כוכב הגמד פלוטו: עובדות על כוכב הלכת לשעבר

מבט רחב על פלוטו שצולם על ידי בדיקת החלל של אופק חדש בחודש יולי 2015. (אשראי תמונה: NASA/APL/SwRI)

פלוטו, שנחשב פעם לכדור הארץ התשיעי והרחוק ביותר מהשמש, הוא כיום כוכב הלכת הגמד הגדול ביותר הידוע במערכת השמש. זהו גם אחד החברים הגדולים ביותר הידועים בחגורת קויפר, אזור מוצל מעבר למסלולו של נפטון, המאוכלס כמאוכלס במאות אלפי גופים סלעיים וקרחיים שכל אחד מהם יותר מ -100 קילומטרים, יחד עם טריליון אחד או שביטים נוספים.

בשנת 2006 סווג פלוטו מחדש ככוכב לכת ננסי, שינוי שנחשב בדרך כלל להורדה. שאלת מעמדו של כוכב הלכת פלוטו עוררה מחלוקת דיון מעורר בקהילה המדעית, ובין ציבור רחב , מאז. בשנת 2017, קבוצת מדעים (כולל חברים במשימת האופק החדש) הציעה הגדרה חדשה של מצב -רוח המבוסס על 'אובייקטים עגולים בחלל קטנים מכוכבים', מה שיגרום למספר כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו להתרחב מ -8 לכ -100 בערך .

האסטרונום האמריקאי פרסיבל לואל תפס לראשונה רמזים לקיומו של פלוטו בשנת 1905 מסטיות מוזרות שהוא צפה במסלולים של נפטון ואורנוס, מה שמרמז שכוח המשיכה של עולם אחר מושך את שני כוכבי הלכת הללו מעבר. לואל ניבא את מיקומו של כוכב המסתורין בשנת 1915, אך מת מבלי למצוא אותו. פלוטו התגלה לבסוף בשנת 1930 על ידי קלייד טומבו במצפה הכוכבים לואל, המבוסס על תחזיות של לואל ואסטרונומים אחרים.

פלוטו קיבל את שמו מוונציה ברני בת ה -11 מאוקספורד, אנגליה, שהציעה לסבא שלה שהעולם החדש יקבל את שמו מהאל הרומאי של העולם התחתון. לאחר מכן העביר סבה את השם למצפה הכוכבים של לואל. השם מכבד גם את פרסיבל לואל, שראשי התיבות שלו הן שתי האותיות הראשונות של פלוטו.

מאפיינים פיזיים

מכיוון שפלוטו רחוק כל כך מכדור הארץ, לא היה ידוע מעט על גודל הכוכב או על תנאי פני השטח שלו עד שנת 2015, כאשר בדיקת החלל של אופקים חדשים של נאס'א עשתה זבוב קרוב של פלוטו. אופקים חדשים הראו שלפלוטו יש קוטר של 2,370 ק'מ, פחות מחמישית מקוטר כדור הארץ, ורוחבו כשני שלישים בלבד כמו הירח של כדור הארץ.

תצפיות על פני השטח של פלוטו על ידי חללית אופקים חדשים חשפו מגוון תכונות פני השטח, כולל הרים המגיעים לגובה של כ -3,500 מטרים, השווים להרי הרוקי על כדור הארץ. בעוד קרח מתאן וחנקן מכסה חלק גדול משטח פלוטו, חומרים אלה אינם חזקים מספיק בכדי לתמוך בפסגות כה עצומות, כך שמדענים חושדים כי ההרים נוצרים על סלע קרח מים. [תמונות של פלוטו וירחיו]

פני השטח של פלוטו מכוסים גם בשפע של קרח מתאן, אך מדעני ניו אופקס צפו בהבדלים משמעותיים באופן שבו הקרח מחזיר אור על פני כוכב הלכת הגמדי. לכוכב הגמד יש גם שטח רכס הקרח שנראה כמו עור נחש; אסטרונומים הבחינו במאפיינים דומים לחומרי התשובה של כדור הארץ, או תכונות שנוצרות שחיקה בשטח הררי. תכונות פלוטו גדולות בהרבה; הם מוערכים בגובה של 1,650 רגל (500 מ '), בעוד שתכונות כדור הארץ הן בגודל של מטרים ספורים בלבד.

מאפיין מובהק נוסף על פני פלוטו הוא אזור גדול בצורת לב המכונה באופן לא רשמי טומבו רג'ו (על שם קלייד טומבו; אזור הוא לטינית לאזור). הצד השמאלי של האזור (אזור הלובש צורה של חרוט גלידה) מכוסה בקרח פחמן חד חמצני. וריאציות אחרות בהרכב חומרי השטח זוהו בתוך 'הלב' של פלוטו.

במרכז השמאלי של טומבו רג'ו נמצא אזור חלק מאוד, שאינו ידוע באופן רשמי על ידי צוות 'אופקים חדשים' בשם 'ספוטניק פלאן', על שם הלוויין המלאכותי הראשון של כדור הארץ, ספוטניק. באזור זה של פני פלוטו חסרים מכתשים הנגרמים כתוצאה מהשפעות מטאוריטיות, מה שמרמז שהאזור הוא, בטווח זמן גיאולוגי, צעיר מאוד - בן לא יותר מ -100 מיליון שנה. יתכן שאזור זה עדיין מעוצב ומשתנה על ידי תהליכים גיאולוגיים.

המישורים הקפואים האלה מציגים גם פסים כהים שאורכם כמה קילומטרים, ומיושרים לאותו כיוון. ייתכן שהקווים נוצרים על ידי רוחות קשות הנושבות על פני כוכב הלכת הגמדי.

טלסקופ החלל האבל של נאס'א חשף גם עדויות שקרום פלוטו יכול להכיל מולקולות אורגניות מורכבות .

פני השטח של פלוטו הוא אחד המקומות הקרים ביותר במערכת השמש, בסביבות מינוס 375 מעלות פרנהייט (מינוס 225 מעלות צלזיוס). בהשוואה לתמונות העבר, תמונות של פלוטו שצילם טלסקופ החלל האבל גילו שכוכב הלכת הגמדי ככל הנראה נהיה אדום יותר עם הזמן, כנראה עקב שינויים עונתיים.

ייתכן שלפלוטו (או אולי) היה אוקיינוס ​​תת -קרקעי, למרות שהעדויות עדיין נמצאות על ממצא זה. אם האוקיינוס ​​התת -קרקעי קיים, זה יכול היה להשפיע רבות על ההיסטוריה של פלוטו. לדוגמה, מדענים גילו כי אזור ספוטניק פלאניטיה ניתב את הכיוון של פלוטו בשל כמות הקרח באזור, שהיה כה כבד שהשפיע על פלוטו בסך הכל; ניו אופקים העריכו כי הקרח הוא כעשרה קילומטרים בעובי. החוקרים הוסיפו כי אוקיינוס ​​תת -קרקעי הוא ההסבר הטוב ביותר לראיות, אם כי אם מסתכלים על תרחישים פחות סבירים, שכבת קרח עבה יותר או תנועות בסלע עשויות להיות אחראיות לתנועה. אם אכן היה לפלוטו אוקיינוס ​​נוזלי ומספיק אנרגיה, יש מדענים שחושבים שפלוטו יכול להכיל חיים.

מאפיינים מסלולי

מסלולו האליפטי ביותר של פלוטו יכול להרחיק אותו פי 49 יותר מהשמש מאשר כדור הארץ. מכיוון שמסלולו של כוכב הלכת הננסי כה אקסצנטרי, או רחוק מלהיות מעגלי, מרחקו של פלוטו מהשמש יכול להשתנות במידה ניכרת. כוכב הלכת הגמדי למעשה מתקרב לשמש מכפי שנפטון נמצא במשך 20 שנה ממסלולו של פלוטו, שאורכו 248 שנים, ונותן לאסטרונומים הזדמנות נדירה ללמוד את העולם הקטן והקר הזה.

כתוצאה ממסלול זה, לאחר 20 שנה ככוכב השמיני (על מנת לצאת מהשמש), בשנת 1999, חצה פלוטו את מסלולו של נפטון כדי להפוך לכוכב הלכת הרחוק ביותר מהשמש (עד שהורד למעמד של כוכב לכת ננסי. ).

כאשר פלוטו קרוב יותר לשמש, קרח פני השטח שלו מפשיר ויוצר באופן זמני אווירה דקה, המורכבת ברובה מחנקן, עם מעט מתאן. כוח הכבידה הנמוך של פלוטו, שהוא קצת יותר מעשרים מזה של כדור הארץ, גורם לאטמוספירה זו להתארך הרבה יותר בגובה מזה של כדור הארץ. כאשר נוסעים רחוק יותר מהשמש, רוב האווירה של פלוטו נחשבת לקפאה וכולן נעלמות. ובכל זאת, בזמן שיש לו אווירה, פלוטו כנראה יכול לחוות רוחות עזות. לאטמוספירה יש גם וריאציות בהירות שיכולות להיות מוסברות על ידי גלי כבידה, או אוויר זורם מעל הרים.

בעוד האטמוספירה של פלוטו דקה מדי מכדי לאפשר לנוזלים לזרום כיום, ייתכן שהם זרמו לאורך המשטח בעבר העתיק. ניו אופקים צילמו אגם קפוא ברומבו טומבו, שנראה כי יש לו ערוצים עתיקים בקרבת מקום. בשלב כלשהו בעבר העתיק, לכוכב הלכת הייתה יכולה להיות אטמוספירה עבה פי 40 מאשר במאדים.

בשנת 2016, מדענים הודיעו כי ייתכן שזיהו עננים באטמוספירה של פלוטו באמצעות נתוני אופקים חדשים. החוקרים ראו שבע תכונות בהירות הנמצאות ליד הטרמינאטור (הגבול בין אור יום לחושך), שבדרך כלל נוצרים עננים. התכונות כולן נמוכות בגובהן בערך באותו גודל, מה שמעיד שמדובר בתכונות נפרדות. הרכב העננים האלה, אם הם אכן עננים, סביר להניח שיהיה אצטילן, אתאן ומימן ציאניד.

מבט מקרוב על פני פלוטו, שצולם על ידי בדיקת החלל של אופק חדש בחודש יולי 2015, חשף את נוכחותם של הרים קפואים על פני כוכב הלכת הגמדי.(אשראי תמונה: NASA-JHUAPL-SwRI)

הרכב ומבנה

כמה מהפרמטרים של פלוטו, על פי נאס'א:

הרכב אטמוספרי : מתאן, חנקן. תצפיות של אופקים חדשים מראים כי האטמוספירה של פלוטו משתרעת עד 1,600 קילומטרים מעל פני כדור הארץ הגמדי.

שדה מגנטי : לא ידוע אם לפלוטו יש שדה מגנטי, אך גודלו הקטן של כוכב הלכת הגמדי והסיבוב האיטי מצביעים על כך שאין לו שדה כזה או כמעט.

תרכובת כימית : פלוטו כנראה מורכב מתערובת של 70 אחוז סלע ו -30 אחוז קרח מים.

מבנה פנימי : לכוכב הלכת הגמדי כנראה יש ליבה סלעית מוקף במעטפת של קרח מים, עם קרחים אקזוטיים יותר כגון מתאן, פחמן חד חמצני וקרח חנקן מצפים את פני השטח.

(אשראי תמונה: קארל טייט, guesswhozoo.com)

מסלול וסיבוב

הסיבוב של פלוטו הוא מדרדר בהשוואה לעולמות האחרים של מערכות השמש; הוא מסתובב לאחור, ממזרח למערב.

מרחק ממוצע מהשמש : 3,670,050,000 מייל (5,906,380,000 ק'מ) - פי 39.482 מזה של כדור הארץ

פריהליון (הגישה הקרובה ביותר לשמש) : 2,756,902,000 מייל (4,436,820,000 ק'מ) - פי 30.171 מזה של כדור הארץ

אפליון (המרחק הרחוק ביותר מהשמש) : 4,583,190,000 מייל (7,375,930,000 ק'מ) - פי 48.481 מזה של כדור הארץ

ירחיו של פלוטו

לפלוטו חמישה ירחים: צ'ארון, סטיקס, ניקס, קרברוס והידרה, כאשר צ'רון הוא הקרוב ביותר לפלוטו והידרה.

בשנת 1978 גילו האסטרונומים כי פלוטו היה ירח גדול מאוד כמעט מחצית מגודלו של כוכב הלכת הגמדי עצמו. ירח זה כונה צ'ארון, על שם השד המיתולוגי שהעביר נפשות לעולם התחתון במיתולוגיה היוונית.

מכיוון שחארון ופלוטו כל כך דומים בגודלם, מסלולם אינו דומה לזה של רוב כוכבי הלכת וירחיהם. גם פלוטו וגם צ'ארון מקיפים נקודה בחלל שנמצאת ביניהם, דומה למסלולים של מערכות כוכבים בינאריות , מסיבה זו, מדענים מתייחסים לפלוטו ולחארון ככוכב לכת ננס כפול, כוכב לכת כפול או מערכת בינארית.

פלוטו וצ'ארון נמצאים במרחק של 19,640 ק'מ בלבד, פחות ממרחק הטיסה בין לונדון לסידני. מסלולו של צ'רון סביב פלוטו אורך 6.4 ימי כדור הארץ, וסיבוב אחד של פלוטו-יום פלוטו-אורך גם 6.4 ימי כדור הארץ. הסיבה לכך היא שרון מרחף מעל אותה נקודה על פני פלוטו, ואותו צד של צ'רון תמיד פונה לפלוטו, תופעה המכונה נעילת גאות ושפל.

בעוד שלפלוטו יש גוון אדמדם, צ'רון נראה אפרפר יותר. בימיו הראשונים יתכן והירח הכיל אוקיינוס ​​תת -קרקעי, אם כי כנראה הלוויין אינו יכול לתמוך באחד היום.

בהשוואה לרוב כוכבי הלכת והירחים של מערכת השמש, מערכת פלוטו-שארון מוטה על צדה ביחס לשמש.

תצפיות של צ'רון על ידי אופקים חדשים חשפו את נוכחותם של קניונים על פני הירח. העמוק מבין הקניונים האלה צונח כלפי מטה במשך 9.7 ק'מ. דוגמה ארוכה של צוקים ושוקתות נמתחת לאורך 970 ק'מ לאורך מרכז הלוויין. קטע משטח הירח ליד קוטב אחד מכוסה בחומר כהה בהרבה משאר כדור הארץ. בדומה לאזורי פלוטו, הרבה משטחו של צ'ארון נקי ממכתשים - מה שמרמז שהמשטח צעיר למדי ופעיל מבחינה גיאולוגית. מדענים ראו עדויות למפולות על פני השטח שלה, בפעם הראשונה שנצפו תכונות כאלה בחגורת קויפר. ייתכן שלירח הייתה גם גרסה משלו לטקטוניקה של צלחות, הגורמות לשינוי גיאולוגי בכדור הארץ.

בשנת 2005, מדענים צילמו את פלוטו עם טלסקופ החלל האבל לקראת משימת האופקים החדשים וגילו עוד שני קטנטנים. ירחי פלוטו , שכונתה כעת ניקס והידרה. לוויינים אלה רחוקים פי שניים ושלוש מפלוטו מכפי שרון. בהתבסס על מדידות של אופקים חדשים, ניקס מוערך באורך של 42 קילומטרים ורוחב של 36 קילומטרים, בעוד שההידרה מוערכת באורך של 55 קילומטרים וברוחב של 40 קילומטרים. סביר להניח כי פני השטח של הידרה מצופים בעיקר בקרח מים.

מדענים שהשתמשו באבל גילו ירח רביעי, קרברוס, בשנת 2011. קוטרו של הירח מוערך בין 13 ל -34 קילומטרים. ב- 11 ביולי 2012, ירח חמישי , סטיקס, התגלה (עם רוחב מוערך של 10 קילומטרים או 10 קילומטרים), דבר שהניע עוד יותר את הדיון על מעמדו של פלוטו ככוכב לכת.

ארבעת הירחים החדשים שאולי נוצרו מההתנגשות שיצרה את צ'רון. מסלולם נמצא כאוטי ביותר.

מחקר וחקירה

משימת אופקים חדשים של נאס'א היא החללית הראשונה שחוקרת מקרוב את פלוטו, ירחיו ועולמות אחרים בחגורת קויפר. הוא הושק בינואר 2006, והגיע בהצלחה לגישתו הקרובה ביותר לפלוטו ב -14 ביולי 2015. האחרון של הנתונים הורד לכדור הארץ בשנת 2016. אופקים חדשים בדרך כעת לאובייקט חגורת קויפר 2014 MU69, אותו הוא יעוף ב -1 בינואר 2019.

בדיקת אופקים חדשים נושאת חלק מה אפר של מגלה פלוטו , קלייד טומבו.

הידע המוגבל של מערכת פלוטו יצר סכנות חסרות תקדים עבור בדיקת אופקים חדשים. לפני השקת המשימה ידעו המדענים על קיומם של שלושה ירחים בלבד סביב פלוטו. גילוי קרברוס וסטיקס במהלך מסע החללית הניע את הרעיון שיותר לוויינים יכולים להקיף את כוכב הלכת הגמדי, בלתי נראה מכדור הארץ . התנגשויות עם ירחים בלתי נראים, או אפילו פיסות פסולת קטנות, היו עלולות לפגוע קשות בחללית. אולם צוות העיצוב של אופקים חדשים צייד את בדיקת החלל בכלים להגנה עליו במהלך מסעו.

היווצרותו ומקורו של פלוטו

ההשערה המובילה ל היווצרותו של פלוטו וצ'ארון הוא שפלוטו המתעורר הוכה במכת מבט על ידי אובייקט אחר בגודל פלוטו. רוב החומר המשולב הפך לפלוטו, בעוד השאר הסתובבו והפכו לכארון, כך עולה מרעיון זה. [ אינפוגרפיקה: פלוטו: מוזרות של כוכב ננסי ]

דיווח נוסף מאת כותבת הצוות קאלה קופילד ועל ידי אליזבת האוול ונולה טיילור רד, תורמות guesswhozoo.com.