პლუტონი

პლუტონი (უმცროსი პლანეტის სახელწოდება: 134340 პლუტონი; სიმბოლო: ასტრონომიაში — ♇, ასტროლოგიაში ) — უდიდესი ობიექტი კოიპერის სარტყელში, მეათე ყველაზე მასიური სხეული, რომელიც მზის გარშემო ბრუნავს, და მეორე ყველაზე მასიური ჯუჯა პლანეტა ერისის შემდეგ. კოიპერის სარტყლის სხვა ობიექტების მსგავსად პლუტონიც ძირითადად ქვისა და ყინულისაგან შედგება და შედარებით პატარაა: დაახლოებით მთვარის მასის 1/6 და მოცულობის 1/3. მისი ორბიტა ექსცენტრიული და ძალზე დახრილია. პლუტონი მზიდან 30-დან (პერიჰელიუმი) 49 (აფელიუმი) ასტრონომიულ ერთეულამდეა დაშორებული. აქედან გამომდინარე, პლუტონი პერიოდულად მზეს უფრო უახლოვდება, ვიდრე ნეპტუნი, მაგრამ ორბიტალური რეზონანსი ნეპტუნთან იცავს სხეულებს შეჯახებისაგან. 2014 წელს ის მზიდან 32,6 ასტრონომიული ერთეულით იყო დაშორებული. მზიდან წამოსულ სინათლეს 5,5 საათი სჭირდება პლუტონამდე მისაღწევად, როდესაც ის საშუალო მანძილზეა (39,4 ა.ე.).
პლუტონი 1930 წელს აღმოაჩინეს და თავდაპირველად მზიდან მეცხრე პლანეტად იყო მიჩნეული. მისი მთავარი პლანეტის სტატუსი ეჭვქვეშ დადგა მისი და გარე მზის სისტემის უფრო ღრმა, 75 წლიანი შესწავლის შემდეგ. 1977 წლიდან მოყოლებული მცირე პლანეტა ქირონის აღმოჩენასთან ერთად პლუტონის მსგავსი მრავალი ყინულოვანი ობიექტი აღმოაჩინეს ექსცენტრიული ორბიტებით. მიმოფანტული დისკოს ობიექტი ერისი, რომელიც 2005 წელს აღმოაჩინეს, პლუტონზე 27%-ით მასიურია. იმის გააზრებამ, რომ პლუტონი ერთ-ერთია გარე მზის სისტემაში მდებარე დიდი ყინულოვანი ობიექტებიდან, საერთაშორისო ასტრონომიულ კავშირს ბიძგი მისცა, რომ ოფიციალურად განემარტათ „პლანეტა“ 2006 წელს. ამ განმარტებამ პლუტონს პლანეტის სტატუსი ჩამოართვა და რეკლასიფიცირდა „ჯუჯა პლანეტების“ კატეგორიაში (კონკრეტულად კი პლუტოიდად). ის ასტრონომები, რომლებიც ეწინააღდმეგებიან ამ გადაწყვეტილებას, თვლიან, რომ პლუტონი პლანეტად უნდა დარჩეს და, მეტიც, სხვა ჯუჯა პლანეტები და მთვარეებიც კი უნდა დაემატოს პლანეტების სიას პლუტონთან ერთად.
პლუტონის ხუთი ბუნებრივი თანამგზავრი ჰყავს: ქარონი (უდიდესი, პლუტონის დიამეტრის ნახევარზე მეტი), ნიქსი, ჰიდრა, კერბერი და სტიქსი. პლუტონს და ქარონს ზოგჯერ ორმაგ სისტემად განიხილავენ, რადგან მათი ორბიტების ბარიცენტრი არ მდებარეობს არც ერთ სხეულთან. საერთაშორისო ასტრონომიულმა კავშირმა ახლახან ჩამოაყალიბა ორმაგი ჯუჯა პლანეტების განმარტება და ქარონი ოფიციალურად პლუტონის მთვარედაა კლასიფიცირებული.
2015 ივლისს პლუტონს პირველი ზონდი ესტუმრება. ზონდი „ნიუ ჰორაიზონსი“ ჩაფრენისას ეცდება პლუტონისა და მისი მთვარეების დეტალური გაზომვებისა და ფოტოების გადმოცემას. ამის შემდეგ ზონდი შესაძლოა კოიპერის სარტყლის რამდენიმე სხვა ობიექტსაც ესტუმროს.
ისტორია
აღმოჩენა
1840-იანებში ნიუტონისეული მექანიკის გამოყენებით ურბენ ლე ვერიემ იწინასწარმეტყველა იმ დროს აღმოუჩენელი პლანეტა ნეპტუნი ურანის ორბიტის პერტურბაციების ანალიზის შემდეგ. ნეპტუნის მომდევნო დაკვირვებებმა მეცხრამეტე საუკუნის მიწურულს გააჩინა ვარაუდი, რომ ურანის ორბიტას ნეპტუნის გარდა სხვა პლანეტაც აშფოთებდა.
1906 წელს პერსივალ ლოუელმა - მდიდარი ბოსტონელი, რომელმაც დააფუძნა ლოუელის ობსერვატორია 1894 წელს ფლაგსტაფში, არიზონა - დაიწყო დიდი პროექტი შესაძლო მეცხრე პლანეტის ძიებაში, რომელსაც მან „პლანეტა X“ უწოდა. 1909 წლისთვის ლოუელმა და უილიამ პიკერინგმა განაცხადეს შესაძლო ციური კოორდინატები ასეთი პლანეტისათვის. ლოუელმა თავისი დაკვირვებები 1916 წლამდე, ანუ სიცოცხლის ბოლომდე განაგრძო, მაგრამ უშედეგოდ. ლოუელისთვის უცნობი იყო, რომ 1915 წლის 19 მარტს დაკვირვებებმა პლუტონის ორი მკრთალი სურათი დააფიქსირა, მაგრამ ისინი ვერ ამოიცნეს. არსებობს 15 ცნობილი სხვა წინა აღმოჩენა, უძველესი კი იერკეს ობსერვატორიაში 1909 წლის 20 აგვისტოს თარიღდება.
კონსტანს ლოუელთან (პერსივალის ქვრივი) 10 წლიანი იურიდიული დავის გამო, რომელმაც სცადა თავისი კუთვნილი ქონებით ობსერვატორიის მილიონობით დოლარის ღირებულების ნაწილი წაეგლიჯა, „პლანეტა X-ის“ ძებნა შეწყდა 1929 წლამდე, როდესაც მისმა დირექტორმა ვესტო მელვინ სლიფერმა „პლანეტა X-ის“ საძებნელად სამსახური მისცა კლაიდ ტომბოს - 23 წლის კანზასელი, რომელიც ახალი ჩამოსული იყო ლოუელის ობსერვატორიაში მას შემდეგ, რაც სლიფერი მისმა ასტრონომიულმა ნახატებმა მიიზიდა.
ტომბოს მოვალეობა იყო, რომ სისტემატიურად გადაეღო ღამის ცა წყვილ ფოტოებად, შემდეგ დაკვირვებოდა თითოეულ მათგანს და დაედგინა, წაინაცვლა თუ არა რომელიმე ობიექტმა მდებარეობა. მოწყობილობის გამოყენებით, რომელსაც ციმციმა შემდარებელი ერქვა, ის სწრაფად ანაცვლებდა წინ და უკან თითოეული პლატის ხედს, რომ წარმოექმნა ნებისმიერი ობიექტის მოძრაობის ილუზია, რომელიც იცვლიდა პოზიციას ან გარეგნობას ფოტოებს შორის. 1930 წლის თებერვალს, თითქმის ერთ წლიანი ძებნის შემდეგ, ტომბომ აღმოაჩინა შესაძლო მოძრავი ობიექტი ფოტოგრაფულ პლატებზე, რომლებიც იმ წლის 23 და 29 იანვარს იყო გადაღებული. 21 იანვარს გადაღებულმა ნაკლები ხარისხის ფოტომ მოძრაობა დაადასტურა. მას შემდეგ, რაც ობსერვატორიამ კიდევ სხვა დამადასტურებელი ფოტოები გადაიღო, აღმოჩენის ამბავი ტელეგრაფით ამცნეს ჰარვარდის კოლეჯის ობსერვატორიას 1930 წლის 13 მარტს.
სახელწოდება
აღმოჩენა მალე მთელი მსოფლიოს მასშტაბით გახდა ცნობილი. ლოუელის ობსერვატორიამ, რომელსაც ჰქონდა სახელის დარქმევის უფლება, მსოფლიოს ყველა კუთხიდან ათასზე მეტი შეთავაზება მიიღო, დაწყებული ატლასით და დამთავრებული ზიმალით. ტომბომ სლიფერს დაჟინებით მოსთხოვა სახელი მანამდე დაერქმიათ, სანამ სხვა ვინმე გააკეთებდა ამას. კონსტანს ლოუელმა ზევსი შესთავაზა, შემდეგ პერსივალმა და საბოლოოდ კონსტანსმა. ეს შეთავაზებები არ გაითვალისწინეს.
პლუტონის სახელი, რომელიც წყალქვეშა ღმერთის სახელია, წამოაყენა ვენეცია ბერნიმ (1918-2009) - თერთმეტი წლის სკოლის მოსწავლემ ოქსფორდიდან, რომელიც დაინტერესებული იყო კლასიკური მითოლოგიით. მან ეს სახელი შესთავაზა საუბარში მის ბაბუა ფალკონერ მედანს - ყოფილი ბიბლიოთეკარი ოქსფორდის უნივერსიტეტის ბოდლეს ბიბლიოთეკაში, რომელმაც ეს სახელი ასტრონომიის პროფესორ ჰერბერტ ჰოლ ტურნერს უთხრა, მან კი აშშ-ში მცხოვრებ კოლეგებს გადასცა.
ობიექტს ოფიციალურად სახელი 1930 წლის 24 მარტს დაერქვა. ლოუელის ობსერვატორიის თითოეულ წევრს უფლება ჰქონდა, ხმა მიეცა სამი კანდიდატის სიიდან ერთ-ერთს: მინერვა (რომელიც უკვე ასტეროიდის სახელი იყო), კრონოსი (რომელმაც დაკარგა რეპუტაცია, რადგან ის არც ისე ცნობილმა ასტრონომმა ტომას ჯეფერსონ ჯექსონ სიმ წამოაყენა) და პლუტონი. პლუტონმა ყველას ხმა მიიღო. სახელი 1930 წლის პირველ მაისს გამოაცხადეს. განცხადებისას მედანმა ვენეციას £5 მისცა (£276 2015 წლისთვის) ჯილდოს სახით.
სახელის ამორჩევა ნაწილობრივ იმ ფაქტით იყო შთაგონებული, რომ პლუტონის პირველი ორი ასო პერსივალ ლოუელის ინიციალებია და პლუტონის ასტრონომიული სიმბოლო PL ასოებისგან აგებული მონოგრამაა. პლუტონის ასტროლოგიური სიმბოლო წააგავს ნეპტუნისას, მაგრამ აქვს წრეწირი შუა სამკაპის კბილაკის ადგილთან.
სახელმა მალე უფრო ფართო კულტურა მოიცვა. 1930 წელს უოლტ დისნეი აშკარად ამით შთაგონებული, როდესაც მან წარმოადგინა მიკი მაუსის კომპანიონი ძაღლი, სახელად პლუტონი, თუმცა დისნეის ანიმატორი ბენ შარპსტინი ვერ ამბობს ზუსტად, თუ რატომ დაარქვა მან ეს სახელი. 1941 წელს გლენ სიბორგმა ახლად შექმნილ ელემენტ პლუტონიუმს პლუტონი დაარქვა იმ ტრადიციის შენახვით, როცა ელემენტებს ახლად აღმოჩენილი პლანეტების სახელებს არქმევდნენ. მას მოჰყვა ურანიუმი, რომელსაც ურანის პატივსაცემად დაარქვეს, და ნეპტუნიუმი - ნეპტუნის პატივსაცემად.
უმეტეს ენაში სახელი „პლუტონი“ სხვადასხვა ტრანსლიტერაციებით გამოიყენება. ჰოუი ნოჯირის აზრით, იაპონურში პლუტონის გადათარგმნა უნდა ყოფილიყო, როგორც Meiōsei (冥王星, „წყალქვეშა მეფის (ღმერთის) ვარსკვლავი) და ეს ჩინურმა, კორეულმა და ვიეტნამურმა ენებმა „ისესხეს“. ზოგიერთი ინდური ენა იყენებს სახელ პლუტონს, მაგრამ სხვები, მაგალითად ინდუსები, იამას სახელს იყენებენ, ეს კი ჯოჯოხეთის მცველია ინდუსისა და ბუდისტების მითოლოგიაში, როგორც ვიეტნამურში. პოლინეზიური ენები აგრეთვე ცდილობს, რომ გამოიყენოს ადგილობრივი მიწისქვეშეთის ღმერთი, როგორც მაორი ენაში ვჰირო.
პლანეტა X-ის უარყოფა
პლუტონის აღმოჩენისთანავე მისმა სიმკრთალემ და გაურკვეველი დისკოს არსებობამ ეჭვქვეშ დააყენა იდეა, რომ ის ლოუელის „პლანეტა X“ იყო. პლუტონის მასის შეფასებები მთელი მეოცე საუკუნის განმავლობაში იცვლებოდა.
თავდაპირველად ასტრონომებმა მისი მასა ურანსა და ნეპტუნზე მისი სავარაუდო ეფექტებით გამოითვალეს. 1931 წელს გამოთვალეს, რომ პლუტონი დაახლოებით დედამიწის მასის უნდა ყოფილიყო, ხოლო შემდგომმა ღრმა კვლევებმა 1948 წელს მისი მასა მარსის მასამდე ჩამოიყვანა. 1976 წელს ჰავაის მორისონის უნივერსიტეტიდან დეილ კრუკშანკმა, კარლ პილჩერმა და დევიდ მორისონმა პლუტონის ალბედო პირველად გამოითვალეს და დაადგინეს, რომ ის მეთანის ყინულს ემთხვეოდა. ეს ნიშნავდა, რომ პლუტონი გამონაკლისად კაშკაშა უნდა ყოფილიყო თავისი ზომისთვის და, აქედან გამომდინარე, შეუძლებელი იყო, დედამიწის მასის 1 %-ზე მეტი ყოფილიყო. პლუტონის ალბედო 1,3-2,0-ჯერ მეტია დედამიწისაზე).
1978 წელს პლუტონის მთვარე ქარონის აღმოჩენამ ასტრონომებს საშუალება მისცა პლუტონის მასა განესაზღვრათ პირველად. მისი მასა დედამიწის მასის 0,2 %-ია, რაც ძალიან მცირეა იმისათვის, რომ ურანის ორბიტაზე რამე სახის შეშფოთება გამოეწვია. შემდგომი კვლევები ალტერნატიული პლანეტა X-ისთვის, განსაკუთრებით რობერტ სატონ ჰერინგტონის მიერ, კრახით დასრულდა. 1992 წელს მაილს სტენდიშმა ვოიაჯერ 2-დან (როდესაც ნეპტუნს ჩაუფრინა) მიღებული მონაცემებით ხელახლა დათვალა და პლანეტის მთლიანი მასა 0,5%-ით შეამცირა. ასევე მან გამოთვალა გრავიტაციული ეფექტები ურანზე. ახალი გამოთვლების დამატებით შეშფოთებები და პლანეტა X-ის საჭიროება გაქარწყლდა. დღეს მეცნიერთა უმეტესობა თანხმდება იმაზე, რომ ლოუელის მიერ განმარტებული პლანეტა X არ არსებობს. ლოუელმა პლანეტა X-ის არსებობა იწინასწარმეტყველა 1915 წელს, რომელიც საკმაოდ ახლოს იყო პლუტონის იმ დროინდელ პოზიციასთან. ერნესტ ბრაუნმა პლუტონის აღმოჩენიდან მალევე დაასკვნა, რომ ეს მხოლოდ დამთხვევა იყო, ეს შეხედულება კი კვლავ შემორჩა.
კლასიფიკაცია
1992 წლიდან მოყოლებული, მრავალი ობიექტი აღმოაჩინეს, რომლებიც იმ არეალში ბრუნავდა, სადაც პლუტონი. ეს კი იმის მაჩვენებელი იყო, რომ პლუტონი ე.წ. კოიპერის სარტყლის პოპულაციის ნაწილი იყო. ამის გამო მისი ოფიციალური სტატუსი, როგორც პლანეტა, გახდა საკამათო მრავალი მეცნიერი სვამდა კითხვას, უნდა ყოფილიყო პლუტონი განხილული მის გარშემო არსებული პოპულაციის ნაწილთან ერთად თუ საერთოდ ცალკე ობიექტად უნდა აღქმულიყო. მუზეუმებისა და პლანეტარიუმის დირექტორები ხშირად ქმნიდნენ დავას იმით, რომ მზის სისტემის პლანეტურ მოდელებში პლუტონი დროგამოშვებით გამოტოვებული იყო. ეიდენის პლანეტარიუმი გაიხსნა (2000 წლის თებერვალში, რეკონსტრუქციის შემდეგ) მხოლოდ რვა პლანეტის მოდელით.
როდესაც პლუტონის ზომის ობიექტები აღმოაჩინეს ამ რეგიონში, დაისვა საკითხი, რომ პლუტონი ხელახლა უნდა კლასიფიცირებული კოიპერის ერთ-ერთ ობიექტად, როგორც ცერერამ, პალასმა, იუნონამ და ვესტამ საბოლოოდ დაკარგეს თავიანთი პლანეტის სტატუსი მრავალი სხვა ასტეროიდის აღმოჩენის შემდეგ. 2005 წლის 29 ივლისს კალტექში (კალიფორნიის ტექნიკური უნივერსიტეტი) ასტრონომებმა განაცხადეს ახალ ტრანს-ნეპტუნისეული ობიექტის, ერისის აღმოჩენის შესახებ, რომელიც პლუტონზე ბევრად მასიური იყო და აღმოჩენილი ყველაზე მასიური ობიექტი იყო მზის სისტემაში ტრიტონის შემდეგ (1846). მისი აღმომჩენები პრესასთან ერთად თავდაპირველად მას მეათე პლანეტად მოიხსენიებდნენ, თუმცა, არ არსებობდა ოფიციალური კონსესუსი ამის შესახებ. სხვები ასტრონომიულ საზოგადოებაში ამ აღმოჩენას აღიქვამდნენ ყველაზე ძლიერ არგუმენტად, რომ პლუტონი ისევ ჯუჯა პლანეტად უნდა რეკლასიფიცირებულიყო.
საკ-ის კლასიფიკაცია
კამათი დაიწყო 2006 წლის 24 აგვისტოს საკ-ის რეზოლუციაზე, რომელმა შექმნა ოფიციალური განმარტება ტერმინი „პლანეტის“. ამ რეზოლუციის მიხედვით, სამი მთავარი პირობაა მზის სისტემის ობიექტისთვის, რომ პლანეტად ჩაითვალოს:
ობიექტი უნდა ბრუნავდეს მზის გარშემო
ობიექტი იმდენად მასიური უნდა იყოს, რომ დამრგვალდეს საკუთარი გრავიტაციით. უფრო სპეციფიკურად რომ ითქვას, მისმა გრავიტაციამ ჰიდროსტატიკური წონწასწორობა უნდა დაამყაროს.
ობიექტს უნდა ჰქონდეს გასუფთვებული მისი ორბიტის გარშემო სამეზობლო.
პლუტონი მესამე პირობას ვერ აკმაყოფილებს, რადგან მისი მასა მისი ორბიტის სხვა ობიექტების მასის მხოლოდ 0,07-ია (შედარებისთვის, დედამიწის მასა 1,7 მილიონჯერ აღემატება მის ორბიტაზე არსებული ობიექტების მასას). შემდეგ საკ-მა გადაწყვიტა, რომ სხეულები, რომლებიც პირველ და მეორე კრიტერიუმს აკმაყოფილებს პლუტონის მსგავსად, მაგრამ ვერ აკმაყოფილებენ მესამეს, ჯუჯა პლანეტები დაერქმეოდა. 2006 წლის 13 სექტემბერს საკ-მა პლუტონი, ერისი და მისი მთვარე დისნომია „უმცროს პლანეტათა კატალოგში“ შეიტანა და მიანიჭა მათ ოფიციალური უმცროსი პლანეტის სახელწოდება: „(134340) პლუტონი“, „(136199) ერისი“ და „(136199) ერისი I დისნომია“.
ასტრონომიულ საზოგადოებაში გარკვეული წინააღმდეგობა წარმოიშვა რეკლასიფიკაციის წინააღმდეგ. ალან სტერნმა, ნასა-ს ნიუ-ჰორაიზონსის მისიის მთავარი მკვლევარმა სახალხოდ დასცინა საკ-ის რეზოლუციას: „ტექნიკური მიზეზების გამო ეს განმარტება ყარს“. სტერნის მტკიცება იყო ის, რომ ახალი განმარტების თანახმად, დედამიწა, მარსი, იუპიტერი და ნეპტუნი, ყველა პლანეტა, რომლებიც ორბიტებს ასტეროიდებთან იზიარებს, უნდა გამორიცხულიყო. ის ასაბუთებდა, რომ ყველა დიდი სფერული მთვარე, დედამიწის მთვარის ჩათვლით, პლანეტებად უნდა ყოფილიყო ჩათვლილი. მისი სხვა განცხადება იყო, რომ, რადგანაც ასტრონომების ხუთი პროცენტი გამოიკითხა, გადაწყვეტილება არ გამოხატავდა მთლიანი ასტრონომიული საზოგადოების პოზიციას. მარკ ბუიმ (ლოუელის ობსერვატორია) გააჟღერა მისი შეხედულება ახალ განმარტებაზე მის საიტზე და პეტიცია დაიწყო მის წინააღმდეგ. ზოგი მხარს უჭერდა საკ-ს. მაიკ ბრაუნმა, რომლემაც ერისი აღმოაჩინა, თქვა: „მთელი ამ ცირკის მსგავსი პროცედურის განმავლობაში როგორღაც სწორ პასუხს გადავაწყდით. მეცნიერება საბოლოოდ მაინც თვითშესწორებადია, მაშინაც კი, როცა ძლიერი ემოციები ჭარბობს“.
საზოგოების რეაქცია საკ-ის გადაწყვეტილებაზე სხვადასხვა იყო. მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი დათანხმდა რეკლასიფიკაციას, ზოგი დაჟინებით ითხოვდა გადაწყვეტილების შეცვლას ონლაინ პეტიციებით. კალიფორნიის სახელმწიფო ასამბლეის რამდენიმე წევრმა წარმოადგინა რეზოლუცია, სადაც საკ-ის გადაწყვეტილებას „მეცნიერული მწვალებლობა“ შეარქვა ხუმრობით. ნიუ-მექსიკოს წარმომადგენლობითმა სახლმა გაატარა რეზოლუცია ტომბოს პატივსაცემად - ამ შტატში ტომბო დიდხანს ცხოვრობდა. მათ განაცხადეს, რომ პლუტონი ყოველთვის პლანეტად იქნება მიჩნეული ნიუ-მექსიკოს ცაზე და 2007 წლის 13 მარტი პლუტონის დღედ დააწესეს. ილინოისის სენატმაც მსგავსი რეზოლუცია გაატარა 2009 წელს იმ ბაზისზე, რომ კლაიდ ტომბო, პლუტონის აღმომჩენი, ილინოისში დაიბადა. რეზოლუცია გულისხმობდა, რომ პლუტონი „უსამართლოდ ჩამოქვეითდა „ჯუჯა“ პლანეტაზე“ საკ-ის მიერ. ზოგმა ადaმიანმა ასევე უარყო ცვლილება სენტიმენტალური მიზეზების გამო და ამბობდნენ, რომ ისინი პლუტონს ყოველთვის პლანეტად იცნობდნენ და ასე გაგრძელდება სამუდამოდ საკ-ის გადაწყვეტილების მიუხედავად.
2006 წელს, მეჩვიდმეტე ყოველწლიურ წლის სიტყვების კენჭისყრაზე, ამერიკულმა დიალექტურმა საზოგადოებამ "plutoed" აირჩია წლის სიტყვად. ზმნა "to pluto" ოფიციალურად ნიშნავს: "demote or devalue someone or something" (რაღაცის/ვიღაცის ჩამოქვეითება ან დევალვაცია).
2008 წლის 14-16 აგვისტოს მკვლევრები ორივე მხრიდან შეიკრიბნენ ჯონ ჰოპკინზის უნივერსიტეტის გამოყენებითი ფიზიკის ლაბორატორიაში კონფერენციისთვის, რომელიც მოიცავდა პირდაპირ საუბრებს საკ-ის პლანეტის მიმდინარე განმარტებაზე. ამ კონფერენციას „დიდებული პლანეტის დებატი“ ერქვა. კონფერენციამ გამოაქვეყნე კონფერენციის შემდეგი პრეს-რელიზი, სადაც ნაჩვენები იყო, რომ მეცნიერები ვერ შეთანხმდნენ პლანეტის განმარტებაზე. კონფერენციამდე ცოტა ხნით ადრე, 2008 წლის 11 ივნისს, საკ-მა გამოაცხადა პრეს-რელიზში, რომ ტერმინი „პლუტოიდი“ ამიერიდან გამოყენებული იქნება პლუტონის და სხვა ობიექტების აღსანიშნად, რომლებსაც ორბიტალური დიდი ნახევარღერძი ნეპტუნისაზე დიდი აქვს და საკმარისი მასა აქვს, რომ სფერულთან მიახლოებული ფორმა მიიღოს.
ორბიტა და ბრუნვა
პლუტონის ორბიტალური პერიოდი დედამიწის 248 წელიწადის ტოლია. მისი ორბიტალური მახასიათებლები ძალიან განსხვავდება მზის სისტემის პლანეტებისაგან, რომლებსაც თითქმის წრიული ორბიტა აქვს მზის გარშემო ბრტყელ ათვლის სიბრტყესთან ახლოს, რომელსაც ეკლიპტიკას უწოდებენ. ამის საპირისპიროდ, პლუტონის ორბიტა ძალიან დახრილია ეკლიპტიკის მიმართ (17°-ზე მეტი) და ძალზე ექსცენტრიულია (ელიფსური). ეს მაღალი ექსცენტრისიტეტი ნიშნავს, რომ პლუტონის ორბიტის მცირე რეგიონი მზესთან უფრო ახლოსაა, ვიდრე ნეპტუნის ორბიტა. პლუტონი-ქარონის ბარიცენტრი პერიჰელიუმში 1989 წლის 5 სექტემბერს მოვიდა. ნეპტუნზე ახლოს პლუტონი 1979 წლის 7 თებერვლიდან 1999 წლის 11 თებერვლამდე იყო.
დროის დიდი მასშტაბებით პლუტონის ორბიტა, ფაქტობრივად, ქაოტურია. მიუხედავად იმისა, რომ კომპიუტერული სიმულაციების შედეგად შესაძლებელია მისი პოზიციის წინასწარმეტყველება რამდენიმე მილიონი წლის შემდეგ ან წინ, ლიაპუნოვის დროის შემდეგ (10-20 მილიონი წელიწადი) გამოთვლები ცოტა უზუსტო ხდება: პლუტონი მგრძნობიარეა მზის სისტემის ძალიან მცირე დეტალებისადმი — რთულად საწინასწარმეტყველევი ფაქტორები, რომლებიც ნელ-ნელა მოშლის მის ორბიტას.
ნეპტუნთან ურთიერთობა
მიუხედავად იმისა, რომ პლუტონისა და ნეპტუნის ორბიტები იკვეთება ზემოდან დაკვირვებით, ამ ორი ობიექტის ორბიტები ისეა მოწყობილი, რომ ისინი ვერასდროს შეეჯახება და ვერც კი მიუახლოვდება ერთმანეთს. ამის რამდენიმე მიზეზი არსებობს.
უმარტივეს დონეზე შეიძლება ორი ორბიტისა და იმის დანახვა, რომ ისინი არ იკვეთება. როდესაც პლუტონი მზესთან ყველაზე ახლოსაა (პერიჰელიუმი) და, აქედან გამომდინარე, უახლოეს წერტილშია ნეპტუნის ორბიტასთან (როდესაც ზემოდან ვაკვირდებით), ის ასევე უშორეს წერტილშია ნეპტუნის „ბილიკთან“. პლუტონის ორბიტა კვეთს ნეპტუნის ორბიტიდან დაახლოებით 8 აე-თი მაღლა, რაც ხელს უშლის შეჯახებას. პლუტონის აღმავალი და დაღმავალი კვანძები - წერტილები, რომლებზეც მისი ორბიტა კვეთს ეკლიპტიკას, ამჟამად გამოყოფილია ნეპტუნიდან 21°-ზე მეტით.
მხოლოდ ეს საკმარისი არ არის პლუტონის დასაცავად. პლანეტებიდან წამოსულ პერტურბაციებს (განსაკუთრებით ნეპტუნიდან) შეუძლია შეცვალოს პლუტონის ორბიტის ასპექტები (როგორიცაა მისი ორბიტალური პრეცესია) მილიონობით წლების მანძილზე, ამიტომ შეჯახება შესაძლებელი გახდება. აქედან გამომდინარე, სხვა მექანიზმი ან მექანიზმებიც უნდა მუშაობდეს. ამათგან ყველაზე შესამჩნევი არის ის, რომ პლუტონი 2:3 სპინ-ორბიტალური რეზონანსითაა ნეპტუნთან: როდესაც პლუტონი ორჯერ შემოუვლის მზეს, ნეპტუნი ამას სამჯერ აკეთებს. შემდეგ ორივე ობიექტი უბრუნდება საწყის პოზიციებს და ციკლი მეორდება. თითოეული ციკლი დაახლოებით 500 წელს გრძელდება. ეს მოდელი ისეთია, რომ თითოეულ 500 წლიან ციკლში პირველად პლუტონი როცა პერიჰელიუმთან ახლოსაა, ნეპტუნი 50°-ით უკანაა პლუტონისგან. პლუტონის მეორე პერიჰელიუმისას ნეპტუნს დასრულებული ექნება მისი ორბიტის 1,5 ნაწილი, ამიტომ მსგავსი მანძილი იქნება პლუტონამდე. პლუტონისა და ნეპტუნის მინიმალური დაშორება 17 აე-ზე ოდნავ მეტია. პლუტონი ურანთან უფრო ახლოს მოდის (11 აე), ვიდრე ნეპტუნთან.
2:3 რეზონანსი ორ სხეულს შორის ძალიან სტაბილურია და მილიონობით წლის მანძილზე დაცულია. ეს მათ ორბიტებს იცავს ერთმანეთის მიმართ ცვლილებისაგან. ციკლი ერთი და იმავე გზით მეორდება და ეს ორი სხეული ვერასოდეს ჩაივლის ერთმანეთთან ახლოს. აქედან გამომდინარე, პლუტონის ორბიტა რომც არ ყოფილიყო ძალიან დახრილი, ისინი მაინც ვერ შეეჯახებოდა ერთმანეთს.
სხვა ფაქტორები
რამდენინე კვლევამ აჩვენა, რომ მილიონობით წლების განმავლობაში პლუტონისა და ნეპტუნის ორბიტებს შორის წყობის ძირითადი ბუნება არ იცვლება. არსებობს რამდენიმე სხვა რეზონასი და ურთიერთქმედება, რომელიც მართავს მათი მოძრაობის დეტალებს და აძლიერებს პლუტონის სტაბილურობას. ეს მომდინარეობს ორი დამატებითი მექანიზმიდან (გარდა 2:3 სპინ-ორბიტალური რეზონანისა).
პირველი ისაა, რომ პლუტონის პერიჰელიუმის არგუმენტი — კუთხე იმ წერტილებს შორის, სადაც ის კვეთს ეკლიპტიკას და სადაც ის ყველაზე ახლოსაა მზესთან — ლიბრირებს დაახლოებით 90°-ით. ეს ნიშნავს, რომ როდესაც პლუტონი უახლოეს წერტილშია მზესთან, ის ყველაზე უშორეს წერტილშია მზის სისტემის სიბრტყიდან (ზემოდან), რაც ნეპტუნთან შეჯახებას თავიდან აცილებს. ეს კოზაის მექანიზმის პირდაპირი შედეგია, რომელიც აკავშირებს ორბიტის ექსცენტრისიტეტს მის დახრილობასთან უფრო დიდი პერტურბირებადი სხეულისა - ამ შემთხვევაში ნეპტუნის. ნეპტუნთან შედარებით ლიბრაციის ამპლიტუდა 38°-ია, ამიტომ პლუტონის პერიჰელიუმის კუთხური დაშორება ნეპტუნის ორბიტასთან ყოველთვის 52°-ზე მეტია (90°-38°). ასეთი უახლოესი კუთხური დაშორება ყოველ 10 000 წელიწადში ერთხელ ხდება.
მეორე ისაა, რომ ამ ორი სხეულის აღმავალი კვანძების განედები — წერტილები, სადაც ისინი კვეთენ ეკლიპტიკას — არის თითქმის რეზონანსში ლიბრაციასთან. როდესაც ორი გრძედი ერთი და იგივეა — ეს არის, როცა ორივე კვანძზე და მზეზე სწორი ხაზის გავლება შეიძლება — პლუტონის პერიჰელიუმი მდებარეობს ზუსტად 90°-ში და, აქედან გამომდინარე, ის მოდის მზესთან უახლოეს წერტილში, როდესაც ნეპტუნის ორბიტიდან ყველაზე მაღლაა. ამას 1:1 სუპერ-რეზონანსი ეწოდება. ყველა იუპიტერის ჯგუფი პლანეტა, კერძოდ იუპიტერი, დიდ როლს თამაშობს სუპერ-რეზონანსის წარმოქმნაში.
ლიბრაციის ბუნების უკეთ შესაცნობად, წარმოიდგინეთ პოლარული ხედვის არე, რომელიც დაჰყურებს ეკლიპტიკას შორეული წერტილიდან, სადან პლანეტებს საათის ისრის საწინააღმდეგო ორბიტები აქვს. აღმავალი კვანძის გავლის შემდეგ, პლუტონი ნეპტუნის ორბიტის შიგნითაა და უფრო სწრაფად მოძრაობს, უახლოვდება რა ნეპტუნს უკნიდან. ამ ორ სხეულს შორის ძლიერი გრავიტაციული ძალის გამო კუთხური მომენტის გადაეცემა პლუტონს, ნეპტუნის ხარჯზე. ეს პლუტონს ოდნავ დიდ ორბიტაზე წაანაცვლებს, სადაც ის ოდნავ ნელა მოძრაობს, კეპლერის მესამე კანონის თანახმად. როცა მისი ორბიტა იცვლება, ამას აქვს პლუტონის ორბიტის პერიჰელიუმისა და გრძედის ცვლილების თანდათანობითი ეფექტი. ასეთი მრავალი გამეორებისის შემდეგ, პლუტონი იმდენად საგრძნობლად შენელებულია, ხოლო ნეპტუნი საგრძნობლად აჩქარებული, რომ ნეპტუნი წამოწევას იწყებს პლუტონთან ერთად მის (პლუტონის) საპირისპირო ორბიტაზე. შემდეგ, პროცეში შებრუნებულია და პლუტონი კარგავს კუთხურ მომენტს ნეპტუნთან, სანამ პლუტონი იმდენად არ აჩქარდება, რომ მან კვლავ დაიწყოს ნეპტუნთან წამოწევა თავდაპირველ კვანძთან. მთლიან პროცესს დაახლოებით 20 000 წელიწადი სჭირდება.
კვაზი-თანამგზავრი
2012-ში გაჩნდა ჰიპოთეზა, რომ (15810) 1994 JR1 შესაძლოა პლუტონის კვაზი-თანამგზავრი ყოფილიყო - თანაორბიტალური კონფიგურაციის სპეციფიკური ტიპი. ჰიპოთეზის თანახმად, ობიექტი უნდა ყოფილიყო პლუტონის კვაზი-თანამგზავრი 350 000 წელი ყოველ 2 მილიონ წელიწადში. ეს ჰიპოთეზა უარყვეს 2016 წელს, როდესაც „ნიუ-ჰორაიზონსმა“ 1994 JR1-ის უფრო ზუსტი დაკვირვებები ჩაატარა.
ბრუნვა
პლუტონის ბრუნვის პერიოდი, ანუ მისი დღე, დედამიწის 6,39 დღეს უდრის. ურანის მსგავსად, პლუტონიც „მხარზე“ ბრუნავს მის ორბიტალურ სიბრტყეზე, რომლის ღერძული დახრილობა 120°-ია, ამიტომ მისი სეზონური ცვლილებები ექსტრემალურია. ნაბუინობისას მისი ზედაპირის ერთი მეოთხედი მუდმივად განათებულია, ხოლო დანარჩენი მეოთხედი - მუდმივ სიბნელეში.
მზიდან წამოსული სინათლე პლუტონზე ძალიან სუსტია, დედამიწაზე ბინდის ანალოგიურია. ნასა-მ გამოაქვეყნა „პლუტონის დროის“ კალკულატორი, რომელიც განსაზღვრავს, როდის არის დედამიწაზე სინათლე პლუტონზე სინათლის ტოლი.
გეოლოგია
დედამიწიდან შორი მანძილის გამო, პლუტონის სიღრმისეული შესწავლა ჩვენი პლანეტიდან რთულია. 2015 წლის 14 ივლისს, ნასა-ს „ნიუ-ჰორაიზონსის“ კოსმოსურმა ზონდმა ჩაუფრინა პლუტონის სისტემას და მის მიერ შეგროვებული ინფორმაცია დედამიწაზე 2016 წლის ბოლომდე სრულად გადმოიგზავნება..
ზედაპირი
პლუტონის ზედაპირის 98%-ზე მეტს აზოტის ყინული შეადგენს, მეთანისა და ნახშირჟანგის კვალებთან ერთად. აზოტი და ნახშირჟანგი ყველაზე უხვად პლუტონის ანტი-ქარონის მხარესაა (180° გრძედზე, სადაც ტომბოს რეგიონის დასავლეთ ნაწილი, Sputnik Planum, არის მოთავსებული), ხოლო მეთანი ყველაზე უხვად 300°-ით აღმოსავლეთთან ახლოსაა. პლუტონის ზედაპირი საკმაოდ ცვლებადია, სიკაშკაშესა და ფერებში დიდი განსხვავებებით. პლუტონი ერთ-ერთი ყველაზე კონტრასტული სხეულია მზის სისტემაში, სატურნის მთვარე იაფეტთან ერთად. ფერი ვარირებს ხის ნახშირის მსგავს შავს, ნარინჯისფერსა და თეთრს შორის. მისი ფერი უფრო წააგავს იოს ფერს ოდნავ უფრო ნარინჯისფერით, ხოლო მარსთან შედარებით ნაკლებად წითელია. შესამჩნევი გეოგრაფიული მახასიათებლები მოიცავს ტომბოს რეგიონს, ან „გულს“ (დიდი კაშკაშა ადგილი ქარონის საპირისპირო მხარეს), კტულუს რეგიონს, ან „ვეშაპს“ (დიდი ბნელი ადგილი უკანა ნახევარსფეროზე) და „საჯიგველი“ (ეკვატორული ბნელი ადგილების სერიები მთავარ ნახევარსფეროზე). Sputkin Planum, „გულის“ დასავლეთ ნაწილი, გაყინული აზოტისა და ნახშირჟანგის ყინულების 1000 კილომეტრი სიგანის დაბლობი, რომელიც იყოფა პოლიგონურ უჯრედებად და ახსნილია, როგორც კონვექციური უჯრედები, რომლებსაც გადააქვთ წყლის ყინულის ქერქის მოტივტივე ბლოკები და სუბლიმაციის ორმოები მათი ნაპირებისკენ. დაბლობისკენ და დაბლობიდან წამოსული ყინულოვანი დინებების აშკარა ნიშნები არსებობს. „ნიუ-ჰორაიზონსმა“ ვერც ერთი კრატერი ვერ დააფიქსირა, რაც იმის მანიშნებელია, რომ მისი ზედაპირი 10 მილიონ წელიწადზე ნაკლები ასაკისაა. „ნიუ-ჰორაიზონსის“ მეცნიერულმა გუნდმა თავდაპირველი აღმოჩენები შეაჯამა: „პლუტონზე ჩანს გეოლოგიური რელიეფების საოცრად ფართო სხვადასხვაობა, მათ შორის ესენიც, რომელიც შედეგია გლაციოლოგიური და ზედაპირი-ატმოსფეროს ურთიერთქმედებების, ასევე შეჯახების, ტექტონიკის, შესაძლო კრიოვულკანური და მასის დამკარგველი პროცესებისა“.
შინაგანი სტრუქტურა
პლუტონის სიმკვრივე არის 1,860 ± 0,013 გ/სმ³. რადგან რადიოაქტიური ელემენტების დაშლა საბოლოოდ გაათბობს ყინულს იმდენად, რომ კლდე გამოეყოს მათ, მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ პლუტონის შინაგანი სტრუქტურა განსხვავებულია, სადაც კლდოვანი მატერია „დასახლდა“ მკვრივ ბირთვში, რომელიც წყლის ყინულის მანტიითაა გარშემორტყმული. ჰიპოთეზის მიხედვით, ბირთვის დიამეტრი დაახლოებით 1700 კილომეტრია - პლუტონის დიამეტრის 70%. შესაძლებელია, რომ ასეთი გათბობა კვლავაც გრძელდება დღეს, რომელიც ქმნის 100-დან 180 კმ-მდე სისქის წყლის ქვეზედაპირულ ოკეანეს ბირთვი-მანტიის საზღვართან.
მასა და ზომა
პლუტონის დიამეტრი 2374 ± 8 კილომეტრია და მისი მასაა (1,303 ± 0,003)×1022 კილოგრამი, რაც მთვარის მასის 17,7%-ია (დედამიწის მასის 0,22%). მისი ზედაპირის ფართობი 1,665 × 107 კმ2-ია, თითქმის იგივე, რაც რუსეთის ფედერაციის ფართობი. მასზე თავისუფალი ვარდნის აჩქარება 0,063 g-ია (დედამიწაზე 1 g).
პლუტონის თანამგზავრ ქარონის აღმოჩენამ 1978 წელს საშუალება მისცა მეცნიერებს, განესაზღვრათ პლუტონი-ქარონის სისტემის მასა კეპლერის მესამე კანონის ნიუტონისეული ფორმულირებით. პლუტონის დაკვირვებამ ქარონთან ოკულტაციით (დაბნელება) მეცნიერებს საშუალება მისცა, დაედგინათ პლუტონის დიამეტრი უფრო ზუსტად, ხოლო ადაპტაციური ოპტიკის გამოგონებით მათ მისი ფორმა განსაზღვრეს უფრო ზუსტად.
0,2 მთვარის მასით, პლუტონი ბევრად ნაკლებად მასიურია ვიდრე კლდოვანი პლანეტები და ასევე ნაკლებად მასიურია შვიდ მთვარეზე: განიმედეზე, ტიტანზე, კალისტოზე, იოზე, მთვარეზე, ევროპასა და ტრიტონზე. მისი მასა ბევრად ნაკლები აღმოჩნდა ქარონის აღმოჩენის შემდეგ, ვიდრე ფიქრობდნენ.
პლუტონის დიამეტრი ორჯერ (ოდნავ მეტი), ხოლო მასით ათეულობით აჭარბებს ჯუჯა პლანეტა ცერერას. ცერერა ყველაზე დიდი ობიექტია ასტეროიდულ სარტყელში. პლუტონის მასა ჯუჯა პლანეტა ერისის მასაზე ნაკლებია. თუმცა,მისი დიამეტრი უფრო მეტია (2374 კმ) ერისის დიამეტრზე (2326 კმ). ერისი კი ტრანს-ნეპტუნისეული ობიექტია, რომელიც 2005 წელს აღმოაჩინეს.
პლუტონის ზომის განსაზღვრა გაართულა მისმა ატმოსფერომ და ჰიდროკარბონულმა ნისლმა. 2014 წლის მარტში ლელუშმა, დე ბერმა და სხვებმა გამოაქვეყნეს კვლევა, სადაც განხილული იყო მეთანის შერევის ფარდობა პლუტონის ატმოსფეროში, რომელიც შეთავსებადია პლუტონისეულ დიამეტრთან (2360 კმ-ზე მეტი). „საუკეთესო ვარაუდი“ 2368 კილომეტრი იყო. 2015 წლის 13 ივლისს ნასა-ს „ნიუ ჰორაიზონსის“ მისიის Long Range Reconnaissance Imager (LORRI)-მა, სხვა ინსტრუმენტებიდან მიღებულ მონაცემებთან ერთად, პლუტონის დიამეტრი განსაზღვრა და აღმოჩნდა 2370 კმ, რომელიც მოგვიანებით (24 ივლისს) გადაიხედა და 2372 აღმოჩნდა, უფრო მოგვიანებით და საბოლოოდ კი - 2374 ± 8 კმ.
ატმოსფერო
პლუტონს თხელი ატმოსფერო აქვს, რომელიც შედგება აზოტისგან (N2), მეთანისა (CH4) და ნახშირჟანგისგან (CO), რომლებიც პლუტონზე თავიანთ ყინულებთან წონასწორობაში არიან. „ნიუ ჰორაიზონსის“ გაზომვების მიხედვით, ზედაპირის წნევა დაახლოებით 1 Pa (10 μbar) არის - დაახლოებით ერთი მილიონჯერ ან 100 000-ჯერ ნაკლები, ვიდრე დედამიწის ატმოსფერული წნევა. თავდაპირველად ფიქრობდნენ, რომ როცა პლუტონი მზიდან შორს იყო, მისი ატმოსფერო თანდათან იყინებოდა ზედაპირზე, თუმცა, „ნიუ ჰორაიზონსიდან“ მიღებულმა მონაცემებმა და დედამიწიდან გაკეთებულმა ოკულტაციაზე დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ პლუტონის ატმოსფეროს სიმკვრივე რეალურად იზრდება და რომ პლუტონის მთლიან ორბიტაზე გაზურ მდგომარეობაში რჩება. ასევე „ნიუ ჰორაიზონსის“ კვლევებიდან აღმოჩნდა, რომ აზოტის ატმოსფეროდან გაქცევა 10 000-ჯერ მეტია, ვიდრე მოსალოდნელი იყო. ალან სტერნი ამტკიცებს, რომ პლუტონის ზედაპირის ტემპერატურის პატარა ზრდამაც კი შეიძლება გამოიწვიოს მისი ატმოსფეროს სიმკვრივის ექსპონენციალური ზრდა: 18-დან 280 მილიბარამდე (მარსის ერთი მესამედიდან დედამიწის ერთ მეოთხედამდე). ამ სიმკვრივეებზე აზოტს შეუძლია ზედაპირზე თხევად მდგომარეობაში იყოს. როგორც ოფლი აგრილებს სხეულს, როცა ის ორთქლდება კანიდან, ასევე პლუტონის ატმოსფეროს სუბლიმაციაც აგრილებს მის ზედაპირს. ატმოსფერული გაზები 1670 კილომეტრ სიმაღლემდეა ნაპოვნი, თუმცა ატმოსფეროს არ აქვს გამოკვეთილი ზედა საზღვარი.
ძლიერი სათბური გაზის, მეთანის არსებობა პლუტონის ატმოსფეროში ქმნის ტემპერატურულ ინვერსიას - მისი ატმოსფეროს ტემპერატურა ათობით გრადუსით თბილია, ვიდრე მისი ზედაპირისა, თუმცა, „ნიუ ჰორაიზონსის“ კვლევებმ აჩვენა, რომ პლუტონის ზედა ატმოსფერო გაცილებით ცივია, ვიდრე მოსალოდნელი იყო (70 კელვინი, მანამდე კი 100 კელვინი ეგონათ). პლუტონის ატმოსფერო დაყოფილია 150 კილომეტრი სიმაღლის დაახლოებით 20 რეგულარულად შუალედურ ნისლის ფენებად, რომელიც, მეცნიერთა ვარაუდით, პლუტონის მთებზე აირდინებით გამოწვეული წნევის ტალღების შედეგია.
თანამგზავრები
პლუტონის სულ ხუთი ბუნებრივი თანამგზავრია ცნობილი: ქარონი, პირველად ის 1978 წელს ასტრონომმა ჯეიმზ კრისტიმ შენიშნა; ნიქსი და ჰიდრა, ორივე 2005 წელს აღმოჩენილი; ცერბერი, 2011 წელს აღმოჩენილი; და სტიქსი, 2012-ში აღმოჩენილი. თანამგზავრების ორბიტები წრიულია (ექსცენტრისიტეტი < 0,006) და კომპლანარულია პლუტონის ეკვატორთან (დახრილობა < 1°) და, აქედან გამომდინარე, დახრილია 120°-ით პლუტონის ორბიტის მიმართ. პლუტონისეული სისტემა მეტად კომპაქტურია: ხუთი აღმოჩენილი თანამგზავრი ორბიტაზე მოძრაობს იმ რეგიონის შიდა 3 %-ში, სადაც პროგრადული ორბიტები სტაბილური იქნებოდა. პლუტონთან უახლოესი ქარონია, რომელიც იმდენად დიდია, რომ ჰიდროსტატიკურ წონასწორობაშია და რომ პლუტონი-ქარონის სისტემის ბარიცენტრი პლუტონის გარეთაა. ქარონის მიღმა ოთხი ბევრად პატარა მთვარეა: სტიქსი, ნიქსი, ცერბერი და ჰიდრა.
პლუტონის ყველა მთვარის ორბიტალური პერიოდი დაკავშირებულია ორბიტალური რეზონანსების და ახლო რეზონანსების სისტემაში. როცა პრეცესიაც მიჩნეულია, სტიქსის, ნიქსისა და ჰიდრას ორბიტალური პერიოდები ზუსტად 18:22:33 ფარდობაშია. 3:4:5:6 არის დაახლოებითი ფარდობები სტიქსის, ნიქსის, ქერბეროსისა და ჰიდრას შორის ქარონთან; რაც უფრო შორსაა მთვარეები, ფარდობები მით უფრო უახლოვდება ზუსტ რიცხვს.
პლუტონი-ქარონის სისტემა ერთ-ერთია მზის სისტემის მცირე რაოდენობიდან, რომელთა ბარიცენტრი მთავარი სხეულის გარეთ მდებარეობს; 617 პატროკლე მცირე ზომის მაგალითია, ხოლო მზე-იუპიტერის სისტემა - დიდი. ქარონისა და პლუტონის ერთნაირმა ზომებმა ზოგიერთ ასტრონომს ბიძგი მისცა, რომ ისინი ორმაგ ჯუჯა პლანეტად მოეხსენიებინათ. სისტემა ასევე უჩვეულოა პლანეტურ სისტემებს შორის, რადგან თითოეული გრავიტაციულადაა ჩაჭერილი ერთმანეთთან, რაც ნიშნავს იმას, რომ პლუტონი და ქარონი ყოველთვის ერთი ნახევარსფეროთი უსწორდებიან ერთმანეთს. ერთი სხეულის ნებისმიერი პოზიციიდან მეორე ყოველთვის იმავე პოზიციაზე ჩანს ცაზე, ან ყოველთვის დამალულია. ეს ასევე ნიშნავს, რომ თითოეულის ბრუნვის პერიოდი უდრის იმ დროს, რაც მთელ სისტემას სჭირდება ბარიცენტრის შემოვლისთვის.
2007 წელს, ჯემინის ობსერვატორიის მიერ ქარონის ზედაპირზე ამიაკის ჰიდრატებისა და წყლის კრისტალების ლაქებზე ჩატარებულმა დაკვირვებებმა მიუთითა აქტიური კრიო-გეიზერების არსებობაზე.
ჰიპოთეზის მიხედვით, პლუტონის მთვარეები წარმოიქმნა პლუტონისა და მისი მსგავსი ზომის სხეულის შეჯახების შედეგად მზის სისტემის ადრეულ ისტორიაში. შეჯახებამ გამოაფრქვია მატერია, რომელიც შეერთდა მთვარეებად პლუტონის გარშემო. თუმცა, ცერბერს ბევრად ნაკლები ალბედო აქვს, ვიდრე პლუტონის სხვა მთვარეებს, რის გამოც რთულია გიგანტური შეჯახებით ამისი ახსნა.
წარმოშობა
პლუტონის წარმოშობა და იდენტობა ასტრონომებს დიდი ხნის მანძილზე საგონებელში აგდებდა. ერთი ადრეული ჰიპოთეზა იყო, რომ პლუტონი ნეპტუნის გაქცეული მთვარე იყო, რომელიც ნეპტუნის ამჟამინდელმა უდიდესმა მთვარე ტრიტონმა მოისროლა ორბიტიდან. ეს იდეა საბოლოოდ უარყვეს დინამიკური კვლევების შემდეგ, რომლემაც აჩვენა, რომ შეუძლებელი იყო ეს, რადგან პლუტონი ნეპტუნს არასოდეს უახლოვდება მის ორბიტაზე.
პლუტონის რეალური ადგილი მზის სისტემაში 1992 წლისკენ გახდა ცნობილი, როცა ასტრონომები ნელ-ნელა ამჩნევდნენ პატარა ყინულოვან ობიექტებს ნეპტუნის მიღმა, რომლებიც პლუტონს წააგავდა არა მხოლოდ ორბიტით, არამედ ზომითა და შედგენილობითაც კი. ეს ტრანს-ნეპტუნისეული პოპულაცია ითვლება მრავალი მოკლე პერიოდიანი კომეტების წყაროდ. ამჟამად პლუტონი ყველაზე დიდ წევრად ითვლება კოიპერის სარტყელში- ობიექტების სტაბილური სარტყელი, რომელიც 30-დან 50 აე-მდე მანძილითაა მზიდან დაშორებული. 2011 წლის მონაცემებით, კოიპერის სარტყლის ობიექტებზე დაკვირვება თითქმის სრულია და ნებისმიერი დარჩენილი პლუტონის ზომის ობიექტი მოსალოდნელია, რომ მზიდან 100 ა.ე.-თია დაშორებული. როგორც კოიპერის სარტყლის სხვა ობიექტები, პლუტონიც იზიარებს კომეტების ნიშან-თვისებებს. მაგალითად, მზის ქარი პლუტონის ზედაპირს თანდათანობით აფრქვევს კოსმოსში. არსებობს მოსაზრება, რომ პლუტონი დედამიწის ადგილას რომ მოვათავსოთ, ის კუდს გაიკეთებს კომეტების მსგავსად. ამ მოსაზრებას ის არგუმენტი უპირისპირდება, რომ პლუტონის პირველი კოსმოსური სიჩქარე ძალიან მაღალია, რომ ეს მოხდეს.
მიუხედავად იმისა, რომ პლუტონი კოიპერის სარტყლის ყველაზე დიდი ობიექტია, ნეპტუნის მთვარე ტრიტონი, რომელიც პლუტონზე ოდნავ დიდია, პლუტონს გეოლოგიურადაც და ატმოსფეროთიც ჰგავს, რის გამოც ფიქრობენ, რომ ის ჩაჭერილი კოიპერის სარტყლის ობიექტია. ერისი თითქმის პლუტონის ზომისაა (თუმცა, უფრო მასიური), მაგრამ არ არის მიჩნეული კოიპერის სარტყლის პოპულაციის წევრად. ის განიხილება, როგორც წევრი მიმოფანტული დისკოსი - კოიპერის სარტყელთან დაკავშირებული პოპულაცია.
კოიპერის სარტყლის მრავალი ობიექტი, პლუტონის მსგავსად, 2:3 ორბიტალურ რეზონანსშია ნეპტუნთან. ამ ორბიტალური რეზონანსის მქონე კოიპერის სარტყლის ობიექტებს „პლუტინოები“ ეწოდება პლუტონის პატივსაცემად.
როგორც კოიპერის სარტყლის სხვა წევრები, პლუტონიც მიიჩნევა ნარჩენ პლანეტოშენადედად - მზის გარშემო არსებული თავდაპირველი პროტოპლანეტური დისკოს კომპონენტი, რომელმაც ვერ მოახერხა სრულად გაზრდა პლანეტად. ასტრონომთა უმეტესობა თანხმდება, რომ პლუტონის ამჟამინდელი პოზიცია გამოწვეულია უეცარი მიგრაციით, რომელიც ნეპტუნს გადახდა მზის სისტემის ადრეული ფორმირების დროს. როცა ნეპტუნმა მიგრაცია განიცადა და უკან გადაინაცვლა, ის მიუახლოვდა პროტო-კოიპერის სარტყლის ობიექტებს, ერთი დაიჭირა თავისი ორბიტის გარშემო (ტრიტონი), ზოგი რეზონანსში მოაქცია, ზოგი კი მოისროლა ქაოტურ ორბიტებზე. ობიექტები მიმოფანტულ დისკოში - დინამიკურად არასტაბილური რეგიონი, რომელიც შემოხვეულია კოიპერის სარტყელს - მიჩნეულია, რომ თავიანთ ამჟამინდელ პოზიციებზე ნეპტუნის მიგრირების რეზონანსებთან ურთიერთქმედების გამო არიან. 2004 წელს ალესანდრო მორბიდელის (Observatoire de la Côte d'Azur, ნიცა) მიერ ჩატარებულმა კომპიუტერულმა მოდელირებამ აჩვენა, რომ კოიპერის სარტყელში ნეპტუნის მიგრაცია შესაძლოა გამოწვეული იყოს იუპიტერსა და სატურნს შორის 1:2 რეზონანსის ფორმირების გამო, რომელმაც წარმოქმნა გრავიტაციული დარტყმა, რამაც ურანი და ნეპტუნი უფრო მაღალ ორბიტებზე გადაიყვანა და მათ ადგილების გაცვლა მოუწიათ, საბოლოოდ კი ნეპტუნის დაშორება მზიდან გაორმგდა. ობიექტების ტოლქმედი ძალის მიერ პროტო-კოიპერის სარტყლიდან გამოტყორცნამ ასევე შეიძლება ახსნას გვიანდელი მძიმე დაბომბვა, რომელიც მზის სისტემისა და იუპიტერის ტროელების წარმოქმნიდან 600 მილიონი წლის შემდეგ მოხდა. შესაძლებელია, რომ პლუტონს თითქმის წრიული ორბიტა ჰქონდა მზიდან 33 აე-თი დაშორებით, სანამ ნეპტუნის მიგრაცია გავლენას მოახდენდა მასზე და რეზონანსულად ჩაიჭერდა. ნიცის მოდელი მოითხოვს, რომ იმ დროს დაახლოებით ათასი პლუტონის ზომის ობიექტი იყო თავდაპირველი პლანეტოშენადედურ დისკოში, რომელიც მოიცავდა ტრიტონსა და ერისს.
დაკვირვება და გამოკვლევა
დედამიწიდან შორი მანძილის გამო, პლუტონის სიღრმისეული შესწავლა ჩვენი პლანეტიდან რთულია. 2015 წლის 14 ივლისს, ნასა-ს „ნიუ-ჰორაიზონსის“ კოსმოსურმა ზონდმა ჩაუფრინა პლუტონის სისტემას და მის მიერ შეგროვებული ინფორმაცია დედამიწაზე 2016 წლის ბოლომდე სრულად გადმოიგზავნება.
დაკვირვება
პლუტონის ხილული ვარსკვლავიერი სიდიდე საშუალოდ 15,1-ია, პერიჰელიუმის დროს კი 13,65-მდე ანათებს. მისი დანახვისთვის ტელესკოპია საჭირო, 30 სმ აპერტურიდან ზემოთ. ის გამოიყურება ვარსკვლავივით, რომელსაც არ აქვს ხილული დისკო დიდ ტელესკოპებშიც კი, რადგან მისი კუთხური დიამეტრი სულ რაღაც 0,11"-ია.
1980-იანებში შექმნილი პლუტონის ყველაზე ადრეული რუკები იყო სიკაშკაშის რუკები, რომლებიც შეიქმნა პლუტონის ყველაზე დიდი მთვარის, ქარონის მიერ გამოწვეულ დაბნელებებზე ახლო დაკვირვებებით. მეცნიერები დააკვირდნენ პლუტონ-ქარონის სისტემის მთლიან საშუალო სიკაშკაშის ცვლილებას დაბნელებისას. მაგალითად, პლუტონზე კაშკაშა წერტილის დაბნელება წარმოქმნის სრული დაბნელების უფრო დიდ ცვლილებას, ვიდრე ბნელი წერტილის დაბნელება. მრავალი ასეთი დაკვირვების კომპიუტერული ანალიზი საშუალებას იძლევა, რომ სიკაშკაშის რუკა შეიქმნას. ამ მეთოდით შეიძლება, დროთა განმავლობაში სიკაშკაშეში ცვლილებების აღწერა.
ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის მიერ გადაღებული ფოტოების საშუალებით უკეთესი რუკები შეიქმნა, რომელმაც უფრო მაღალი გარჩევადობის წყალობით საკმაოდ ბევრი დეტალი გვიჩვენა, რის შედეგადაც ვარიაციები რამდენიმე კილომეტრის დიამეტრზე გადაიჭრა, პოლარული რეგიონებისა და დიდი კაშკაშა წერტილების ჩათვლით. ეს რუკები რთული კომპიუტერული ანალიზით შეიქმნა. ეს რჩებოდა პლუტონის ყველაზე დეტალურ რუკად, სანამ 2015 წელს „ნიუ ჰორაიზონსმა“ არ ჩაუფრინა. ამ რუკების შედგენისთვის გამოყენებული ჰაბლზე დამონტაჟებული ორი კამერა აღარ ფუნქციონირებს.
გამოკვლევა
„ნიუ ჰორაიზონსის“ ზონდი, რომელმაც 2015 წელს ჩაუფრინა პლუტონს, პირველი მცდელობაა პლუტონის პირდაპირი გამოკვლევისა. ის 2006 წელს გაუშვეს და მან პლუტონის პირველი შორეული ფოტოები 2006 წლის სექტემბრის მიწურულს გადაიღო LORRI-ს ტესტირების დროს. ფოტოებმა, რომლებიც დაახლოებით 4,2 მილიარდი კილომეტრის მანძილიდან იყო გადაღებული, დაადასტურა, რომ ზონდს შეუძლია გაჰყვეს შორეულ მიზნებს, რომლებიც სახიფათოა პლუტონისაკენ და კოიპერის სარტყლის სხვა ობიექტებისაკენ მიმავალ გზაზე მანევრირებისთვის. 2007 წლის დასაწყისში ზონდმა იუპიტერისგან გრავიტაციული დახმარება მიიღო.
„ნიუ ჰორაიზონსი“ ყველაზე ახლოს პლუტონთან 2015 წლის 14 ივლისს იყო, მზის სისტემაში 3462 დღიანი მოგზაურობის შემდეგ. პლუტონზე სამეცნიერო დაკვირვებები პლუტონთან მიახლოებამდე ხუთი თვით ადრე დაიწყო და მიახლოებიდან ერთი თვე მაინც გაგრძელდა. დაკვირვებები ჩატარდა შორეული გადამცემი კომპლექტით, რომელიც მოიცავდა ფოტოს გადაღების ინსტრუმენტებს და რადიო მეცნიერების გამოკვლევის იარაღს, ასევე სპექტროსკოპულ და სხვა ექსპერიმენტებს. „ნიუ ჰორაიზონსის“ მეცნიერული მიზნები იყო პლუტონისა და მისი მთვარე ქარონის გლობალური გეოლოგიისა და მორფოლოგიის გამოკვლევა, რუკების შედგენა მათი ზედაპირების შედგენილობის მიხედვით და პლუტონის ნეიტრალური ატმოსფეროსა და მისი გაქცევის ტემპის ანალიზი.
გალერეა
„ნიუ ჰორაიზონსის“ მიერ დანახული პლუტონი და ქარონი(ყველაზე მაღალი გარჩევადობა; ფერადი; 14 ივლისი, 2015)
ვიდეოები
რესურსები ინტერნეტში
„ნიუ ჰორაიზონსის“ ვებ-გვერდი
პლუტონის პროფილი NASA's Solar System Exploration საიტზე
ნასას ფაქტები პლუტონზე
პლუტონის აღმომჩენი ობსერვატორიის ვებ-გვერდი
პლუტონის სისტემის დედამიწური ტელესკოპით გადაღებული სურათი
პლუტონის სისტემის კეკის ინფრაწითელი AO-სთან ერთად
Video - პლუტონი - წლების განმავლობაში დანახული (GIF) (ნასა; ანიმაცია; 15 ივლისი, 2015).
ვიდეო - პლუტონი - "FlyThrough" (00:22; MP4) (YouTube) (ნასა; ანიმაცია; 31 აგვისტო, 2015).
„დღე პლუტონზე ვიდეო, რომელიც შექმნილია ნიუ ჰორაიზონსის მიერ გადაღებული 2015 წლის ივლისის ფოტოებით“ Scientific American
სქოლიო
</div>
ჯუჯა პლანეტები
მზის სისტემა