Tamás Ferenc: Naprendszer elemei – Plútó

A Plútó a Naptól számítva a kilencedik bolygó volt sokáig, de a Nemzetközi Csillagászai Unió 2006. aug. 24-én megfosztotta státuszától, így azóta a Neptunusz a legtávolabbi bolygó. A Plútó eleve igen kicsi, hiszen tömege csak 1/5-e a Holdénak, ráadásul átmérője is kisebb. De mindez még nem elég, hiszen a bolygó pályája egészen egyedüli módon nem pontosan a többi bolygóval megegyező síkban (az ekliptika síkjában) kering, hanem pár fokos szöget bezárva azzal; továbbá a pályája időnként a Neptunusz pályáján belül van. Az alábbi képet a New Horizons űrszonda készítette 2015.júl.13-án 768ezer km-re a felszíntől.

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/press-release/nasas-three-billion-mile-journey-to-pluto-reaches-historic-encounter)

A szikár adatok:

• Tömeg: 1,3*10²² kg (= 0,21%-a a Földének).
• Egyenlítői sugár: 1185 km (= 19%-a a Földnek).
• Térfogat: 7,15*10⁹ km³ (= 0,66%-a a Földnek).
• Átlagos sűrűsége: 2,03 g/cm³.
• Átlagos távolság a Naptól: 5,9 milliárd km. (= 39,4-szerese a Földének)
• Összetétele: (főleg) kő.
• Felszíni gravitáció: 0,58 m/s².
• Keringési idő a Nap körül: 248,09 év.
• Forgási idő (az ottani egyenlítőnél): 6,38 nap = 6 nap 9 óra 17,5 perc.
• Holdja: 5.

Felfedezője: Clyde Tombaugh 1930-ben. Még a felfedezése előtt pályaháborgásokat véltek felfedezni a Neptunusz pályájában, így gyanították egy újabb kinti gázóriás létezését, de helyette csak ezt a törpebolygót fedezték fel. A felfedező gyorsan kikiáltotta a Naprendszer kilencedik bolygójának, de a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) 2006-ban elvette tőle a bolygó státuszt, helyette megkapta a máig is érvényes törpebolygó elnevetést. Így a jelenlegi hivatalos elnevezése: 134340 Pluto. Valójában a Naprendszert övező Kuiper-öv egyik jellegzetes objektumáról van szó.

Nevét az alvilág istenéről, Plútóról kapta. A nevet Venetia Burney (1918-2009), egy Oxfordban élő akkor 11 éves iskolás lány javasolta a felfedezőnek. A felfedező Lowell Obszervatórium minden tagja szavazott a szűkített, három nevet tartalmazó listáról. A verziók: Minerva, Cronus és Plútó voltak. A Plútó minden szavazatot megkapott, így a névadás hivatalosan 1930. máj. 1-én megtörtént. A bejelentés után az ötletet adó Venetia Burney 5 angol fontot kapott (= kb. 450 USA dollár 2014-ben). A nevet a széles kultúra gyorsan felkapta: 1930-ban Walt Disney elnevezte Mickey egér kutyáját Plútónak, bár Ben Sharpsteen animátor nem erősítette meg a névadás miértjét. 1941-ben Glenn T. Seaborg az újonnan felfedezett kémiai elemet a Plútó után nevezte el plutóniumnak megtartva a tradíciót, hogy az Uránusz után nevezték az urániumot, valamint a Neptunusz után nevezték el a neptúniumot.

A törpebolygó pályája nagyon elnyújtott, mivel napközeli pontjában 30-szor távolabb van, mint a Föld, míg naptávoli pontjában ez 49-szeresre nő. Ez egy nagyon távoli, hideg világ, hiszen pl. a napfény is átlagosan csak 5,5 óra éri el.

(Képen: a Plútó pályája a Neptunusszal; kép eredetije: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Plutoorbit1.5sideview.gif)

Régebben azt gyanították, hogy a Plútó és kísérői eredetileg a Neptunusz rendszerének voltak tagjai, melyet pl. a Triton hold repített ki a bolygó körüli pályáról, de mivel keringése során a Neptunusz és a Plútó nem találkozik, így ennek igen kicsi az esélye. Ezt a Plútó legnagyobb holdjának, a Charonnak a felfedezése is alátámasztotta.

A Plútó tengely körüli forgási ideje 6,39 földi nap. Az Uránuszhoz hasonlóan a Plútó tengelyének is 120 fokos dőlési szöge van, így a bolygó felszínének egynegyede állandó napsütésben van, míg a túloldali egynegyedén állandó a sötétség. Ennek a szokatlan orientációnak még ismeretlen az oka.

A nagy Naptól való távolság miatt a Plútó felszínén kb. 33 K van (= -240^oC), ami miatt fagyott állapotban van a nitrogén a felszínen. A felszín kb. 98%-a nitrogén-jég, valamint nyomokban metán és szén-monoxid is található. A Plútó felszíne meglehetősen változatos, mivel nagy különbségek vannak mind a fényesség, mind a szín tekintetében. Külsőleg a Plútó a Naprendszer egyik legváltozatosabb objektuma – ellentétben pl. a Szaturnusz Iapetus holdjával. Az alábbi képet a New Horizons űrszonda készítette a Plútó megközelítésekor, melyen jól láthatók a jeges síkságok, valamint a kép jobb alsó sarkában a hegyek, melyet hivatalosan Krun Macula régiónak neveznek.

(Kép eredetije: https://solarsystem.nasa.gov/planets/dwarf-planets/pluto/overview/)

A dermesztő hideg ellenére a törpebolygónak van némi légköre, melyet főleg elpárolgott nitrogén alkot (nyomokban van némi metán és szén-monoxid), bár ennek nyomása kb. 1 Pa, ami a földi légköri nyomás kb. egy-százezred része.

Földi űreszköz eddig csak egyszer közelítette meg a Plútót, mégpedig 2015-ben a New Horizons szonda.

Még 2015-ben a New Horizon szonda fedezte fel a Plútó hegyeit borító hószerű anyagot. Úgy tűnt, hogy nem jég, hanem fagyott metán alkotja a hósapkákat. Hasonló vidéket sehol sem található a Föld kivételével. A gáz nyomai jelen vannak a bolygó légkörében is és így nagyobb magasságokban a metán a magas hegyekben lecsapódhat hóhoz hasonló formában. Kisebb magasságokban az atmoszférában túl kevés a metán ahhoz, hogy jég alakuljon ki.

A törpebolygónak 5 kísérője van: a legközelebbi a Charon, 1978-ban fedezett fel James Christy csillagász. Átmérője: 1207 km, amely a Plútóhoz képest igen nagy! A Plútó-Charon rendszert a szokatlanul nagy 2:1 nagyságú arány miatt kettős bolygónak is szokás nevezni. Ezt támasztja alá a 8:1 tömegarány is! A két égitest lényegében egymás körül kering. A Charon átlagos távolsága a Plútótól 19571 km, ráadásul állandóan egyik felével fordul a Plútó felé. Az alábbi képen a Charon hold látható. A kép tetején a Plútó által vörösre festett sarki régió látható, melyet a Charon hold által összeszedett Plútó-atmoszféra atomjai alkotnak. A képet a NASA tudósai állították össze a New Horizons szonda által készített vörös, kék és infravörös képekből.

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/feature/pluto-paints-its-largest-moon-red )

Sokáig csak a Charon holdat ismerték, de 2005.június 15-én M. Mutchler a Hubble űrteleszkóp felvételeit tanulmányozva észrevett még két holdat, melyeknek a Hydra és Nyx nevet adta. Ezek a kisebb holdak nagy valószínűséggel nem a Kuiper-övből befogott repülő objektumok, hanem a bolygónak egy másik, nagy méretű égitesttel való ütközéséből származhatnak. További két holdat is találtak a rendszerben: 2011-ben és 2012-ben. Ezek a Kerberos és Styx nevet kapták. Az alábbi fotómontázst a New Horizons szonda által készített, majd a Földön feljavított képekből állították össze:

(Kép eredetije: https://www.theverge.com/2015/10/22/9598566/nasa-new-horizons-pluto-moon-kerberos)

A legtöbb Naprendszerbeli hold méretarányosan látható az alábbi képen:

(Kép eredetije:

• https://www.nasa.gov/press-release/nasas-three-billion-mile-journey-to-pluto-reaches-historic-encounter
• https://solarsystem.nasa.gov/planets/dwarf-planets/pluto/overview/
• https://www.nasa.gov/feature/pluto-paints-its-largest-moon-red
• https://www.theverge.com/2015/10/22/9598566/nasa-new-horizons-pluto-moon-kerberos
• https://en.wikipedia.org/wiki/Pluto
• https://hu.wikipedia.org/wiki/Pluto_(t%C3%B6rpebolyg%C3%B3)
• https://24.hu/tudomany/2020/10/14/pluto-hegyek-ho/