Pluto

Dvärgplanet (134340) Pluto
Utsikt över norra polarområdet och den Charon-avlägsna sidan av Pluto i naturliga färger, tagen av rymdfarkosten New Horizons den 14 juli 2015 från ett avstånd på cirka 450 000 km [1]
Egenskaperna hos den omloppsbana [2] ( Animation )
Stor halvaxel	39,482 AU (5 906,4 miljoner km)
Perihelion - aphelion	29.658-49.304 AU
excentricitet	0,2488
Lutning av omloppsplanet	17,1418 °
Sidereal omloppstid	247 a 343 d
Synodisk period	366,73 dagar
Medelhastighet	4,67 km / s
Minsta - största avståndet till jorden	28.641-50.321 AU
Fysiska egenskaper [2]
Ekvatoriell diameter *	2374 km
Stångdiameter *	2376 km
Mått	1,303 · 10 22 kg
medeldensitet	1,854 g / cm 3
Gravitationsacceleration *	0,62 m / s 2
Escape -hastighet	1,21 km / s
Rotationsperiod	6 d 9 h 43 min 12 s
Lutning av rotationsaxeln	122,53 °
Geometrisk albedo	0,52
Max. Tydlig ljusstyrka	+13,65 m
Atmosfärens egenskaper
Tryck *	≈ 13 · 10 −6 bar
Temperatur * Min. - Medium - Max.	24 K (−249 ° C ) 31 K (−242 ° C) 38 K (−235 ° C)
Huvudingredienser Kväve : 99% Metan : 0,5% Kolmonoxid : 0,05%
* baserat på nollnivån på dvärgplaneten
Andra
Månar	5
Utforskare	C. Tombaugh
Datum för upptäckten	18 februari 1930
Storleksjämförelse mellan paren Jorden - Månen och Pluto - Charon (nere till höger) i samma skala (fotomontage)

Pluto är den största och näst mest massiva kända dvärgplanet i vårt solsystem och den längsta kända föremål för Kuiper Belt . Den rör sig i en ännu mer excentrisk bana runt solen än planeten Merkurius . Dess volym motsvarar ungefär en tredjedel av jordens måne .

Den astronomiska symbolen för Pluto är ♇ ; i astrologi kommer också Begagnade. Det är uppkallat efter den romerska underjorden . De nya klasserna av Plutoids och Plutinos namngavs efter dvärgplaneten.

Från upptäckten den 18 februari 1930 till omdefinitionen av termen " planet " den 24 augusti 2006 av International Astronomical Union (IAU) ansågs Pluto vara den nionde och yttersta planeten i solsystemet . Efter att fler och fler plutoider - kroppar av liknande storlek i Kuiperbältet - hade hittats, utvecklades en mer exakt definition av termen. Sedan dess har den tilldelats kategorin dvärgplanet och fått det mindre planetnumret (134340) Pluto .

I januari 2006 skickades en rymdprob för första gången till Pluto med New Horizons ; den passerade honom den 14 juli 2015 på ett avstånd av 12 500 km. ^[3]

Bana och rotation

järnväg

Det tar Pluto 247,94 år att kretsa runt solen. Jämfört med planeterna är Plutos bana betydligt mer excentrisk, med en excentricitet på 0,2488. Det betyder att avståndet till solen är upp till 24,88% mindre eller större än den stora halvaxeln .

Plutos bana (röd) jämfört med Neptuns (blå); Objektstorlekar ska inte skala. De ljusa omloppsområdena ligger norr om ekliptiken , de mörka områdena söderut. Den gula rutten förbinder solen med vårdagjämningen .

Punkten för Plutos omlopp längst bort från solen, aphelion , är 49,305 AU , medan punkten närmast solen, periheliet , med 29,658 AU är närmare solen än Neptuns mycket lätt excentriska bana. Pluto passerade genom detta område för sista gången, där det är närmare solen än Neptuns bana, från 7 februari 1979 till 11 februari 1999. Perihelion hände Pluto 1989. Det kommer att nå aphelion år 2113 . Där är solstrålningen bara cirka 0,563 W / m². Det är 2430 gånger så högt på jorden . För en observatör på Pluto är solens skenbara diameter bara cirka 50 tum och ser ut som en bländande ljus stjärna cirka −19. Storleksklass från (150 × ljusare än fullmånen). Det fluktuerar runt 1,1 magnituden under ett Pluto -år.

På grund av Plutos starkt excentriska omloppsbana och dess olika albedo i dess två halvklot, ändras ljusstyrkan mellan 13,8 mag (nära jorden) och 16,5 mag (avlägsen) sett från jorden.

Det märks att Pluto rör sig exakt två gånger runt solen under den tid då Neptunus rör sig tre gånger runt solen. Man talar därför om en 3: 2 -omloppsresonans . Många av Kuiperbälteobjekten, som Pluto, befinner sig i en 3: 2 -bana resonans med Neptunus och kallas Plutinos . Med metoder för himmelsk mekanik kan det visas att deras vanligtvis mycket excentriska banor är stabila under miljoner år.

Fram till upptäckten av många andra liknande föremål ansågs Pluto vara en rymd måne i Neptunus. ^[4] Dess uttalade excentriska bana, som starkt lutar mot ekliptiken vid 17 °, och dess lilla storlek föreslog detta. Den stora Neptunmånen Triton sägs ha fångats av Neptunus och i processen störde det ursprungliga månsystemet avsevärt: Pluto katapulterades ur Neptunsystemet och den betydande excentriciteten för Neptunmånen Nereid skapades. Dess retrograde känsla av rotation talar för att fånga Triton, varför detta fortfarande är den nuvarande teorin för Triton. Men hypotesen om den flydde Pluto har sedan tappats. Upptäckten av många andra trans-neptuniska föremål på kanten av planetsystemet har visat att Pluto är den största och åtminstone den ljusaste representanten för Kuiperbältet, en ansamling av tusentals asteroider och kometkärnor i en skivformad region bakom Neptuns bana. Plutos uppkomst är därför nära kopplad till Kuiperbältets, som består av rester av bildandet av det yttre planetsystemet. Triton sägs också ha varit medlem i detta bälte innan han misstänks fångas.

rotation

Pluto i en rotationsanimation

Pluto roterar en gång på sin axel på 6 387 dagar. Den ekvatorialplanet lutar med 122,53 ° i förhållande till planet för omloppsbana, så Pluto roterar efterhand . Dess rotationsaxel är därför ännu mer lutad än Uranus . I motsats till Uranus och Venus är anledningen till detta i allmänhet uppenbar, liksom orsaken till Plutos stora rotationsperiod jämfört med andra himlakroppar, eftersom dvärgplanetens rotation är knuten till orbitalrörelsen för dess mycket stora måne Charon på grund av tidvattenkrafterna . Pluto och Charon var de första och under lång tid de enda kända kropparna i solsystemet med en dubbelbunden rotation tills liknande system hittades i Kuiperbältet och asteroidbältet , såsom (90) Antiope med dess följeslagare Antiope B.

Bestämningen av polerna utfördes för dvärgplaneten på ett sådant sätt att dess nordpol är den rotationspunkt vid vilken ytans rotation går moturs. På grund av Plutos retrograde rotationskänsla pekar axelriktningen för dess nordpol söder om ekliptiken, till skillnad från planeterna.

konstruktion

Skalstruktur hos Pluto

Med en diameter på bara 2 374 km är Pluto betydligt mindre än de sju största månarna i solsystemet. Dess struktur liknar troligen den hos den större och ännu kallare Triton. Det är av liknande densitet, har en mycket tunn atmosfär av kväve , har också en mer rödaktig färg, har polära iskappar och mörkare områden dominerar mot ekvatorn.

intern struktur

Plutos medeltäthet är 1,860 g / cm³; vid en densitet av cirka 2 g / cm³ är en sammansättning av cirka 70% sten och 30% vattenis sannolik. ^[5]

Enligt den nuvarande modellen av Plutos struktur har dess interiör genom värme från radioaktiv skalstruktur kärnförfallsprocesser i en differentierad . Kärnan består mestadels av berg och mäter 70% av Plutos diameter. Under ytan av övervägande kväveis är kärnan innesluten i ett lager vattenis. I övergångszonen mellan kärna och mantel kunde de interna smältprocesserna ha bildat ett globalt utomjordiskt hav som fortfarande kan existera idag. ^[6]

yta

• 

  Preliminära namn på ytformationer (juli 2015)

• 

  Geologisk karta över Sputnik Planitia och det omgivande området, konvektionsceller skisserade i svart

Med sin storlek på 17,6 miljoner kvadratkilometer är Plutos yta nästan densamma som Sydamerikas . Efter den av Saturns måne Iapetus , visar den den största ljusstyrkan kontraster bland alla andra kroppar i solsystemet. ^[7] Detta förklarar de uttalade fluktuationerna i ljusstyrka som mättes mellan 1985 och 1990 när Pluto förmörkades av sin stora måne Charon.

Från 2004 observerades Pluto och Charon med Spitzer -rymdteleskopet i termiskt infrarött . Ljuskurvorna visade att Pluto, vid cirka 40 Kelvin, är cirka 10 Kelvin kallare än Charon. Orsakerna är högre albedo , vilket innebär att mindre solljus absorberas och större termisk tröghet, vilket innebär att rotationen transporterar mer värme till baksidan. ^[Åttonde]

På grund av New Horizons flyby kunde norra halvklotet och den södra ekvatorialzonen fotograferas från Plutos yta; resten av tiden styrde säsongens polarnatt. De mest detaljerade bilderna erhölls från de områden som ligger i mitten av sidan som ständigt vetter bort från månen Charon runt den 180: e längdgraden. Det finns en ljus, ungefär hjärtformad, homogen region. Den större delen av den ligger norr om ekvatorn och fick namnet Tombaugh Regio efter upptäckten av Pluto, Clyde Tombaugh . Inom Tombaugh -regionen finns ett område som har fått namnet Sputnik Planitia . Sputnikslätten - uppkallad efter den första konstgjorda satelliten Sputnik 1 - är ett mycket stort islag som upptar den västra halvan av Tombaugh -regionen. Eftersom den är fri från slagkratrar tror vissa forskare att den är mindre än 100 miljoner år gammal och fortfarande kan befinna sig i ett aktivt geologiskt läge. Vid första ögonkastet påminner det om frusen lera. Synliga ränder i detta område kan orsakas av vindar. ^[9] Andra forskare antar en geologiskt inaktiv, gammal yta på vilken endast atmosfäriska processer påverkar och fälls ut. ^[10] På glaciärer flyter kväveis från ett ljust område från öster till Sputnik Planitia. Man tror att det tidigare avdunstat i mitten av Sputnik -slätten och fällts ut öster om slätten varifrån det rinner tillbaka. ^[11]

Den iögonfallande Tombaugh -regionen är förmodligen inte av en slump vid ekvatorn som vetter exakt bort från Charon. Enligt den föredragna förklaringen måste de ha fört med sig centrifugalkraften för Plutos rotation och tidvattenkraften i Charon till denna speciella position. Sputnik Planitia har emellertid som en låglands slätt en negativ topologi och, på grund av brist på massa, skulle därför inte vid första anblicken övervägas för en positiv tyngdkraftsanomali som dessa krafter skulle kunna verka på. Låglandet antas vara mindre än 100 miljoner år gammalt slagbassäng, genom den perforerade botten av vilken vatten från ett eventuellt dolt hav kan tränga in. Isskiktet som bildas av det uppstigande vattnet är tunnare än den omgivande isskorpan, men har en högre massdensitet, så att en positiv tyngdkraftsanomali uppstod. Efterföljande avlagringar av kväveis har intensifierat denna effekt. ^[12]

På den södra kanten av Sputnik -slätten reser sig Norgay Montes, uppkallad efter Tenzing Norgay , upp till 3500 meters höjd, bredvid Edmund Hillary, en av de två första klättrarna på Mount Everest . ^[13] Lite längre norrut, på den västra kanten av Sputnik-planet, reser sig Hillary Montes till 1500 meter över omgivningen. ^[14] De höga bergen är troligtvis gjorda av vattenis, eftersom detta är hårt som sten vid de låga temperaturerna. Metan och kväveis, som täcker det mesta av Plutos yta, är inte tillräckligt stabila för sådana strukturer - även om deras vikt på dvärgplaneten bara är en femtedel av vad de skulle ha på jorden. Orsaken till deras bildning är fortfarande helt i mörkret, eftersom dvärgplaneten inte är under gravitationspåverkan av en ännu mer massiv himlakropp som kan deformera dess skorpa på ett sådant sätt. ^[15] I samband med Norgay -bergen finns två 3 och 5 km höga höjder, Wright Mons och Piccard Mons, med centrala fördjupningar, förmodligen isvulkaner .^[16]

I det östra grannskapet i Tombaugh -regionen ligger Tartarus Dorsa -regionen - uppkallad efter Tartarus i grekisk mytologi, den djupaste delen av underjorden . Terrängen för dessa åsar fick smeknamnet "ormskinn" av tolkarna på grund av dess speciella lättnad. ^[17] De robusta Tartarus -åsarna sträcker sig hundratals kilometer och korsas av ungefär parallella spår som kunde ha skapats av tektoniska rörelser. ^[18] Ryggarna är täckta med bladliknande åsar som kan ha bildats över tid av flyktigt och upprepat fryst material.^[19]

1070 slagkratrar räknades på halvklotet som registrerades med den högsta upplösningen. De visar mycket olika bevarandetillstånd. Områdena med den högsta kratertätheten beräknas vara 4 miljarder år gamla.^[16]

För namnet på Plutos formationer har IAU begränsat möjligheterna inom sin nomenklatur till mytologiska namn för underjorden och tillhörande gudar, dvärgar, hjältar och upptäcktsresande, rymdfarkoster, liksom författare, forskare och ingenjörer som var bekanta med Pluto och Kuiperbältet. ^{[20] [21]} De första namnen bekräftades officiellt den 21 september 2017 ^[22]

• 

  Pluto i bästa upplösning, kontrastförbättrad, färgförbättrad och utökad med infraröd

• 

  Skott från en annan vinkel, kontrastförbättrad, färgförbättrad och utökad med infraröd

• 

  En del av sputniknivån ( sammanhang )

• 

  Norgaybergen och deras omgivning med Wright Mons, en av de troliga isvulkanerna (under mitten av bilden)

• 

  Charon -sidan av Pluto

• 

  Plutos yta med berg i dis och dimma i motljuset

• 

  Sputnikslätten och Norgaybergen

atmosfären

En nästan sann färgbild av Pluto ur dess skugga. Många lager av blå dis flyter i Plutos atmosfär. Berg och deras skuggor är synliga längs och nära kanten. (New Horizons, 14 april 2015)

Plutos mycket tunna atmosfär består mestadels av kväve, liksom en del kolmonoxid och cirka 0,5% metan . ^{[23] [24] [25]} Enligt mätningar vid James Clerk Maxwell Telescope var atmosfären 3000 km hög 2011 och kolmonoxiden i den hade en temperatur på -220 ° C. Atmosfärstrycket på Plutos yta är cirka 0,3 Pa enligt den amerikanska rymdorganisationen NASA och cirka 1,5 Pa enligt European Southern Observatory (ESO). Gissningar om frysning ur Plutos atmosfär efter passagen genom omloppsområdet närmare solen kunde hittills inte bekräftas. En jämförelse av spektroskopiska mätningar från 1988 och 2002 avslöjade till och med en liten expansion av gashöljet. ^{[26] Det} antas också att massan är dubbelt så stor. ^[27]

Enligt absorptionsmätningar från New Horizons -uppdraget sträcker sig atmosfären upp till 1600 kilometer över havet.

Som ESO meddelade den 2 mars 2009 är det mestadels en inversionsväder på Pluto orsakad av metan i atmosfären, varigenom temperaturen ökar med 3 till 15 K per höjdkilometer. I den nedre atmosfären är temperaturen −180 ° C och i den övre atmosfären −170 ° C, medan den på marken bara är −220 ° C. Man tror att detta låga värde bland annat orsakas av avdunstning av metan, som förändras från ett fast till ett gasformigt tillstånd. ^[28]

Förekomsten av en atmosfär bevisades igen den 29 juni 2015 med hjälp av Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy , då stjärnan UCAC 4347-1165728 , sett från jorden, täcktes av Pluto i 90 sekunder. ^[29] De första uppgifterna från New Horizons visar dock att det finns en skillnad mellan det atmosfäriska trycket som mäts av sonden och det atmosfäriska trycket som jorden observerat och beräknat. Det tidigare atmosfärstrycket mäts under jordobservation på en höjd av cirka 50 till 75 km och beräknas ner till Pluto -ytan med hjälp av antaganden. Detta ger ett tryck på 2,2 Pa, medan New Horizons kunde mäta direkt på ytan och därmed fick ett värde på 0,5 Pa. ^[30]

Efter de första bilderna på flyby upptäckte New Horizons aerosoler i Plutos atmosfär upp till 130 km höjd. Dessa är främst koncentrerade på två lager dimma, det första cirka 50 km över marken och det andra på cirka 80 km över havet. ^[31] Under tiden är mer än 12 dimma kända, varav det första ligger i omedelbar närhet av marken. ^[11] Dessutom förlorar Plutos atmosfär ständigt kväve, vilket joniseras och blåses bort av solvinden . ^[32]

Månar

Fem naturliga satelliter är kända från Pluto. Deras banor är ungefär cirkulära och överensstämmer med varandra. De ligger i Plutos starkt lutande ekvatorialplan, inte i dess orbitalplan. Under den dominerande Charons omloppsperiod är de andra yttre månarnas omloppsperioder ungefär resonanta; förhållandena är cirka 1: 3: 4: 5: 6.

Pluto och Charon kretsar om varandra (grafik). Barycenter (vit spets i mitten) ligger utanför Pluto.

Med Charon har Pluto en relativt stor måne, varför det ibland kallas " dubbelsystemet Pluto-Charon". Storleksförhållandet är ännu mindre än jord-månesystemet och är mindre än 2: 1 när det gäller diameter. På grund av massförhållandet på bra 8: 1 och ett avstånd på nästan 15 Pluto -radier ligger den gemensamma tyngdpunkten , systemets barycentre , utanför Pluto. Charon och Pluto kretsar därmed om varandra.

De fyra mindre satelliterna rör sig ungefär runt den gemensamma tyngdpunkten för Pluto och Charon, så deras bana är förmodligen oförutsägbar på lång sikt ( trekroppsproblem ).^[33] På grund av de icke-enhetligt samverkande gravitationella fälten i Pluto och Charon har de inte heller någon bunden rotation som Charon; Dessutom är deras rotationsaxlar mycket starkt lutade och deras rotationsbeteende är inte heller konstant över en lång tidsperiod. Figuren Kerberos och Hydra talar för en sammanslagning av två mindre kroppar.^[16]

Plutomånarnas ursprung förklaras enligt modellen för kollisionsteorin om Jordens månes uppkomst genom Plutos betande kollision med en annan stor kropp av Kuiperbältet, genom vilket skräp hamnade i banor runt Pluto, varifrån månar bildade där. Denna populära teori användes för Charon före upptäckten av de fyra små. ^{[34] [35]} De planlanära banorna med de ungefär resonanta omloppstiderna och de enhetligt färgade ytorna talar för en gemensam bildning av alla Plutomonde. Om den fångas hade en annan färg kunnat förväntas.

Pluto och dess månar i Kuiperbältet utsätts för konstant bombardemang av minimeteoriter som slår ut damm och ispartiklar från ytorna. Medan gravitationen hos Pluto och Charon säkerställer att allt skräp faller tillbaka på himmelkropparna, är de mindre månarnas dragkraft otillräcklig. Forskarna misstänker därför att de förlorar så mycket material genom ytterligare påverkan under astronomiska perioder att en ring av damm gradvis kommer att bildas runt Pluto.

Upptäckten av ytterligare Pluto -månar kom oväntat, eftersom ingen himlakropp med mer än en satellit hade observerats bortom Neptunus; en månad senare hittades dock också en andra måne vid (136108) Haumea . Eftersom Pluto och Charon med viss motivering kan förstås som dubbla (dvärg) planeter, kan Nix och Hydra också ses som det första beviset för cirkumbinära satelliter med någorlunda stabila banor i ett dubbelsystem.

Före flyby letades New Horizons intensivt igen efter satelliter och dammringar av säkerhetsskäl; dock kunde inga ytterligare Pluto -månar upptäckas. Skulle de fortfarande existera kan de ha högst ungefär en fjärdedel av ljusstyrkan i den lilla, mörka Kerberos . ^[36]

Efternamn	upptäckt	objekt			Sökvägsparametrar				ljusstyrka
		Bild [37]	diameter (km)	Mått (10 18 kg)	Stor halv axel (km)	Orbital tid (Dagar)	Excentrisk tricity	Inkl. nation	Max.	O	Min.
Charon	1978		1212 [38]	1587 [39]	17 536 ± 3 *	0 6.387 230	0,002 2 [40]	0,001 °	15,8 m	16,8 m	18,3 m
ingenting	2005		.8 49,8 × 33,2 × 31,1	≤ 0,09 [39]	48 690 ± 3 *	24.854 8 00	0,000 00	0,0 °	23,3 m	24,4 m	24,9 m
Hydra	2005		.9 50,9 × 36,1 × 30,9 [41]	≤ 0,09 [39]	64721 ± 3 *	38.202 1 00	0,005 54	0,3 °	22,9 m	24,0 m	25,2 m
Kerberos	2011		≈ 12 × 4.5	≤ 0,03 [39]	57750 ± 3 *	32.167 9 00	0,000 00	0,4 °	25,7 m	26,8 m	28,1 m
Styx	2012		≈ 16 × 9 × 8	0,007 5	42 656 ± 78	20.161 55 0	0,000 01	0,0 °	26,6 m	27,7 m	29,0 m

kommentar

• Max .: Pluto perihelion, konjunktion, vänd mot jordens ljusaste sida
  Min .: Pluto aphelion, opposition, mörkaste sidan av jorden vänd

Pluto och dess månar i skala med barycenter

utforskning

upptäckt

Historien om upptäckten av Pluto är något liknande den för Neptunus, som hittades 83 år tidigare. För båda himmelkropparna gjordes försök att förutsäga deras upptäckt på grundval av orbitalstörningar på den närliggande planeten. I fallet Pluto är emellertid det faktiska att hitta ett objekt i motsvarande sökområde slutligen en ren slump, eftersom Plutos massa inte är tillräcklig för de störningar som beräkningen bygger på. ^[42]

Pluto upptäcktes den 18 februari 1930 vid Lowell -observatoriet genom att jämföra några himmelbilder på den blinkande komparatorn efter cirka 25 års sökande, men inte på den exakta positionen som förutspåddes. Den unga upptäcktsresande Clyde Tombaugh hade bara nyligen anlitats för att göra fotografiska sökningar efter den legendariska Trans-Neptunus . Marsutforskaren Percival Lowell hade själv letat efter en sådan himlakropp sedan 1905 och finansierade Lowell -observatoriet. Som det visade sig senare var Pluto redan igenkännlig på två av de fotografiska plattorna som Lowell hade gjort 1915. Eftersom Lowell letade efter ett mycket ljusare föremål hade denna upptäckt undgått honom.

Upptäckten offentliggjordes den 13 mars 1930, 149 -årsjubileet för upptäckten av Uranus av William Herschel 1781 och 75 -årsdagen av Percival Lowell, som dog 1916.

Nu letade de efter ett lämpligt namn. Prerogativet för namngivning var Lowell -observatoriet. Ett stort antal förslag kom snart dit. Namnet på underjordens härskare för denna himlakropp så långt från solen föreslogs av Venetia Burney , en elvaårig tjej från Oxford som var mycket intresserad av klassisk mytologi. Hon fick reda på nyheterna om upptäckten och sökandet efter ett namn i Times från sin farfar, Falconer Madan, morgonen efter upptäckten gjordes. Han var en pensionerad bibliotekarie vid Bodleian Library, och han älskade hennes förslag så mycket att han berättade om det för Herbert Hall Turner , en astronomvän och professor i astronomi vid Oxford University . Via detta nådde han Lowell -observatoriet med telegram den 15 mars, där han accepterades i maj samma år. Enligt IAU: s föreskrifter måste namnet baseras på mytologiska kriterier. ^[43] Venetias farbror Henry Madan, en Science Master vid Eton College , hade redan föreslagit namnen Phobos och Deimos för Mars- månarna. ^[43] Det föreslagna namnet Pluto för den nionde planeten vi letade efter kom för första gången 1919 från den franska läkaren och amatörastronom P. Reynaud, men tydligen kunde knappt någon utanför Frankrike komma ihåg det 1930. ^[44] För författaren Richard Buschick, dock, bara tre år före Plutos upptäckt, gavs Plutos framtida och nuvarande namn redan. ^{[45] Det} faktum att den astronomiska symbolen bestod av Lowells initialer kan också ha spelat en roll i det sista, officiella namnvalet. Hans änka hade tidigare föreslagit Percival, Lowell och till och med hennes eget namn, Constance . ^[46]

På grund av sin relativa närhet och storlek upptäcktes Pluto mer än 60 år tidigare än nästa distinkta trans-neptuniska objekt: (15760) Albion . Det antas nu att orbitalavvikelserna för Neptunus och Uranus som bestämdes vid den tiden endast simulerades av en liten, oundviklig mätavvikelse . Dessutom bedömdes massan av Neptunus före Voyager 2: s flyby. Eftersom den exakta massan av Neptunus är känd kan de yttre planets banor förklaras väl, det vill säga en annan planet måste vara mycket längre bort.

Jordbunden utforskning

Med sin vinkeldiameter på mindre än 0,1 avoided undvek Pluto en direkt bestämning av dess diameter under lång tid, eftersom den bara kunde ses som en punkt i teleskopet. Fram till 1960 -talet beräknades dess diameter vara 14 000 km ^[47] , så att Neptuns orbitalstörningar kunde förklaras halvvägs, vilket krävde en massa på 2 till 11 jordmassor (dock baserat på beräkningsfel och felaktiga antaganden) ( Pickering och Lowell). Så att det hela var förenligt med dess skenbara ljusstyrka på 15 ^m , klassificerades Pluto som ett extremt mörkt föremål med en albedo på 2% ^[48] . Kuiper observerade Pluto 1950 och bestämde skivdiametern till 0,23 ± 0,01 ″ och därmed diametern till nästan 6000 km. Källan till noggrannheten och varför den 0,58 ″ avlägsna Charon inte kände igen är oklart. ^[49] En stjärna ockultation 1966 (Halliday et al.) Kunde bara godkännas med en maximal diameter på 6800 km ^[50] . Weitere Zweifel kamen 1976 durch spektroskopische Untersuchungen von Dale P. Cruikshank , David Morrison und Carl B. Pilcher , die durch charakteristische Absorptionslinien auf Methaneis und ein eher sehr helles Objekt mit einem Albedo von eher 50 bis 80 % hinwiesen und damit nur noch Durchmesser von weniger als 3000 km zuließen. Mit der Entdeckung von Charon im Jahr 1978 und den in den Jahren 1985 bis 1990 erfolgten Bedeckungen von Pluto durch Charon wurde der Durchmesser weiter auf 2306 km korrigiert, Werte die im Wesentlichen 1994 durch das HST mit 2390 km bestätigt wurden ^[51] . Seit New Horizon ist der Durchmesser mit 2370 km ziemlich genau bekannt. ^{[52] [53] [54] [55]}

Die beiden Hemisphären des Pluto in der bestmöglichen Auflösung des HST von 1994 und die daraus errechneten Oberflächenkontraste

Pluto in Rotation. Computerberechnete Einzelbilder von 2010.

Mit der Entwicklung leistungsstarker Teleskope mussten Durchmesser und Masse des Pluto kontinuierlich nach unten revidiert werden, zunächst um 1950 nach Messungen der Sternwarte Mount Palomar auf halbe Erdgröße. Bald scherzte man, dass Pluto bei Extrapolation der Messwerte wohl bald völlig verschwinden werde. Unkonventionelle Theorien wurden postuliert: Pluto sei in Wirklichkeit groß, man sehe aber nur einen kleinen, hellen Fleck auf der Oberfläche. Der Astronom Fred Whipple errechnete erstmals eine genaue Umlaufbahn. Dazu konnten Fotoplatten herangezogen werden, auf denen sich Pluto bis in das Jahr 1908 zurückverfolgen ließ. Die Entdeckung des Mondes Charon im Jahr 1978 ermöglichte dann eine genaue Massebestimmung mittels der Gravitationsdynamik des Systems. Von 1985 bis 1990 kam es zu wechselseitigen Bedeckungen zwischen den beiden, mit denen der Durchmesser von Pluto schließlich auf 2390 km bestimmt wurde. Spätere Messungen mit adaptiver Optik, mit dem Hubble-Weltraumteleskop (HST) und bei Bedeckungen von Sternen haben Werte von etwa 2280 bis 2320 km ergeben. Aufnahmen der Raumsonde New Horizons ergaben im Juli 2015 einen Durchmesser von 2370 km. ^[38]

Kombinationen von Aufnahmen mit dem Hubble-Weltraumteleskop haben gezeigt, dass Plutos Nordhemisphäre in den Jahren 2002 und 2003 heller geworden ist und der Zwergplanet insgesamt rötlicher wirkt. ^[56]

Die NASA veröffentlichte 1994 die ersten globalen Bilder von Pluto, bei denen Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops zu einer Oberflächenkarte verrechnet wurden. Mit sehr großem Aufwand generierten Wissenschaftler um Marc W. Buie 2010 eine Oberflächenkarte von Pluto, die für gut fünf Jahre die genaueste Karte des Zwergplaneten war. Dafür verwendeten sie 384 nur wenige Pixel große Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops, die zwischen 2002 und 2003 erstellt worden waren. Mittels Dekonvolution und weiteren ausgefeilten Algorithmen wurde daraus innerhalb von 4 Jahren auf 20 Computern eine Oberflächenkarte von Pluto errechnet.^{[57] [58]}

Erforschung mit Raumsonden

New Horizons bei den Startvorbereitungen

Die NASA plante bereits seit Anfang der 1990er Jahre unter dem Namen „Pluto Fast Flyby“ eine rasche Vorbeiflug -Mission zum Pluto, bevor seine dünne Atmosphäre ausfriert – seinen sonnennächsten Bahnpunkt hatte Pluto schon 1989 durchschritten und wird ihn erst 2247 wieder erreichen. Zeitweise war geplant, zwei Sonden zu verwenden, um beide Seiten von Pluto und Charon untersuchen zu können. Nachdem erste Konzepte an technischen Schwierigkeiten sowie an mangelnder Finanzierung gescheitert waren, wurde 2001 die Umsetzung der nun „New Horizons“ getauften Mission im Rahmen des New-Frontiers-Programms genehmigt. Die Raumsonde startete am 19. Januar 2006 und flog am 14. Juli 2015 an Pluto und Charon vorbei. Aufnahmen der Sonde im April 2015 übertrafen bereits die des Hubble-Teleskops. Es wurden

• globale Karten des Zwergplaneten und seines Mondes erstellt, mit spektraler Auflösung im Sichtbaren und IR,
• die Atmosphäre des Pluto in Transmission studiert, mit spektraler Auflösung im UV-Bereich,
• Hochauflösungsfotos mit bis zu 25 m pro Pixel Auflösung gewonnen,
• das elektrische und magnetische Feld sowie Ionen, Neutralteilchen und Staub gemessen.

Die komplette Übertragung aller Daten dauerte länger als 15 Monate und endete am 25. Oktober 2016. ^[59]

Debatte um Planetenstatus und Aberkennung

Die Diskussion darüber, ob Pluto überhaupt die Bezeichnung „Planet“ verdiene, begann bereits, als man außer seiner stark elliptischen und sehr geneigten Umlaufbahn auch seine geringere Größe erkannt hatte. Nachdem im September 1992 mit 1992 QB ₁ nach Pluto und Charon das dritte transneptunische Objekt gefunden worden war, entdeckten die Astronomen ein Jahr später binnen vier Tagen vier weitere Plutinos. Damit steigerte sich die Debatte um Plutos Status. Der Vorschlag von Brian Marsden vom MPC aus dem Jahr 1998, Pluto einen Doppelstatus zu verleihen und ihn zusätzlich als Asteroiden mit der herausragenden Nummer 10000 einzuordnen, um dadurch einer durch Neuentdeckungen sich ständig ändernden Planetenanzahl vorzubeugen, fand keine Zustimmung.

Im Laufe der Zeit wurden Hunderte weitere Objekte des Kuipergürtels entdeckt, darunter manche von plutoähnlicher Größe. Solch herausragende Entdeckungen, wie vor allem von Eris , wurden von den Medien häufig als „ zehnter Planet “ bezeichnet. Mit der ersten wissenschaftlichen Begriffsbestimmung eines Planeten wurde zusammen mit Pluto keines dieser Objekte als solcher bestätigt. Stattdessen wurde von der IAU im Jahr 2006 für derartige Körper die neue Klasse der Zwergplaneten definiert. Innerhalb dieser neuen Klasse ist Pluto nach Ceres das zweite Objekt, das erst als Planet gegolten hat. Ceres wurde Mitte des 19. Jahrhunderts zusammen mit weiteren Objekten in die neu geschaffene Klasse der Asteroiden herabgestuft, als immer deutlicher wurde, dass es sich zwischen Mars und Jupiter um Mitglieder eines Gürtels sehr zahlreicher kleinerer Objekte handelt. In Bezug auf Pluto als den über sieben Jahrzehnte gewohnten neunten Planeten hält jedoch nach dieser Entscheidung die Kontroverse unter den Astronomen weiter an.

Abstimmung der IAU über die Planetendefinition am 23. August 2006

Die verabschiedete Definition mit dem Zusatz, nach der ein Körper nur dann ein Planet ist, wenn seine Masse die Gesamtmasse aller anderen Körper in seinem Bahnbereich übertrifft, berücksichtigt, dass Pluto seinen Bahnbereich nicht in dem Maße von anderen Körpern geräumt hat. Als Maß für dieses Verhältnis ist die planetarische Diskriminante eingeführt worden. Als das größte Plutino entspricht Pluto eher der Rolle des Asteroiden (153) Hilda , des größten Mitglieds der Hilda-Gruppe. Hilda und mindestens 56 weitere Objekte bewegen sich ein Stück außerhalb des Hauptgürtels der Asteroiden analog in einem 2:3-Verhältnis zur in diesem Fall längeren Umlaufzeit des benachbarten Riesenplaneten.

Auf der 26. Generalversammlung der IAU im August 2006 in Prag wurde zuvor eine etwas andere Definition ohne jenen Zusatz vorgeschlagen. Ein Planet wäre demnach ein Himmelskörper, dessen Masse ausreicht, um durch seine Eigengravitation eine hydrostatische Gleichgewichtsform („nahezu runde“, das heißt, annähernd sphäroidale Form) anzunehmen, und der sich auf einer Bahn um einen Stern befindet, selbst aber kein Stern oder Mond eines Planeten ist. ^[60] Demnach wäre nicht nur Pluto ein Planet, sondern auch Ceres, Charon und Eris. Charon kam durch eine Ergänzung mit hinzu, nach der es sich um einen Doppelplaneten handelt, wenn der gemeinsame Schwerpunkt außerhalb des Hauptkörpers liegt. ^[61]

Gleichzeitig wurde die Definition einer neuen Klasse von Planeten vorgeschlagen, der sogenannten „Plutonen“, zu der Planeten gehören sollten, die für einen Umlauf um den Stern länger als 200 Jahre brauchen, und zu der dann auch Pluto gehört hätte. Dieser Vorschlag für die Planetendefinition konnte sich auf der Generalversammlung jedoch nicht durchsetzen, sodass am 24. August 2006 durch Abstimmung die Entscheidung fiel, Pluto den Planetenstatus abzuerkennen und ihn in die neue Klasse der Zwergplaneten einzustufen. Die Klasse der Plutonen wurde zwar definiert (mit Pluto als Prototyp), blieb aber vorerst unbenannt, da die Bezeichnung als Plutonen wie auch andere Vorschläge verworfen wurde. ^{[62] [63]} Im Juni 2008 wurde für diese unbenannte Unterklasse der Zwergplaneten die Bezeichnung „ Plutoiden “ festgelegt.

Seit September 2006 hat Pluto die Kleinplanetennummer 134340. ^{[64] [65]} Eine solche eindeutige Nummer wird in der Regel fortlaufend vergeben, sobald die Bahn eines Asteroiden oder Zwergplaneten durch genügend viele Beobachtungen genau genug bekannt ist. Plutos Bahn war zwar schon lange hinreichend bestimmt, aber aufgrund seiner vorangegangenen Einstufung als Planet kam für ihn rund 76 Jahre lang keine Kleinplanetennummer in Frage. Die letzten vor Pluto entdeckten Asteroiden erhielten die Nummern 1143 und 1144 .

2009 beschloss der Senat von Illinois , dem Heimatbundesstaat des Pluto-Entdeckers Clyde Tombaugh, Pluto weiterhin als Planeten zu betrachten. ^[66] Der NASA-Administrator Jim Bridenstine erklärte im Jahr 2019 ebenfalls, dass er Pluto weiterhin als Planeten betrachte. ^{[67] [68]}

Sichtbarkeit

Pluto im Oktober 2009 mit einer scheinbaren Helligkeit von 14,1 mag

Um Pluto sehen zu können, ist ein Teleskop mit einer Öffnung von mindestens 200 mm nötig. ^[69] Derzeit wandert er durch das Sternbild Schütze und wird 2023/2024 in den Steinbock wechseln. ^{[70] [71]} Da Pluto am 5. September 1989 im Perihel war, entfernt er sich seither auf seiner elliptischen Umlaufbahn von der Sonne; daher finden aufeinanderfolgende Oppositionen bis zum Jahr 2113 bei immer größerer Entfernung, mit immer geringerer scheinbarer Größe und mit immer geringerer Helligkeit des Zwergplaneten statt.

Rezeption

Im Entdeckungsjahr 1930 erfand Disney den Zeichentrickhund Pluto , der nach dem neuen Himmelskörper benannt wurde. Im Jahr 1942 erhielt nach dem als Planet geltenden astronomischen Zuwachs das neue chemische Element 94 den Namen Plutonium . 1955 wurde der Pluto-Gletscher auf der antarktischen Alexander-I.-Insel nach dem astronomischen Objekt benannt. 2012 lief in den USA ein halbtauchendes U-Boot mit dem Namen des Zwergplaneten vom Stapel.

1987 erschien von Kim Stanley Robinson der Science-Fiction -Roman Die eisigen Säulen des Pluto, nach der Originalausgabe Icehenge von 1987. In ihm entdecken Raumfahrer Mitte des dritten Jahrtausends auf dem Pluto ein rätselhaftes, riesiges Monument aus Eis. ^[72]

Im Jahr 2000 komponierte Colin Matthews als Ergänzung zur Orchestersuite The Planets (Die Planeten, 1914–1916) von Gustav Holst den achten Satz Pluto, the Renewer (Pluto, der Erneuerer). ^[73]

Größenvergleich

Vergleich einiger großer transneptunischer Objekte mit der Erde (Zumeist Phantasiezeichnungen. Bildüberschrift Stand Juni 2015) . Um zum entsprechenden Artikel zu kommen, auf das Objekt klicken ( große Darstellung ).

Siehe auch

• Liste der Zwergplaneten des Sonnensystems
• Liste von transneptunischen Objekten
• Liste der Monde von Planeten und Zwergplaneten
• Liste der Monde von Asteroiden
• Liste der Entdeckungen der Planeten und ihrer Monde

Literatur

• Alan Stern, Jaqueline Mitton: Pluto and Charon. Ice Worlds on the Ragged Edge of the Solar System. University of Arizona Press, Tucson, AZ 1997, ISBN 0-8165-1840-8 ; 2. erweiterte Auflage, Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 3-527-40556-9 (englisch).
• David A. Weintraub: Is Pluto a Planet? A Historical Journey through the Solar System. Princeton University Press, Princeton NJ 2007, ISBN 0-691-12348-9 (englisch).
• Leif Allendorf: Planet Pluto. Die Geheimnisse des äußeren Sonnensystems. Avinus, Berlin 2007, ISBN 978-3-930064-76-2 .
• Silvia Protopapa: Surface characterization of Pluto, Charon and (47171) 1999 TC36. Copernicus Publishing, Katlenburg-Lindau 2009, ISBN 978-3-936586-96-1 . Dissertation Technische Universität Braunschweig 2009, 143 Seiten (englisch).
• Sue Ward: Das Fundament der Astrologie: Wie die alten Herrscher und die neuen Planeten zu ihrer astrologischen Deutung kamen. Übersetzt von Reinhardt Stiehle, Chiron, Tübingen 2011, ISBN 978-3-89997-195-8 .
• Tilmann Althaus: Erste Details von Pluto. In: Sterne und Weltraum . 2015, 9, S. 26–37 ( Abstract ).

Weblinks

Commons : Pluto – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wikibooks: Pluto – Lern- und Lehrmaterialien

• Manfred Holl: Entdeckung des Planeten Pluto
• Pluto-Website der NASA
• Solar System Exploration: Pluto. In: NASA.gov. Abgerufen am 16. Mai 2020 (englisch).  
• Offizielle Webseite der NASA zur Pluto-Mission New Horizons mit aktuellen Informationen (englisch)
• Inoffizielle Infoseite zu New Horizons , Teil des Webauftritts des APL (englisch)
• Spektrum .de: Pluto, ein überraschend dynamischer Eiszwerg 18. Februar 2020

Einzelnachweise