta nano. Plutone, Cerere e l'oggetto 2003 UB313 sono stati assegnati a questa nuova classe di oggetti. Caronte non era incluso tra i pianeti nani.

Idra e Nikta

La superficie dell'Idra immaginata da un artista. Plutone con Caronte (a destra) e Nix (punto luminoso a sinistra)

Rappresentazione schematica del sistema Plutone. P1 - Idra, P2 - Nikta

Le due lune di Plutone sono state fotografate dagli astronomi che lavoravano con il telescopio spaziale Hubble il 15 maggio 2005 e sono state provvisoriamente designate S/2005 P 1 e S/2005 P 2. Il 21 giugno 2006, la IAU ha ufficialmente chiamato le nuove lune Nix ( o Plutone II, la luna interna) e Idra (Plutone III, la luna esterna). Questi due piccoli satelliti orbitano su orbite 2-3 volte più lontane dell'orbita di Caronte: Hydra si trova a una distanza di circa 65.000 km da Plutone, Nix - circa 50.000 km. Orbitano quasi sullo stesso piano di Caronte e hanno orbite quasi circolari. Sono in risonanza con Caronte 4:1 (Idra) e 6:1 (Nice) nella loro velocità angolare media in orbita. Attualmente sono in corso le osservazioni di Nikto e Hydra per determinare le loro caratteristiche individuali. L'Idra a volte è più luminosa di Nikta. Ciò potrebbe indicare che è più grande o che alcune zone della sua superficie riflettono meglio la luce solare. Le dimensioni di entrambi i satelliti sono state stimate in base alla loro albedo. La somiglianza spettrale dei satelliti con Caronte suggerisce un'albedo del 35%. Una valutazione di questi risultati suggerisce che il diametro di Nyx è di 46 km e quello di Hydra di 61 km. I limiti superiori per i loro diametri possono essere stimati, tenendo conto dell'albedo del 4% degli oggetti più scuri nella fascia di Kuiper, rispettivamente a 137 ± 11 km e 167 ± 10 km. La massa di ciascun satellite è circa lo 0,3% della massa di Caronte e lo 0,03% della massa di Plutone. La scoperta di due piccole lune suggerisce che Plutone potrebbe avere un sistema di anelli. Le collisioni di piccoli corpi possono creare molti detriti che formano anelli. I dati ottici della Advanced Survey Camera del telescopio Hubble indicano l'assenza di anelli. Se esiste un sistema di anelli, o è insignificante, come gli anelli di Giove, oppure è largo solo circa 1000 km.

fascia di Kuiper

Diagramma degli oggetti conosciuti nella fascia di Kuiper e dei quattro pianeti esterni del sistema solare

L'origine di Plutone e le sue caratteristiche sono rimaste a lungo un mistero. Nel 1936, l'astronomo inglese Raymond Lyttleton ipotizzò che si trattasse di una luna di Nettuno in fuga, buttata fuori orbita dalla luna più grande di Nettuno, Tritone. Questa ipotesi è stata pesantemente criticata: come detto sopra, Plutone non si avvicina mai a Nettuno. A partire dal 1992, gli astronomi iniziarono a scoprire sempre più piccoli oggetti ghiacciati oltre l'orbita di Nettuno, simili a Plutone non solo nell'orbita, ma anche nelle dimensioni e nella composizione. Questa parte del sistema solare esterno prende il nome da Gerard Kuiper, uno degli astronomi che, riflettendo sulla natura degli oggetti transnettuniani, suggerì che questa regione fosse la fonte di comete di breve periodo. Gli astronomi ora credono che Plutone sia solo un grande oggetto nella fascia di Kuiper. Plutone ha tutte le caratteristiche di altri oggetti nella fascia di Kuiper, come le comete: il vento solare soffia via le particelle di polvere ghiacciata dalla superficie di Plutone, proprio come le comete. Se Plutone fosse vicino al Sole quanto la Terra, svilupperebbe una coda simile a quella di una cometa. Sebbene Plutone sia considerato l'oggetto della cintura più grande scoperto fino ad oggi, Tritone, la luna di Nettuno, che è leggermente più grande di Plutone, condivide molte delle sue proprietà geologiche, atmosferiche, compositive e di altro tipo, ed è considerato un oggetto catturato dalla cintura. Eris, di dimensioni uguali a Plutone, non è considerato un oggetto della cintura. Molto probabilmente appartiene agli oggetti che compongono il cosiddetto disco sparso. Un numero considerevole di oggetti della cintura, come Plutone, hanno una risonanza orbitale 3:2 con Nettuno. Tali oggetti sono chiamati “plutino”.

La ricerca su Plutone della NASA

La lontananza e la massa ridotta di Plutone rendono difficile lo studio tramite veicoli spaziali. La Voyager 1 avrebbe potuto visitare Plutone, ma è stata data la preferenza a un sorvolo vicino alla luna di Saturno, Titano, a seguito della quale la traiettoria di volo si è rivelata incompatibile con un sorvolo vicino a Plutone. E la Voyager 2 non ha avuto affatto l'opportunità di avvicinarsi a Plutone. Non furono fatti seri tentativi per esplorare Plutone fino all'ultimo decennio del XX secolo. Nell'agosto 1992, lo scienziato del JPL Robert Stehle chiamò lo scopritore di Plutone Clyde Tombaugh chiedendo il permesso di visitare il suo pianeta. "Gli ho detto: 'Non c'è di che'", ha ricordato in seguito Tombaugh, "ma hai un lungo e freddo viaggio davanti a te." Nonostante lo slancio, la NASA annullò la missione Pluto Kuiper Express su Plutone e la Cintura di Kuiper nel 2000, citando l’aumento dei costi e i ritardi dei veicoli di lancio. Dopo un intenso dibattito politico, una missione rivista su Plutone, chiamata New Horizons, ha ricevuto finanziamenti dal governo degli Stati Uniti nel 2003. La missione New Horizons è stata lanciata con successo il 19 gennaio 2006. Il leader della missione Alan Stern ha confermato le voci secondo cui alcune delle ceneri rimaste dalla cremazione di Clyde Tombaugh, morto nel 1997, sarebbero state collocate sulla nave. All'inizio del 2007, il dispositivo ha eseguito una manovra di assistenza gravitazionale vicino a Giove, che gli ha dato un'ulteriore accelerazione. L'avvicinamento più vicino del dispositivo a Plutone avverrà il 14 luglio 2015. Le osservazioni scientifiche di Plutone inizieranno 5 mesi prima e proseguiranno per almeno un mese dall'arrivo.

Prima immagine di Plutone da New Horizons

New Horizons ha scattato la prima foto di Plutone alla fine di settembre 2006, per testare la fotocamera LORRI (Long Range Reconnaissance Imager). Le immagini, scattate da una distanza di circa 4,2 miliardi di km, confermano la capacità del velivolo di tracciare bersagli distanti, il che è importante per le manovre verso Plutone e altri oggetti nella Cintura di Kuiper.

A bordo della New Horizons c'è un'ampia varietà di attrezzature scientifiche, spettroscopi e strumenti di imaging, sia per la comunicazione a lunga distanza con la Terra che per “sondare” le superfici di Plutone e Caronte al fine di creare mappe in rilievo. Il dispositivo condurrà uno studio spettrografico delle superfici di Plutone e Caronte, che ci consentirà di caratterizzare la geologia e la morfologia globale, mappare i dettagli delle loro superfici e analizzare l'atmosfera di Plutone e scattare fotografie dettagliate della superficie.

La scoperta dei satelliti Nix e Hydra potrebbe significare problemi imprevisti per il volo. I detriti derivanti dalle collisioni di oggetti nella fascia di Kuiper con i satelliti alla velocità relativamente bassa necessaria per disperderli possono creare un anello di polvere attorno a Plutone. Se New Horizons rimane intrappolato in un anello del genere, subirà gravi danni e non sarà in grado di trasmettere informazioni alla Terra, oppure si schianterà del tutto. Tuttavia, l’esistenza di un tale anello è solo una teoria.

Plutone come pianeta

Sulle lastre inviate dalle sonde Pioneer 10 e Pioneer 11 all'inizio degli anni '70, Plutone è menzionato anche come pianeta del sistema solare. Queste lastre di alluminio anodizzato, inviate con dispositivi nello spazio profondo con la speranza che vengano scoperte da rappresentanti di civiltà extraterrestri, dovrebbero dare loro un'idea dei nove pianeti del sistema solare. Voyager 1 e Voyager 2, che inviarono un messaggio simile negli stessi anni '70, portarono con sé anche informazioni su Plutone come nono pianeta del sistema solare. La cosa interessante: il personaggio dei cartoni animati Disney Plutone, apparso per la prima volta sugli schermi nel 1930, prende il nome da questo pianeta.

Nel 1943, Glenn Seaborg chiamò l'elemento appena creato plutonio dopo Plutone, seguendo la tradizione di nominare gli elementi appena scoperti dopo i pianeti appena scoperti: uranio dopo Urano, nettunio dopo Nettuno, cerio dopo il presunto pianeta minore Cerere e palladio dopo il pianeta minore pianeta. Pallade.

Dibattito degli anni 2000

Dimensioni comparative dei più grandi TNO e della Terra.
Immagini di oggetti: collegamenti ad articoli.

Quaoar è stato scoperto nel 2002, con un diametro di circa 1.280 km, circa la metà del diametro di Plutone. Nel 2004 è stata scoperta Sedna con limiti superiori per un diametro di 1800 km, mentre il diametro di Plutone è di 2320 km. Proprio come Cerere perse il suo status di pianeta dopo la scoperta di altri asteroidi, così, alla fine, lo status di Plutone dovette essere rivisto alla luce della scoperta di altri oggetti simili nella fascia di Kuiper.

Il 29 luglio 2005 è stata annunciata la scoperta di un nuovo oggetto transnettuniano, chiamato Eris. Fino a poco tempo fa si credeva che fosse leggermente più grande di Plutone. È stato l'oggetto più grande scoperto oltre l'orbita di Nettuno dai tempi della luna di Nettuno, Tritone, nel 1846. Gli scopritori di Eris e la stampa inizialmente lo chiamarono il "decimo pianeta", anche se all'epoca non c'era consenso sulla questione. Altri membri della comunità astronomica consideravano la scoperta di Eris l'argomento più forte a favore della riclassificazione di Plutone come pianeta minore. L'ultima caratteristica distintiva di Plutone era il suo grande satellite Caronte e la sua atmosfera. Queste caratteristiche probabilmente non sono esclusive di Plutone: molti altri oggetti transnettuniani hanno lune e l’analisi spettrale di Eris suggerisce una composizione superficiale simile a Plutone, rendendo probabile che abbia un’atmosfera simile. Eris ha anche un satellite, Dysnomia, scoperto nel settembre 2005. I direttori di musei e planetari, dopo la scoperta degli oggetti nella fascia di Kuiper, hanno talvolta creato situazioni controverse escludendo Plutone dai modelli planetari del sistema solare. Ad esempio, nel Planetario Hayden, inaugurato dopo la ricostruzione nel 2000 a New York, a Central Park West, il sistema solare era rappresentato come composto da 8 pianeti. Questi disaccordi furono ampiamente riportati dalla stampa.