Plutone (Pianeta nano)

Immagine Plutone scattata nel 2015 dalla sonda New Horizons. Fonte: NASA

Plutone È un oggetto celeste, attualmente considerato un pianeta nano, sebbene per molto tempo era il pianeta più lontano del sistema solare. Nel 2006 l'Unione astronomica internazionale ha deciso di includerlo in una nuova categoria: quella del Piccoli pianeti, Dal momento che Plutone manca di alcuni dei requisiti necessari per essere un pianeta.

Va notato che la controversia sulla natura di Plutone non è nuova. Tutto è iniziato quando il giovane astronomo Clyde Tombauch l'ha scoperto il 18 febbraio 1930.

Gli astronomi presumevano che forse esisteva un pianeta più remoto di Nettuno e per trovarlo, seguirono lo stesso schema della scoperta di questo. Usando le leggi di Celest.

Le irregolarità, se esistenti, hanno causato loro un pianeta sconosciuto oltre l'orbita di Nettuno.  Proprio questo era ciò che Percival Lowell, fondatore dell'Osservatorio di Lowell in Arizona e difensore entusiasta dell'esistenza della vita intelligente su Marte. Lowell ha trovato queste irregolarità e grazie ad esse hanno calcolato l'orbita del "pianeta X" sconosciuto, la cui massa ha stimato la massa terrena 7 volte.

Percival Lowell a sinistra e a destra Clyde Tombauch con il suo telescopio

Pochi anni dopo la morte di Lowell, Clyde Tombauch ha trovato la nuova stella usando un telescopio manifatturiero, solo che il pianeta era più piccolo del previsto.

Al nuovo pianeta fu dato il nome di Plutone, dio romano degli inferi. Molto appropriato perché le prime due lettere corrispondono alle iniziali di Percival Lowell, l'autore intellettuale della scoperta.

Tuttavia, le presunte irregolarità trovate da Lowell non erano altro che il prodotto di alcuni errori casuali nei loro calcoli.

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Caratteristiche di Plutone

Plutone è una piccola stella, quindi le irregolarità dell'orbita del gigante di Neptuno non potrebbero essere dovute a lui. Inizialmente si pensava che Plutone avrebbe avuto le dimensioni della Terra, ma a poco a poco le osservazioni hanno portato a sempre più la loro massa.

Le recenti stime di Plutone.002 volte la massa terrestre.

È davvero un valore molto piccolo disturbare Nettuno. La maggior parte di questa massa corrisponde a Plutone, che è a turno 12 volte più massiccio di Caronte. Da lì la densità di Plutone è stata stimata a 2.000 kg/m³, essendo composto da 65 % di roccia e 35 % di ghiaccio.

Una caratteristica molto importante del gelato e del pluto irregolare è la sua orbita intorno al sole, estremamente ellittica. Questo lo prende di tanto in tanto per avvicinarsi al sole rispetto allo stesso Nettuno, come è accaduto nel periodo tra il 1979 e il 1999.

In questo incontro, le stelle non si sono mai scontrate perché l'inclinazione delle rispettive orbite non lo ha permesso e perché Plutone e Nettuno sono in orbitale. Ciò significa che i tuoi periodi orbitali sono correlati a causa della reciproca influenza gravitazionale.

Plutone si riserva un'altra sorpresa: emette radii X, una radiazione ad alta energia dello spettro elettromagnetico. Ciò non sarebbe sorprendente, poiché la sonda New Horizons ha confermato la presenza di una debole atmosfera a Plutone. E quando le molecole di questo sottile strato di gas interagiscono con il vento solare, emettono radiazioni.

Ma il telescopio a raggio X ha trovato una trasmissione molto più grande del previsto, il che ha sorpreso gli esperti.

Riepilogo delle principali caratteristiche fisiche di Plutone

-Massa: 1.25 x 10²² kg

-Radio: 1.185 km (più piccolo della luna)

-Forma: arrotondato.

-Distanza media dal sole: 5.900 milioni di km.

-Inclinazione dell'orbita: 17 per quanto riguarda l'eclittica.

-Temperatura: -229.1 ºC media. 

-Gravità: 0.6 m/s²

-Proprio campo magnetico: NO.

-Atmosfera: Sì, dim.

-Densità: 2 g/cm³

-Satelliti: 5 noto finora.

-Anelli: Non per il momento.

Perché Plutone non è un pianeta?

Il motivo per cui Plutone non è un pianeta è che non soddisfa i criteri che l'Unione astronomica internazionale affinché un organo celeste sia considerato un pianeta. Questi criteri sono:

• Orbita attorno a una stella o al suo residuo.
• Possiedi un impasto sufficiente in modo che la tua stessa gravità ti consenta di avere una forma sferica più o meno.
• Mancanza.
• Avere il dominio orbitale, cioè un'orbita esclusiva, che non interferisce con quella di un altro pianeta e privo di oggetti più piccoli.

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E sebbene Plutone soddisfi i primi tre requisiti, come abbiamo visto prima, la sua orbita interferisce con quella di Nettuno. Ciò significa che Plutone non ha eliminato la sua orbita, per così dire. E poiché non ha un dominio orbitale, non può essere considerato un pianeta.

Oltre alla categoria del pianeta nano, l'Unione astronomica internazionale ha creato un altro: corpi minori del sistema solare, in cui si trovano comete, asteroidi e meteoroidi.

Requisiti per essere un pianeta nano

L'Unione astronomica internazionale ha anche definito attentamente i requisiti per essere un pianeta nano:

• Orbita.
• Avere abbastanza massa per avere una forma sferica.
• Non emettere la tua luce.
• Privo di un'orbita chiara.

Quindi l'unica differenza tra pianeti e pianeti nani è all'ultimo punto: i pianeti nani semplicemente non hanno un'orbita "pulita" o esclusiva. 

I 5 pianeti nani conosciuti finora, accanto ai loro satelliti. Nella parte inferiore dell'immagine c'è la terra come riferimento. Fonte: Wikimedia Commons.

Movimento di traduzione

L'orbita di Plutone è molto ellittica ed essere così lontana dal sole, ha un periodo molto lungo: 248 anni, di cui 20 li passa più vicini al sole dello stesso Nettuno.

Animazione che mostra l'orbita estremamente ellittica di Plutone. Fonte: Wikimedia Commons.

L'orbita di Plutone è la più inclina di tutte rispetto al piano dell'eclittica: 17 º, quindi quando attraversa Nettuno, i pianeti sono abbastanza remoti tra loro e non vi è alcun pericolo di collisione tra loro.

Intersezione tra le orbite di Plutone e Nettuno, come si può vedere, i pianeti sono abbastanza remoti, quindi non vi è alcun pericolo di collisione

La risonanza orbitale che esiste tra i due pianeti è della classe che garantisce la stabilità delle sue traiettorie.

Dati di movimento Plutone

I seguenti dati descrivono brevemente il movimento Plutone:

-Radio medio dell'orbita: 39.5 ua* o 5.9 miliardi di chilometri.

-Inclinazione dell'orbita: 17 per quanto riguarda il piano dell'eclittica.

-Eccentricità: 0.244

-Velocità orbitale media: 4.7 km/s

-Periodo di traduzione: 248 anni e 197 giorni

-Periodo di rotazione: 6.Circa 5 giorni.

*Un'unità astronomica (UA) è equivalente a 150 milioni di chilometri.

Come e quando osservare Plutone

Plutone è troppo lontano dalla Terra per essere osservabile ad occhio nudo, poiché è appena maggiore di 0.1 secondo arco. Pertanto è necessario l'uso di un telescopio, anche i modelli per i ventilatori servono. Inoltre, i recenti modelli incorporano controlli programmabili per trovare Plutone.

Tuttavia, anche con il telescopio, Plutone sembrerà un piccolo punto tra migliaia, quindi per distinguerlo devi sapere prima dove cercare e poi seguirlo per diverse notti, come ha fatto Clyde Tombaugh. Plutone sarà il punto che si muove sul fondo delle stelle.

Poiché l'orbita di Plutone è fuori dall'orbita terrestre, il momento migliore per vederla (ma bisogna chiarire che non è l'unico) è quando si trova opposizione, Il che significa che la terra si trova tra il nano e il sole.

Questo è valido anche per Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno, le chiamate Pianeti superiori. Le migliori osservazioni vengono fatte quando sono in opposizione, sebbene ovviamente possano essere visibili altre volte.

Per conoscere l'opposizione dei pianeti è consigliabile. In questo modo, le osservazioni possono essere adeguatamente pianificate.

Nel caso di Plutone, dal 2006 al 2023 si sposta dalla costellazione di Cauda Serpens al Sagittario.

Movimento rotatorio

Movimento di rotazione di Plutone. Fonte: Planetuser/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)

Plutone ha un movimento di rotazione attorno al proprio asse, proprio come la terra e gli altri pianeti. Plutone impiega 6 giorni e mezzo vanno su se stesso, perché la sua velocità di rotazione è inferiore a quella della terra.

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Essendo così lontano dal sole, sebbene questo sia l'oggetto più luminoso nel cielo di Plutone, il re stellare sembra un punto appena più grande del resto delle stelle.

Ecco perché i giorni sul pianeta nano passano nell'oscurità, anche il più chiaro, perché l'atmosfera sottile è in grado di disperdere un po 'di luce.

Rappresentazione artistica del paesaggio ghiacciato di Plutone, sul Nettuno sinistro e a destra il sole lontano sembra una grande grandezza. Anche durante il giorno, il pianeta è impantanato in un'oscurità continua. Fonte: Wikimedia Commons.Quella/L. Calçada/CC di (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0).

D'altra parte, il suo asse di rotazione è incline a 120º rispetto al verticale, il che significa che il polo nord è sotto l'orizzontale. In altre parole, Plutone sul lato, proprio come Urano.

Questa inclinazione è molto maggiore di quella dell'asse terrestre di soli 23.5 °, quindi le stazioni Plutone sono estreme e molto prolungate, poiché ci vogliono poco più di 248 anni per orbitare il sole.

Confronto tra gli assi della rotazione del terreno a sinistra e quello di Plutone a destra, incline a 120º rispetto al verticale. Fonte: f. Zapata.

Molti scienziati ritengono che le rotazioni retrograde come in caso di Venere e Urano, o gli assi di rotazione inclinati, di nuovo come Urano e Plutone, siano dovute a impatti fortuiti, causati da altri grandi corpi celesti.

In tal caso, un problema importante anche da risolvere, è il motivo per cui l'asse Plutone si è fermato proprio in 120 º e non con un altro valore.

Sappiamo che Urano lo ha fatto a 98º e Venere a 177º, mentre Mercurio, il pianeta più vicino al sole, ha il suo asse completamente verticale.

La figura mostra l'inclinazione dell'asse di rotazione dei pianeti, poiché l'asse è verticale, nel mercurio non ci sono stazioni:

Inclinazione dell'asse di rotazione sugli otto pianeti principali del sistema solare. Fonte: NASA.

Composizione

Plutone è composto da rocce e ghiaccio, sebbene sembrerebbero molto diversi da quelli della terra, poiché Plutone è freddo oltre l'immaginabile. Gli scienziati stimano che le temperature del pianeta nano vanno comprese tra -228 ºC e -238 ºC, essendo la temperatura più bassa osservata in Antartide è -128 ºC.

Naturalmente, gli elementi chimici sono comuni. Sulla superficie di Plutone si distinguono:

• Metano.
• Azoto.
• Monossido di carbonio.

Quando l'orbita di Plutone lo avvicina al sole, il calore evapora il ghiaccio di queste sostanze, che diventano parte dell'atmosfera. E quando si allontanano, si congelano di nuovo in superficie.

Questi cambiamenti periodici causano l'aspetto della luce e delle aree scure sulla superficie di Plutone, che si alternano nel tempo.

In Plutone è comune trovare particelle curiose chiamate "tholins" (nome dato dal notevole astronomo e disseminatore Carl Sagan), che vengono create quando la radiazione ultravioletta del sole decompone le molecole di metano e separa quelle di azoto. La reazione tra le molecole risultanti si forma più complesse, sebbene più molecole disordinate.

Sulla terra i tholin non si formano, ma si trovano negli oggetti del sistema solare esterno, fornendo loro una colorazione rosa, come in Titano, il satellite di Saturno e, naturalmente, a Plutone.

Struttura interna

Finora tutto indica che Plutone ha un nucleo roccioso formato da silicati e probabilmente coperto da uno strato di acqua ghiacciata. 

La teoria della formazione del pianeta indica che le particelle più dense si accumulano al centro, mentre le più leggere, come il ghiaccio, rimangono sopra, configurando il mantello, lo strato intermedio tra il nucleo e la superficie.

Può essere sotto la superficie e sopra il mantello congelato, c'è uno strato di acqua liquida.

La struttura interna di Plutone. Fonte: Wikimedia Commons. Planetuser/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0).

L'interno del pianeta è molto caldo a causa della presenza di elementi radioattivi, il cui decadimento produce radiazioni, parte delle quali si diffonde sotto forma di calore. 

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Gli elementi radioattivi sono instabili, quindi tendono a trasformarsi in più stabili, emettendo particelle e radiazioni gamma continuamente, fino a raggiungere la stabilità. A seconda dell'isotopo, una certa quantità di materiale radioattivo decade nelle frazioni di secondo o in ritardo milioni di anni.

geologia

La superficie fredda di Plutone è quasi tutto azoto congelato con tracce di metano e monossido di carbonio. Questi ultimi due composti non sono distribuiti omogenei sulla superficie del pianeta nano.

Le immagini mostrano aree chiare e scure, nonché variazioni di colore, il che suggerisce l'esistenza di varie formazioni e la predominanza di alcuni composti chimici in alcuni luoghi. 

Sebbene arrivi pochissima luce solare, le radiazioni ultraviolette sono sufficienti per causare reazioni chimiche nell'atmosfera sottile. I composti che si verificano in questo modo sono mescolati con la pioggia e la neve che cadono in superficie, concedendo i colori tra giallo e rosa con i quali Plutone è visto dai telescopi.

Quasi tutto ciò che è noto sulla geologia di Plutone è dovuto ai dati raccolti dalla sonda New Horizons. Grazie a loro, gli scienziati ora sanno che la geologia di Plutone è sorprendentemente varia:

• Pianure di ghiaccio.
• Ghiacciai.
• Montagne di acqua congelata.
• Alcuni crateri.
• Prova di Criovulcanism, Vulcani che lanciano acqua, ammoniaca e metano, a differenza dei vulcani terrestri lanciano lava.

Satelliti Pluto

Plutone ha diversi satelliti naturali, di cui Caronte è il massimo.

Per un po ', gli astronomi credevano che Plutone fosse molto più grande di quanto non fosse in realtà, perché Caronte orbita molto vicino e quasi circolare. Pertanto all'inizio gli astronomi non potevano distinguerli.

Plutone a destra e il suo principale satellite Caron. Fonte: Wikimedia Commons.

Nel 1978 l'astronomo James Christy scoprì Caronte attraverso le fotografie. Ha metà delle dimensioni che Plutone e il suo nome derivano anche dalla mitologia greca: Caronte era il barcaiolo che ha spostato le anime negli inferi, il regno di Plutone o Ade.

Successivamente, nel 2005, grazie al telescopio spaziale Hubble, sono state trovate le due piccole lune di Hydra e Nix. E poi, rispettivamente nel 2011 e 2012, sono apparse Cerbero ed Estigia, tutti con nomi mitologici.

Questi satelliti hanno anche orbite circolari attorno a Plutone e possono essere catturati oggetti della cintura kuiper.

Plutone e Caronte formano un sistema molto interessante, in cui il baricenter o il centro di massa, si trova al di fuori dell'oggetto principale. Un altro esempio straordinario è il sistema sol-jupiter.

Entrambi sono anche in rotazione sincrona tra loro, il che significa che la stessa faccia è sempre mostrata. Quindi il periodo orbitale di Caronte è 6.Circa 5 giorni, che è uguale a Plutone. E questo è anche il tempo necessario per fare una svolta intorno al suo asse. 

Plutone Sincronous Rotion e il suo satellite Caron. Fonte: Wikimedia Commons. Tomruen/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0).

Molti astronomi credono che questi siano buoni motivi per considerare la coppia come un doppio pianeta. Tali sistemi doppi non sono rari negli oggetti dell'universo, tra le stelle è comune trovare sistemi binari.

È stato persino proposto che la terra e la luna siano anche considerate come un pianeta binario.

Un altro punto di interesse di Caronte è che forse contiene acqua liquida all'interno, che raggiunge la superficie attraverso fessure e forme che vengono immediatamente congelate.

Hai anelli Plutone?

È una buona domanda, poiché dopo tutto Plutone è nei confini del sistema solare e una volta lo ha considerato un pianeta. E tutti i pianeti esterni hanno anelli.

In linea di principio, poiché Plutone ha 2 lune abbastanza piccole con poca gravità, gli impatti contro di loro potrebbero sollevare e disperdere abbastanza materiale per accumularsi nell'orbita del pianeta nano, formando anelli.

Tuttavia, i dati forniti dalla missione New Horizons della NASA mostrano che Plutone non ha anelli in questo momento. 

Ma i sistemi di anelli sono strutture temporanee, almeno nel tempo astronomico. Le informazioni attualmente hanno sui sistemi di anelli dei pianeti giganti, rivela che la loro formazione è relativamente recente e che si formano più velocemente, possono scomparire e viceversa.

Missioni Pluto

Nuovi orizzonti

New Horizons è la missione destinata dalla NASA ad esplorare Plutone, i suoi satelliti e gli altri oggetti della cintura di Kuiper, la regione che circonda il sole in un raggio compreso tra 30 e 55 unità astronomiche.

Plutone e Caronte sono tra i più grandi oggetti in questa regione, che contiene anche altri, come comete e asteroidi, le chiamate corpi minori Del sistema solare.

La sonda veloce New Horizons è decollata di Cabe Cañaveral nel 2006 ed è arrivato a Plutone nel 2015. Hanno ottenuto numerose immagini che mostrano caratteristiche mai viste dal pianeta nano e dai suoi satelliti, nonché misurazioni del campo magnetico, spettrometria e altro ancora.

New Horizons continua a inviare informazioni oggi, e ora sono circa 46 a distanza dalla Terra, in piena cintura kuiper.

Nel 2019 ha studiato l'oggetto chiamato Arrokoth (Ultima Thule) e ora si prevede che presto eseguirà misurazioni di paralla e invieranno immagini delle stelle da un punto di vista totalmente diverso al terreno, che funge da guida di navigazione.

Si prevede inoltre che nuovi orizzonti continueranno a inviare informazioni fino al 2030.