PLUTON


Pluton, dziewi╣ta planeta od S│o±ca, to zimny, ciemny glob, dla kt≤rego S│o±ce stanowi jedynie jasn╣ gwiazdΩ na niebie. Pluton jest mniejszy od KsiΩ┐yca. Ma rzadk╣ atmosferΩ, kt≤ra tworzy siΩ, gdy planeta zbli┐y siΩ do S│o±ca, lecz ponownie zamarza, gdy planeta siΩ oddala. Pluton kr╣┐y po mocno wyd│u┐onej orbicie; jej k╣t nachylenia do ekliptyki jest wiΩkszy ni┐ w przypadku innych planet. Jedno okr╣┐enie S│o±ca trwa 248,5 roku i w ci╣gu 20 lat z tego okresu Pluton znajduje siΩ bli┐ej S│o±ca ni┐ Neptun. Te cechy zdaj╣ siΩ sugerowaµ, ┐e Pluton mo┐e byµ w rzeczywisto£ci du┐╣ planetoid╣. Pluton jest planet╣ najbardziej oddalon╣ od S│o±ca i dlatego panuj╣ na nim najni┐sze temperatury. Jego eliptyczna orbita, kt≤r╣ obiega w ci╣gu 248,5 lat ziemskich, jest najd│u┐sz╣ orbit╣ w Uk│adzie S│onecznym. Pluton jest najmniejsz╣ z dziewiΩciu planet i ma najmniejsze przyspiszenie grawitacyjne na powierzchni. Charon, jedyny ksiΩ┐yc Plutona, przypuszczalnie mia│ kiedy£ podobny sk│ad jak Pluton. Jednak┐e obecnie Charon jest pokryty g│≤wnie ciemnym lodem wod-nym, podczas gdy Pluton - jasnym lodem metanowym. Niewykluczone, ┐e silniejsze pole grawitacyjne Plutona przyci╣gnΩ│o z Charona cz╣steczki metanu. Tak jak wszystkie cia│a pozostaj╣ce w uk│adach orbitalnych, Pluton i Charon kr╣┐╣ wok≤│ wsp≤lnego £rodka masy. Jak na satelitΩ, Charon jest wyj╣tkowo du┐y - jego £rednica wynosi w przybli┐eniu po│owΩ £rednicy Plutona i zawiera siΩ w nim 12 % masy ca│ego uk│adu. îrodek masy uk│adu po│o┐ony jest poza Plutonem. Wszystkie cia│a, nale┐╣ce do uk│adu poruszaj╣cego siΩ pod wp│ywem wzajemnego oddzia│ywania grawitacyjnego, kr╣┐╣ doko│a wsp≤lnego £rodka masy. W uk│adzie Ziemia-KsiΩ┐yc £rodek masy le┐y w odleg│o£ci 4748 km od £rodka Ziemi, czyli jeszcze pod jej powierzchni╣. W przypadku Uk│adu S│onecznego £rodek masy le┐y oko│o 300 000 km poza powierzchni╣ S│o±ca i nieustannie siΩ przesuwa w miarΩ zmian pozycji planet. Orbita Plutona nachylona jest pod k╣tem 17o do p│aszczyzny ekliptyki, to znaczy p│aszczyzny, w kt≤rej le┐y orbita Ziemi. K╣ty nachylenia orbit innych planet s╣ o wiele mniejsze. W efekcie w pewnym punkcie orbity Pluton oddala siΩ od p│aszczyzny ekliptyki na 1,25 miliarda kilometr≤w, co odpowiada mniej wiΩcej odleg│o£ci Saturna od S│o±ca. Obserwowane zaburzenia orbit Urana i Neptuna wymagaj╣, aby ich ƒr≤d│em by│a planeta o masie 6 - 7 razy wiΩkszej ni┐ masa Ziemi, tymczasem Tombaugh odkry│ planetΩ znacznie mniejsz╣, o jasno£ci zaledwie +15m. Szuka│ zatem usilnie dalej cia│a wiΩkszego, jednak nic nie uda│o mu siΩ znaleƒµ, mimo i┐ wed│ug jego s│≤w, teleskop, kt≤rego u┐ywa│, pozwala│ na odkrycie planety wielko£ci Ziemi, znajduj╣cej siΩ nawet w odleg│o£ci 100 AU od S│o±ca. Niezgodno£ci miΩdzy mas╣ Plutona i wielko£ci╣ zaburze± w orbitach Urana i Neptuna mo┐na obja£niµ dwojako: albo za Neptunem obiega S│o±ce jeszcze jedna planeta i odkrycie Plutona by│o szczΩ£liwym zbiegiem okoliczno£ci, albo warto£ci zaburze± w orbitach Urana i Neptuna wynikaj╣ z b│Ωd≤w obserwacji. Pluton jest najdalsz╣ znan╣ planet╣ w Uk│adzie S│onecznym. Jego £rednia odleg│o£µ od S│o±ca wynosi niemal 40 AU, a okres obiegu 246,31 roku. Obserwowany ruch planety na niebie pomiΩdzy gwiazdami jest bardzo wolny. W ci╣gu roku Pluton przesuwa siΩ nieco wiΩcej ni┐ o stopie±. Orbita Plutona znacznie siΩ r≤┐ni od orbit pozosta│ych planet - jest najbardziej sp│aszczona, o mimo£rodzie 0,2459 i tworzy z ekliptyk╣ najwiΩkszy k╣t, r≤wny 17,1░. Chocia┐ Pluton jest najdalsz╣ planet╣, to czΩ£µ jego orbity w pobli┐u peryhelium le┐y wewn╣trz orbity Neptuna. Gdyby orbita Plutona le┐a│a w p│aszczyƒnie orbity Neptuna, ich tory by siΩ przecina│y, a planety wcze£niej czy p≤ƒniej musia│yby siΩ zderzyµ. W rzeczywisto£ci jednak przecinaj╣ siΩ jedynie rzuty ich orbit na p│aszczyznΩ ekliptyki, a w punktach przeciΩcia tych rzut≤w planety s╣ dostatecznie od siebie odleg│e, tak ┐e do ich zderzenia, a nawet silniejszego oddzia│ywania grawitacyjnego nigdy nie dojdzie. W peryhelium znajdzie siΩ Pluton w roku 1989. W czΩ£ci swej orbity od stycznia 1979 roku a┐ do roku 1999 Pluton porusza siΩ bli┐ej S│o±ca ni┐ Neptun. Najdalej od S│o±ca, w aphelium, Pluton bΩdzie w roku 2113, natomiast w pozycji, w kt≤rej zosta│ odkryty przez Tombaugha, dopiero w roku 2178. Regularnie powtarzaj╣ce siΩ nieznaczne wahania jasno£ci Plutona pozwoli│y na stosunkowo dok│adne wyznaczenie okresu obrotu planety, wynosz╣cego 6,3868 dnia. P│aszczyzna r≤wnika planety tworzy z p│aszczyzn╣ jego orbity k╣t 57░. Nawet w najwiΩkszych teleskopach Pluton przedstawia siΩ jako niezbyt jasna plamka +14,8m. O jego kszta│cie, a tak┐e na temat powierzchni planety nie mo┐emy w gruncie rzeczy nic powiedzieµ. Temperatura na powierzchni Plutona wynosi -230░C. Przy takiej temperaturze w stanie gazowym pozostaje tylko wod≤r, hel, metan i neon. Rozmiary, masa i budowa Plutona s╣ od samego momentu jego odkrycia przedmiotem licznych dyskusji. Wydaje siΩ jednak, ┐e rok 1978 ods│oni│ nieco tajemnic planety. W lipcu 1978 roku James Christy, astronom z Obserwatorium Morskiego w Waszyngtonie, odkry│ na fotografiach Plutona, wykonanych w obserwatorium Flagstaff teleskopem o £rednicy zwierciad│a 155 cm, ksiΩ┐yc planety. Okr╣g│y obraz Plutona jest na zdjΩciach wyraƒnie rozci╣gniΩty z jednej strony. Podobn╣ deformacjΩ obrazu Plutona stwierdzi│ dodatkowo Christy na zdjΩciach z roku 1965 i 1970. Zdeformowany obraz Plutona astronomowie dotychczas przypisywali defektom w emulsji fotograficznej. Istnienie ksiΩ┐yca zosta│o jednak wkr≤tce potwierdzone na fotografiach uzyskanych czterometrowym teleskopem z obserwatorium w Cerro Tololo w Chile. Interpretacja obserwacji fotometrycznych Plutona, tym razem │╣cznie z jego ksiΩ┐ycem, radykalnie zmienia│a nasze wyobra┐enie o planecie. Okaza│o siΩ, ┐e £rednica Plutona wynosi 2400 km, a £rednia gΩsto£µ 1,5 g/cm3, a nie 4,5 g/cm3. Pluton jest zatem mniejszy od naszego KsiΩ┐yca. Chocia┐ w spos≤b bezpo£redni nie mo┐emy wykonaµ bada± geologicznych planety, to jednak potrafimy na drodze teoretycznej wyrobiµ sobie pogl╣d na najbardziej prawdopodobn╣ jej budowΩ i sk│ad chemiczny. Korzystamy przy tym z naszej wiedzy o fizyczno-chemicznych w│a£ciwo£ciach materii, z kt≤rej planeta powsta│a, i o w│asno£ciach przestrzeni, w kt≤rej siΩ porusza. Obecnie najlepiej obja£nia wielko£µ Plutona, jego masΩ i zdolno£µ odbijaj╣c╣ model z j╣drem zbudowanym ze ska│ krzemowych, otoczonych warstw╣ lodu i zestalonego metanu. îrednica j╣dra wynosi oko│o 1200 km, a masa jego stanowi oko│o 1/4 masy planety. J╣dro otacza warstwa lodu o grubo£ci 550 km. PowierzchniΩ planety tworzy warstwa zestalonego metanu o grubo£ci 50 km, stanowi╣ca tylko 3% ca│ej masy planety. Atmosfera Plutona jest bardzo rozrzedzona i sk│ada siΩ g│≤wnie z metanu w stanie gazowym. Przy bardzo niskiej prΩdko£ci ucieczki z powierzchni planety, metan nieustannie ucieka do przestrzeni miΩdzyplanetarnej. KsiΩ┐yc Plutona zosta│ nazwany przez Christiego Charonem dla upamiΩtnienia mitologicznego przewoƒnika, kt≤ry za op│at╣ przewozi│ dusze przez rzekΩ Acheron w £wiat pozagrobowy, gdzie bogiem by│ Pluton. Charon obiega Plutona w odleg│o£ci siedmiu jego promieni w czasie r≤wnym okresowi obrotu planety. Znajduje siΩ zatem stale nad tym samym miejscem powierzchni Plutona, jest to wiΩc ksiΩ┐yc stacjonarny. îrednicΩ Charona oceniamy na 600 km, masΩ na 1,7 x 1020 kg, przy za│o┐eniu, ┐e ma on identyczny sk│ad chemiczny jak Pluton. Kszta│tu Charona nie znamy. Niezwyk│a orbita Plutona, jego rozmiary i albedo podobne do tego, jakie maj╣ ksiΩ┐yce Neptuna, a tak┐e niecodzienne orbity ksiΩ┐yc≤w Neptuna s╣ podstaw╣ interesuj╣cej hipotezy o pochodzeniu Plutona. Ca│kiem mo┐liwe, ┐e Pluton nie jest w og≤le w £cis│ym tego s│owa znaczeniu, lecz m≤g│ byµ ksiΩ┐ycem Neptuna. Wed│ug hipotezy Raymonda A. Lyttletona, Pluton pierwotnie obiega│ Neptuna z okresem 6,4 dnia. Pewnego razu, przy bardzo ciasnym zbli┐eniu do jednego z ksiΩ┐yc≤w Neptuna - Trytona, si│y grawitacyjne wyrzuci│y Plutona z uk│adu ksiΩ┐yc≤w Neptuna na w│asn╣ orbitΩ wok≤│s│oneczn╣. Powsta│e si│y przyp│ywowe mog│y r≤wnocze£nie oderwaµ czΩ£µ materii Plutona, tworz╣c z niej jego satelitΩ Charona. Ale r≤wnie┐ Tryton, trzykrotnie wiΩkszy od Plutona, nie wyszed│ z tego zbli┐enia bez szwanku. Jego pierwotna orbita zmieni│a siΩ na orbitΩ, po kt≤rej ruch ksiΩ┐yca jest wsteczny. Inn╣ hipotezΩ o oderwaniu Plutona z uk│adu ksiΩ┐yc≤w Neptuna wysunΩli dwaj astronomowie - T. C. VanFlandern i R. S. Harrington. Wed│ug nich, przyczyn╣ zmiany orbit Plutona i Trytona mog│a byµ nieznana planeta, 3 - 4 razy masywniejsza od Ziemi. Ta hipotetyczna planeta w swojej drodze wok≤│ S│o±ca znacznie siΩ zbli┐y│a do Neptuna, przy czym jej orbita tak┐e uleg│a znacznym zmianom, a ona sama jest obecnie odleg│a od S│o±ca o 50 - 100 AU. Je£li taka planeta rzeczywi£cie istnieje, na podstawie zaburze± w ruchu Neptuna nale┐a│oby przypuszczaµ, ┐e znajduje siΩ gdzie£ na tle gwiazdozbior≤w Kozioro┐ca, Wodnika lub Ryb. Nie jest jednak wykluczone, ┐e Pluton i inne cia│a do niego podobne s╣ pierwotnym budulcem, kt≤ry nie zosta│ zu┐yty przy formowaniu siΩ planety. Do tej grupy cia│ nale┐y zapewne i Chiron, planetoida o dziwacznej orbicie, nieco przypominaj╣cej orbitΩ Plutona, odkryta w 1978 roku przez Charlesa Kowala. Chiron porusza siΩ na og≤│ poza orbit╣ Saturna, lecz czΩ£µ jego orbity le┐y wewn╣trz orbity Saturna, podobnie jak czΩ£µ orbity Plutona le┐y wewn╣trz orbity Neptuna. Odleg│o£µ Chirona od S│o±ca w peryhelium wynosi 8,5 AU, w aphelium 18,9 AU. S│o±ce obiega on w £redniej odleg│o£ci 13,7 AU, po orbicie eliptycznej o mimo£rodzie 0,38, nachylonej do ekliptyki pod k╣tem 6,9░. Okres obiegu Chirona wynosi 50,7 roku, a maksymalna £rednica - oko│o 800 km. Pod wzglΩdem sk│adu nale┐y do ciemnych chondryt≤w wΩglowych.

3