PLUTONE (PIANETA): CARATTERISTICHE, COMPOSIZIONE, ORBITA, MOVIMENTO - ARTE - 2025

Plutone è un oggetto celeste, attualmente considerato un pianeta nano, sebbene per molto tempo sia stato il pianeta più distante del sistema solare. Nel 2006 l'Unione Astronomica Internazionale ha deciso di includerlo in una nuova categoria: quella dei pianeti nani, poiché Plutone manca di alcuni dei requisiti necessari per essere un pianeta.

Va notato che la controversia sulla natura di Plutone non è nuova. Tutto iniziò quando il giovane astronomo Clyde Tombaugh lo scoprì il 18 febbraio 1930.

Figura 1. Immagine di Plutone scattata nel 2015 dalla sonda New Horizons. Fonte: NASA tramite Wikimedia Commons.

Gli astronomi supponevano che forse ci fosse un pianeta più lontano di Nettuno e per trovarlo hanno seguito lo stesso schema della scoperta di questo. Utilizzando le leggi della meccanica celeste, hanno determinato l'orbita di Nettuno (e Urano), confrontando i calcoli con le osservazioni delle orbite reali.

Eventuali irregolarità sono state causate da un pianeta sconosciuto oltre l'orbita di Nettuno. Questo è esattamente ciò che ha fatto Percival Lowell, fondatore dell'Osservatorio Lowell in Arizona e un entusiasta difensore dell'esistenza della vita intelligente su Marte. Lowell ha trovato queste irregolarità e grazie ad esse ha calcolato l'orbita dello sconosciuto "pianeta X", la cui massa ha stimato essere 7 volte la massa della Terra.

Figura 2. Percival Lowell a sinistra e Clyde Tombaugh con il suo telescopio a destra. Fonte: Wikimedia Commons.

Alcuni anni dopo la morte di Lowell, Clyde Tombaugh ha trovato la nuova stella utilizzando un telescopio autocostruito, solo il pianeta si è rivelato più piccolo del previsto.

Il nuovo pianeta prende il nome da Plutone, il dio romano degli inferi. Molto appropriato perché le prime due lettere corrispondono alle iniziali di Percival Lowell, la mente della scoperta.

Tuttavia, le presunte irregolarità riscontrate da Lowell non erano altro che il prodotto di alcuni errori casuali nei suoi calcoli.

Caratteristiche di Plutone

Plutone è una piccola stella, quindi le irregolarità nell'orbita del gigante Nettuno non potrebbero essere dovute ad essa. Inizialmente si pensava che Plutone avesse le dimensioni della Terra, ma a poco a poco le osservazioni hanno portato alla sua massa sempre più abbassata.

Stime recenti della massa di Plutone, dai dati orbitali congiunti da esso e dal suo satellite Caronte, indicano che la massa del sistema Plutone-Caronte è 0,002 volte la massa della Terra.

È davvero un valore troppo piccolo per disturbare Nettuno. La maggior parte di questa massa corrisponde a Plutone, che a sua volta è 12 volte più massiccio di Caronte. Quindi la densità di Plutone è stata stimata in 2.000 kg / m ³ , essendo composta per il 65% da roccia e per il 35% da ghiaccio.

Una caratteristica molto importante del ghiacciato e irregolare Plutone è la sua orbita altamente ellittica attorno al Sole. Questo la porta di volta in volta ad avvicinarsi al Sole più di Nettuno stesso, come accadde nel periodo dal 1979 al 1999.

In questo incontro, le stelle non si sono mai scontrate perché l'inclinazione delle rispettive orbite non lo permetteva e perché anche Plutone e Nettuno sono in risonanza orbitale. Ciò significa che i loro periodi orbitali sono correlati a causa della reciproca influenza gravitazionale.

Plutone riserva un'altra sorpresa: emette raggi X, una radiazione ad alta energia dello spettro elettromagnetico. Ciò non sarebbe sorprendente, dal momento che la sonda New Horizons ha confermato la presenza di una sottile atmosfera su Plutone. E quando le molecole in questo sottile strato di gas interagiscono con il vento solare, emettono radiazioni.

Ma il telescopio a raggi X Chandra ha rilevato un'emissione molto più alta del previsto, il che ha sorpreso gli esperti.

Riepilogo delle principali caratteristiche fisiche di Plutone

-Massa: 1,25 x 10 ²² kg

-Raggio: 1.185 km (più piccolo della Luna)

-Forma: arrotondata.

-Distanza media dal Sole: 5.900 milioni di km.

- Inclinazione dell'orbita : 17º rispetto all'eclittica.

-Temperatura : -229,1 ºC media.

-Gravità: 0,6 m / s ²

-Campo magnetico proprio: No.

-Atmosfera: Sì, dim.

-Densità: 2 g / cm ³

-Satelliti: 5 conosciuti finora.

-Anelli: non al momento.

Perché Plutone non è un pianeta?

Il motivo per cui Plutone non è un pianeta è che non soddisfa i criteri dell'Unione Astronomica Internazionale affinché un corpo celeste sia considerato un pianeta. Questi criteri sono:

-Orbita intorno a una stella o ai suoi resti.

-Ha una massa sufficiente affinché la sua gravità gli consenta di avere una forma più o meno sferica.

-Mancanza di luce propria.

-Avere una dominanza orbitale, cioè un'orbita esclusiva, che non interferisca con quella di un altro pianeta e priva di oggetti più piccoli.

E sebbene Plutone soddisfi i primi tre requisiti, come abbiamo visto prima, la sua orbita interferisce con quella di Nettuno. Ciò significa che Plutone non ha cancellato la sua orbita, per così dire. E poiché non ha una dominanza orbitale, non può essere considerato un pianeta.

Oltre alla categoria dei pianeti nani, l'Unione Astronomica Internazionale ne ha creata un'altra: i corpi minori del sistema solare, in cui si trovano comete, asteroidi e meteoroidi.

Requisiti per essere un pianeta nano

L'Unione Astronomica Internazionale ha anche definito attentamente i requisiti per essere un pianeta nano:

-Orbita intorno a una stella.

-Avere abbastanza massa per avere una forma sferica.

-Non emettere luce propria.

-Mancanza di un'orbita libera.

Quindi l'unica differenza tra pianeti e pianeti nani sta nell'ultimo punto: i pianeti nani semplicemente non hanno un'orbita "pulita" o esclusiva.

Figura 3. I 5 pianeti nani finora conosciuti, insieme ai loro satelliti. Nella parte inferiore dell'immagine c'è la Terra come riferimento. Fonte: Wikimedia Commons.

Movimento di traduzione

L'orbita di Plutone è molto ellittica ed essendo così lontana dal Sole, ha un periodo molto lungo: 248 anni, di cui 20 sono più vicini al Sole dello stesso Nettuno.

Figura 4. Animazione che mostra l'orbita altamente ellittica di Plutone. Fonte: Wikimedia Commons.

L'orbita di Plutone è la più inclinata di tutte rispetto al piano dell'eclittica: 17º, quindi quando incrocia quella di Nettuno, i pianeti sono abbastanza distanti e non c'è pericolo di collisione tra di loro.

Figura 5. Intersezione tra le orbite di Plutone e Nettuno, come puoi vedere, i pianeti sono abbastanza distanti, quindi non c'è pericolo di collisione. Fonte: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1200703

La risonanza orbitale che esiste tra i due pianeti è del tipo che garantisce la stabilità delle loro traiettorie.

Dati sul moto di Plutone

I seguenti dati descrivono brevemente il moto di Plutone:

-Raggio medio dell'orbita: 39,5 UA * o 5,9 miliardi di chilometri.

- Inclinazione dell'orbita : 17º rispetto al piano dell'eclittica.

-Eccentricity: 0,244

- Velocità orbitale media : 4,7 km / s

- Periodo di trasferimento: 248 anni e 197 giorni

- Periodo di rotazione: circa 6,5 ​​giorni.

* Un'unità astronomica (UA) equivale a 150 milioni di chilometri.

Come e quando osservare Plutone

Plutone è troppo lontano dalla Terra per essere visto ad occhio nudo, essendo poco più di 0,1 secondi d'arco. Pertanto è richiesto l'uso di un telescopio, anche i modelli hobbisti andranno bene. Inoltre, i modelli recenti incorporano controlli programmabili per trovare Plutone.

Tuttavia, anche con un telescopio, Plutone sarà visto come un minuscolo punto tra migliaia di altri, quindi per distinguerlo bisogna prima sapere dove guardare e poi seguirlo per diverse notti, come ha fatto Clyde Tombaugh. Plutone sarà il punto che si muove sullo sfondo delle stelle.

Poiché l'orbita di Plutone è fuori dall'orbita terrestre, il momento migliore per vederla (ma bisogna chiarire che non è l'unico) è quando è in opposizione, il che significa che la Terra si trova tra il pianeta nano e il Sole. .

Questo vale anche per Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno, i cosiddetti pianeti superiori. Le migliori osservazioni si fanno quando sono in opposizione, anche se ovviamente possono essere visibili altre volte.

Per conoscere l'opposizione dei pianeti è consigliabile andare su siti internet specializzati o scaricare un'applicazione di astronomia per smartphone. In questo modo le osservazioni possono essere adeguatamente pianificate.

Nel caso di Plutone, dal 2006 al 2023 si sposta dalla costellazione dei Serpenti Cauda a quella del Sagittario.

Moto rotatorio

Moto rotatorio di Plutone. Fonte: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Plutone ha un movimento rotatorio attorno al proprio asse, come la Terra e gli altri pianeti. Plutone impiega 6 giorni e mezzo per girare su se stesso, perché la sua velocità di rotazione è più lenta di quella terrestre.

Essendo così lontano dal Sole, sebbene questo sia l'oggetto più luminoso nel cielo di Plutone, il re sole sembra un punto leggermente più grande del resto delle stelle.

Ecco perché i giorni sul pianeta nano passano al buio, anche i più limpidi, perché l'atmosfera sottile è in grado di diffondere un po 'di luce.

Figura 6. Rappresentazione artistica del paesaggio ghiacciato di Plutone, a sinistra Nettuno ea destra, il Sole lontano sembra una stella di grande grandezza. Anche durante il giorno, il pianeta è in continua oscurità. Fonte: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

D'altra parte, il suo asse di rotazione è inclinato di 120 ° rispetto alla verticale, il che significa che il polo nord è al di sotto dell'orizzontale. In altre parole, Plutone gira su un fianco, proprio come Urano.

Questa inclinazione è molto maggiore di quella dell'asse terrestre di soli 23,5º, quindi le stagioni su Plutone sono estreme e molto lunghe, poiché occorrono poco più di 248 anni per orbitare attorno al Sole.

Figura 7. Confronto tra gli assi di rotazione della Terra a sinistra e quelli di Plutone a destra, inclinati di 120 ° rispetto alla verticale. Fonte: F. Zapata.

Molti scienziati ritengono che le rotazioni retrograde, come nei casi di Venere e Urano, o assi di rotazione inclinati, sempre come Urano e Plutone, siano dovute a impatti fortuiti, causati da altri grandi corpi celesti.

In tal caso, una domanda importante ancora da risolvere è perché l'asse di Plutone si è fermato esattamente a 120º e non a un altro valore.

Sappiamo che Urano lo fece a 98º e Venere a 177º, mentre Mercurio, il pianeta più vicino al Sole, ha il suo asse completamente verticale.

La figura mostra l'inclinazione dell'asse di rotazione dei pianeti, poiché l'asse è verticale, in Mercurio non ci sono stagioni:

Figura 8. Inclinazione dell'asse di rotazione negli otto pianeti principali del sistema solare. Fonte: NASA.

Composizione

Plutone è composto da rocce e ghiaccio, sebbene sembrerebbero molto diversi da quelli della Terra, poiché Plutone è freddo oltre ogni immaginazione. Gli scienziati stimano che le temperature del pianeta nano siano comprese tra -228 ºC e -238 ºC, con la temperatura più bassa osservata in Antartide di -128 ºC.

Ovviamente gli elementi chimici sono comuni. Sulla superficie di Plutone ci sono:

-Metano

-Azoto

-Monossido di carbonio

Quando l'orbita di Plutone lo avvicina al Sole, il calore fa evaporare il ghiaccio da queste sostanze, che diventano parte dell'atmosfera. E quando si allontana, tornano gelati in superficie.

Questi cambiamenti periodici provocano la comparsa di aree chiare e scure sulla superficie di Plutone, che si alternano nel tempo.

Su Plutone è comune trovare curiose particelle chiamate "tholin" (un nome dato loro dal noto astronomo e divulgatore Carl Sagan), che si creano quando la radiazione ultravioletta del Sole scompone le molecole di metano e separa quelle di azoto. La reazione tra le molecole risultanti forma molecole più complesse, anche se più disordinate.

I tholin non si formano sulla Terra, ma si trovano negli oggetti del sistema solare esterno, dando loro un colore rosa, come su Titano, il satellite di Saturno e, naturalmente, su Plutone.

Struttura interna

Finora tutto indica che Plutone ha un nucleo roccioso formato da silicati e probabilmente ricoperto da uno strato di acqua ghiacciata.

La teoria della formazione dei pianeti indica che le particelle più dense si accumulano al centro, mentre quelle più leggere, come quelle di ghiaccio, rimangono sopra, configurando il mantello, lo strato intermedio tra il nucleo e la superficie.

Potrebbe esserci uno strato di acqua liquida sotto la superficie e sopra il mantello ghiacciato.

Figura 9. Struttura interna di Plutone. Fonte: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

L'interno del pianeta è molto caldo a causa della presenza di elementi radioattivi, il cui decadimento produce radiazioni, parte delle quali si diffonde sotto forma di calore.

Gli elementi radioattivi sono di natura instabile, quindi tendono a trasformarsi in altri più stabili, emettendo continuamente particelle e radiazioni gamma, fino al raggiungimento della stabilità. A seconda dell'isotopo, una certa quantità di materiale radioattivo decade in frazioni di secondo o impiega milioni di anni.

geologia

La superficie fredda di Plutone è principalmente azoto congelato con tracce di metano e monossido di carbonio. Questi ultimi due composti non sono distribuiti in modo omogeneo sulla superficie del pianeta nano.

Le immagini mostrano aree chiare e scure, nonché variazioni di colore, il che suggerisce l'esistenza di varie formazioni e la predominanza di alcuni composti chimici in determinati luoghi.

Nonostante pochissima luce solare raggiunga il sole, la radiazione ultravioletta è sufficiente per provocare reazioni chimiche nell'atmosfera sottile. Le mescole prodotte in questo modo si mescolano alla pioggia e alla neve che cade in superficie, conferendole i colori tra il giallo e il rosa con cui Plutone si vede dai telescopi.

Quasi tutto ciò che si sa sulla geologia di Plutone è dovuto ai dati raccolti dalla sonda New Horizons. Grazie a loro, gli scienziati ora sanno che la geologia di Plutone è sorprendentemente varia:

-Pianure ghiacciate

-Ghiaccianti

-Montagne di acqua gelata

-Alcuni crateri

-Evidenza del crio-vulcanismo, vulcani che vomitano acqua, ammoniaca e metano, a differenza dei vulcani terrestri che vomitano lava.

Satelliti di Plutone

Plutone ha diversi satelliti naturali, di cui Caronte è il più grande.

Per un po 'di tempo, gli astronomi hanno creduto che Plutone fosse molto più grande di quanto non sia in realtà, perché Caronte orbita così da vicino e quasi circolarmente. Questo è il motivo per cui gli astronomi all'inizio non sono riusciti a distinguerli.

Figura 10. Plutone a destra e il suo satellite principale Caronte. Fonte: Wikimedia Commons.

Nel 1978 l'astronomo James Christy scoprì Caronte attraverso le fotografie. È grande la metà di Plutone e il suo nome deriva anche dalla mitologia greca: Caronte era il traghettatore che trasportava le anime negli inferi, il regno di Plutone o Ade.

Successivamente, nel 2005, grazie al telescopio spaziale Hubble, sono state trovate le due piccole lune Hydra e Nix. E poi, rispettivamente nel 2011 e nel 2012, sono comparsi Cerberus e Styx, tutti con nomi mitologici.

Questi satelliti hanno anche orbite circolari attorno a Plutone e possono essere oggetti catturati dalla fascia di Kuiper.

Plutone e Caronte formano un sistema molto interessante, in cui il centro di massa, o centro di massa, si trova all'esterno dell'oggetto più grande. Un altro straordinario esempio è il sistema Sole-Giove.

Entrambi sono anche in rotazione sincrona l'uno con l'altro, il che significa che viene sempre visualizzata la stessa faccia. Quindi il periodo orbitale di Caronte è di circa 6,5 ​​giorni, che è lo stesso di Plutone. E questo è anche il tempo necessario a Caronte per compiere una rivoluzione attorno al proprio asse.

Figura 11. Rotazione sincrona di Plutone e del suo satellite Caronte. Fonte: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Molti astronomi ritengono che queste siano buone ragioni per considerare la coppia come un doppio pianeta. Tali doppi sistemi non sono rari negli oggetti dell'universo, tra le stelle è comune trovare sistemi binari.

È stato persino proposto che anche la Terra e la Luna siano considerate pianeti binari.

Un altro punto di interesse di Caronte è che può contenere acqua liquida al suo interno, che raggiunge la superficie attraverso fessure e forma geyser che gelano immediatamente.

Plutone ha gli anelli?

È una buona domanda, dal momento che Plutone è dopotutto ai margini del sistema solare e una volta era considerato un pianeta. E tutti i pianeti esterni hanno anelli.

In linea di principio, poiché Plutone ha 2 lune abbastanza piccole con poca gravità, gli impatti contro di loro potrebbero sollevare e disperdere materiale abbastanza da accumularsi nell'orbita del pianeta nano, formando anelli.

Tuttavia, i dati della missione New Horizons della NASA mostrano che Plutone non ha anelli in questo momento.

Ma i sistemi ad anello sono strutture temporanee, almeno in tempo astronomico. Le informazioni attualmente disponibili sui sistemi ad anello dei pianeti giganti rivelano che la loro formazione è relativamente recente e che non appena si formano possono scomparire e viceversa.

Missioni su Plutone

New Horizons è la missione assegnata dalla NASA per esplorare Plutone, i suoi satelliti e altri oggetti nella fascia di Kuiper, la regione che circonda il Sole in un raggio compreso tra 30 e 55 Unità Astronomiche.

Plutone e Caronte sono tra gli oggetti più grandi di questa regione, che ne contiene anche altri, come comete e asteroidi, i cosiddetti corpi minori del sistema solare.

La veloce sonda New Horizons è decollata da Cape Canaveral nel 2006 e ha raggiunto Plutone nel 2015. Ha ottenuto numerose immagini che mostrano caratteristiche mai viste prima del pianeta nano e dei suoi satelliti, oltre a misurazioni del campo magnetico, spettrometria e altro ancora.

New Horizons sta ancora inviando informazioni oggi, e ora dista circa 46 UA dalla Terra, nel mezzo della fascia di Kuiper.

Nel 2019 ha studiato l'oggetto chiamato Arrokoth (Ultima Thule) e ora si prevede che presto effettuerà misure di parallasse e invierà immagini delle stelle da un punto di vista totalmente diverso da terra, che serviranno da guida alla navigazione.

Si prevede inoltre che New Horizons continui a inviare informazioni almeno fino al 2030.

Riferimenti

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