Πλούτωνας (πλανήτης νάνος)

Ανακάλυψη

O Ουρμπέν Λεβεριέ χρησιμοποιώντας την κλασσική μηχανική κατάφερε να προβλέψει τη θέση του άγνωστου τότε πλανήτη Ποσειδώνα, αναλύοντας τις παρέλξεις στον Ουρανό. Μετέπειτα αναλύσεις έδειξαν ότι η επίδραση του Ποσειδώνα δεν εξηγούσε όλες τις ανωμαλίες της τροχιάς του Ουρανού. 
Ο ιδρυτής του αστεροσκοπείου του Flagstaff της Αριζόνα Πέρσιβαλ Λόουελ το 1906 άρχισε μια εκτενή έρευνα για να ανακαλύψει ένα ένατο πλανήτη, ο οποίος ασκούσε παρέλξεις στον πλανήτη Ποσειδώνα και τον Ουρανό, τον οποίο ονόμασε «πλανήτη Χ». Συνέχισε την έρευνα μέχρι το θάνατό του το 1916. 
Ύστερα από μια δικαστική διαμάχη με τη Κόνστανς Λόουελ, χήρα, που ήθελε τα λεφτά που κληροδοτήθηκαν στο αστεροσκοπείο για εκείνη, η έρευνα άρχισε ξανά το 1929. Το έργο της ανακάλυψης του πλανήτη Χ ανατέθηκε στον 23-χρόνο Αμερικανό αστρονόμο Κλάιντ Τόμπω, ο οποίος συνέκρινε φωτογραφικές πλάκες ώστε να ανακαλύψει εάν κάποιο αντικείμενο άλλαξε θέση. Τις 18 Φεβρουαρίου 1930, ο Τόμπω ανακάλυψε ένα πιθανό κινούμενο αντικείμενο σε φωτογραφικές πλάκες που τραβήχτηκαν στις 23 και 29 Ιανουαρίου. Μια χαμηλότερης ποιότητας πλάκα από τις 21 Ιανουαρίου χρησιμοποιήθηκε για να επιβεβαιωθεί η κίνηση. Μετά από επιπλέον φωτογραφίες για την επιβεβαίωση, στάλθηκε τηλεγράφημα στο Αστεροσκοπείο του Χάρβαρντ στις 13 Μαρτίου 1930 με τα νέα της ανακάλυψης.
Στη συνέχεια βρέθηκε ότι ο πλανήτης είχε φωτογραφηθεί, χωρίς να έχει αναγνωριστεί ως πλανήτης, από το Πέρσιβαλ Λόουελ τις 19 Μαρτίου 1915, ενώ η παλαιότερη φωτογραφία του Πλούτωνα χρονολογείται από τις 20 Αυγούστου 1909 και λήφθηκε από το Αστεροσκοπείο Γιέρκς.
Η ανακάλυψη έγινε πρωτοσέλιδο σε όλο το κόσμο. Πάνω από 1.000 προτάσεις για την ονομασία του νέου αντικειμένου στάλθηκαν στο παρατηρητήριο, το οποίο είχε το δικαίωμα να ονομάσει το αντικείμενο. Τελικά επικράτησε η πρόταση «Πλούτων», από το θεό του κάτω κόσμου στην Ελληνική μυθολογία. Η πρόταση έγινε από τη Βενέτια Μπέρνεϊ (Venetia Burney), μια εντεκάχρονη μαθήτρια από την Οξφόρδη, Αγγλία. Η επιλογή της επίσημης ονομασίας έγινε στις 24 Μαρτίου 1930 και το όνομα ανακοινώθηκε την 1η Μαΐου 1930.

Τροχιά

Η μέση απόσταση του Πλούτωνα από τον Ήλιο είναι 39,48 αστρονομικές μονάδες, δηλαδή 5.906.000.000 χιλιόμετρα, ενώ η περιφορά του γύρω από τον Ήλιο συμπληρώνεται σε 248,09 γήινα έτη. Ωστόσο, λόγω της μεγάλης εκκεντρότητας της τροχιάς του, που είναι η μεγαλύτερη των πλανητών και ισούται με 0,24880766, ο Πλούτωνας στο περιήλιο πλησιάζει τον Ήλιο περισσότερο από τον Ποσειδώνα, σε απόσταση 4,5 δισεκ. χλμ., ενώ στο αφήλιο απομακρύνεται από τον Ήλιο σε απόσταση 7,4 δισεκ. χλμ. Εξάλλου, η τροχιά του Πλούτωνα παρουσιάζει και τη μεγαλύτερη κλίση ως προς την εκλειπτική και είναι ίση με 17,14°. Έτσι, όταν ο Πλούτωνας θεωρούνταν ακόμα πλανήτης, η θέση του "τελευταίου" πλανήτη του ηλιακού συστήματος εναλλασσόταν μεταξύ Ποσειδώνα και Πλούτωνα, καθώς η τροχιά του πρώτου μπαίνει "μέσα" από την τροχιά του δεύτερου, χωρίς ωστόσο να υπάρχει πιθανότητα να συγκρουστούν ποτέ, λόγω συγχρονισμού (τροχιακή απήχηση) των τροχιών Ποσειδώνα και Πλούτωνα 3:2 (για κάθε τρεις περιστροφές του Ποσειδώνα ο Πλούτωνας πραγματοποιεί δύο).

Επιφάνεια

Στη μέση απόστασή του από τον Ήλιο, 40 φορές μεγαλύτερη από εκείνη της Γης, δέχεται και 1.600 φορές μικρότερη ποσότητα θερμότητας και φωτός από ότι δέχεται η Γη, ενώ επί του παρόντος δέχεται 1.000 φορές μικρότερη. Πρόσφατα, η μέση θερμοκρασία του στην επιφάνειά του, εκτιμήθηκε στους 43 °K (−230 °C), δηλαδή 10 °C χαμηλότερα από όσο πιστευόταν παλαιότερα, ενώ η ελάχιστη φτάνει στους 33 °K (−240 °C). Ο Πλούτωνας πιθανόν αποτελείται από πετρώματα και πάγο, καθώς η μέση του πυκνότητα είναι σημαντικά μικρότερη από αυτή της Γης και ισούται με 2,03 g/cm³.
Μετά από πρόσφατες φωτογραφίες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, ο Πλούτωνας εμφανίζεται κατά τουλάχιστον 20% πιο κόκκινος από το παρελθόν. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, αυτό οφείλεται στο γεγονός πως εισέρχεται σε μία νέα φάση στην περιφορά του γύρω από τον Ήλιο, κάτι που κάνει τους πάγους από άζωτο στην επιφάνειά του να μεταβάλλονται, δίνοντας ένα πιο έντονο κόκκινο χρώμα στον πλανήτη-νάνο.
Συγκεκριμένα, η επιφάνειά του καλύπτεται από ένα στρώμα παγωμένου αζώτου και ίχνη μεθανίου, το οποίο όταν ο Πλούτωνας είναι πιο κοντά στον Ήλιο εξαχνώνεται, σχηματίζοντας έτσι μία αραιή ατμόσφαιρα γύρω από τον πλανήτη. Λόγω της έκκεντρης τροχιάς του Πλούτωνα, όταν απομακρύνεται από τον Ήλιο, η ατμόσφαιρά του σταδιακά παγώνει και πέφτει στην επιφάνειά του σαν χιόνι.

Ατμόσφαιρα

Στην παρούσα φάση, ο Πλούτωνας έχει όντως μία εξαιρετικά αραιή ατμόσφαιρα, με εμφάνιση πιθανώς σαν παγωμένη ομίχλη και με επιφανειακή ατμοσφαιρική πίεση 0,3 pascal, μόλις το 1/350.000 της γήινης. Αποτελείται από άζωτο, μεθάνιο και μονοξείδιο του άνθρακα, τα οποία προέρχονται από την εξάχνωση μέρους του παγωμένου στρώματος που καλύπτει τον πλανήτη.

Ταξινόμηση ως πλανήτης

Η ανακάλυψη, τα τελευταία χρόνια, σωμάτων με μέγεθος ίσο ή και μεγαλύτερο του Πλούτωνα στη Ζώνη του Kuiper γέννησε αμφιβολίες για το κατά πόσον ο Πλούτωνας θα έπρεπε πλέον να θεωρείται πλανήτης. Το 2006, η Διεθνής Αστρονομική Ένωση αποφάσισε να μη θεωρείται πλανήτης ο Πλούτωνας, αλλά μάλλον πλανήτης νάνος. Τον Ιούνιο του 2008 η ίδια Ένωση εισήγαγε τον όρο Πλουτωνοειδής για να περιγράψει τον Πλούτωνα και όλα τα υπόλοιπα σφαιρικά ουράνια σώματα που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο, πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα (μεταποσειδώνια αντικείμενα) και είναι πολύ μικρά για να χαρακτηριστούν πλανήτες, αλλά αρκετά μεγάλα ώστε η βαρύτητα να τους έχει δώσει σφαιρικό σχήμα Μέχρι το 2005 ο Πλούτωνας θεωρούνταν ο πιο μακρινός πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος, μέχρι που ανακαλύφθηκε ένας άλλος πλανήτης νάνος πέρα από αυτόν που θεωρήθηκε ότι ήταν πιο μεγάλος από τον Πλούτωνα, η Έριδα.

Δορυφόροι

Ο Πλούτωνας μαζί με το δορυφόρο του, Χάροντα, που ανακαλύφθηκε το 1978, αποτελεί διπλό σύστημα, ενώ το 2006 ανακαλύφθηκαν κι άλλοι δύο μικροί δορυφόροι σε τροχιά γύρω του. Τον Ιούνιο του 2006, οι δύο αυτοί δορυφόροι ονομάστηκαν Νύχτα, από τη μυθολογική οντότητα Νύχτα, μητέρα του Πλούτωνα, και Ύδρα, από το εννιακέφαλο τέρας, φύλακα του Κάτω Κόσμου. Επειδή όμως υπάρχει ήδη αστεροειδής ονόματι Νυξ (δηλαδή Νύχτα), αποφάσισαν να χρησιμοποιούν τη λίγο διαφορετική ορθογραφία Nix στα αγγλικά για το δορυφόρο του Πλούτωνα. Τον Ιούλιο του 2011, το Διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ ανακάλυψε άλλον ένα δορυφόρο, ο οποίος έχει διάμετρο μόλις 13 με 34 χιλιόμετρα. Είναι γνωστός ως Κέρβερος ή Ρ4, από τον ομώνυμο σκύλο με τα τρία κεφάλια της Ελληνικής μυθολογίας που φύλαγε τις Πύλες του Άδη στο Νεκρομαντείο Αχέροντα. Τέλος, η Στύγα ή P5 είναι ο πέμπτος κατά σειρά ανακάλυψης και μικρότερος σε μέγεθος δορυφόρος του Πλούτωνα. Ανακαλύφθηκε από το Διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ στις 26 Ιουνίου του 2012 και ανακοινώθηκε στις 11 Ιουλίου του ίδιου έτους, σχεδόν ένα χρόνο μετά την ανακάλυψη του Κέρβερου.

Εξερεύνηση

Ο Πλούτωνας είναι το τελευταίο από τα βασικά σώματα του ηλιακού συστήματος που δεν έχει εξερευνηθεί. Το Βόγιατζερ 1 θα μπορούσε θεωρητικά να τον εξερευνήσει, όμως μετά την προσπέλαση του δορυφόρου Τρίτωνα του πλανήτη Ποσειδώνα μπήκε σε τροχιά που το οδήγησε πάνω από την εκλειπτική.
Κατά τη δεκαετία του 1990, προτάθηκε η αποστολή της διαστημοσυσκευής Pluto-Kuiper Express, που τελικά δεν χρηματοδοτήθηκε. Μετά από πιέσεις πολιτικών και επιστημόνων, καθώς σε μερικές δεκαετίες ο Πλούτωνας δεν θα είναι εύκολα προσπελάσιμος, διότι λόγω της διαρκώς αυξάνουσας απόστασης η ατμόσφαιρά του θα έχει παγώσει και πέσει στην επιφάνειά του σαν χιόνι (οπότε για 200 χρόνια δεν θα μπορεί να μελετηθεί), εγκρίθηκε η αποστολή της διαστημοσυσκευής New Horizons, (Νέοι Ορίζοντες), που εκτοξεύτηκε στις αρχές του 2006 και έφτασε στο σύστημα του Πλούτωνα στις 14 Ιουλίου 2015.