Plútó

Plútó er níunda og fjarlægasta reikistjarna sólkerfisins. Plútó er líka langminnsta reikistjarnan, t.d. eru sjö fylgitungl í sólkerfinu stærri en Plútó, þ.e. tunglið okkar, Íó, Evrópa, Ganýmedes, Kallistó, Títan og Tríton. Plútó líkist á margan hátt síðastnefnda tunglinu að stærð, efnasamsetningu og má vera að uppruni þeirra sé af sama toga.

Tákn Plútós

Í goðafræði rómverja var Plútó undirheimaguðinn og svaraði til Hadesar í grískum trúarbrögðum. Plútó var sonur Satúrnusar, bróðir Júpíters, og dæmdi þá látnu eftir að Karon ferjaði þá niður með ánni Styx til undirheimanna. Kona Plútós hét Prosperína (Persefóna hjá Grikkjum) sem hann rændi og tók með sér til undirheima.

Uppgötvun Plútós

Clyde Tombaugh

Eftir að Neptúnus fannst árið 1846 komu í ljós að truflanir á braut Neptúnusar sem voru of miklar til að aðeins Úranus gæti valdið þeim. Menn hófu því fljótt leit að „Reikistjörnunni X“ en hún bar engan árangur. Útreikningar sýna að það er í raun engin óútskýrð truflun á braut Neptúnusar og það er því ekkert skrítið að engin reikistjarna fannst á þeim stað sem Pickering, Lowell og fleiri höfðu spáð fyrir um. Samt hélt leitin áfram, aðallega í Lowell-stjörnustöðinni í Flagstaff í Arizona í Bandaríkjunum.

Fyrir andlát sitt árið 1916 hafði Lowell búið þannig um hnútana að stjörnumyndavél með 33 cm ljósopi var sérsmíðuð á sjónaukann í Flagstaff fyrir leitina að Reikistjörnunni X. Eftir nokkra seinkun var smíði hennar loks lokið árið 1929 og komið fyrir á Lowell-sjónaukanum. Þá hafði ungur áhugastjörnufræðingur að nafni Clyde Tombaugh (1906-1997) verið ráðinn sérstaklega til að leita að reikistjörnunni. Leit hans bar loks árangur 18. febrúar 1930 þegar Tombaugh fann Plútó í Tvíburamerkinu. Reikistjarnan var afar dauf af 15. birtustigi, sem hægt og rólega breytti um staðsetningu meðal fastastjarnanna í bakgrunni. Hún var þúsund sinnum daufari en daufustu stjörnurnar sem sjást með berum augum og 250 sinnum daufari en Neptúnus þegar best lætur.

Myndin sem Clyde Tombaugh uppgötvaði Plútó á þann 18. febrúar 1930
STÆRRI MYND

Þann 13. mars 1930, 149 árum eftir að Úranus fannst, tilkynntu vísindamenn um uppgötvun níundu reikistjörnu sólkerfisins. Reikistjarnan hlaut nafnið Plútó eftir uppástungu 11 ára skólastúlku frá Oxford á Englandi, Venetiu Burney að nafni, en stungið hafði verið upp á mörgum öðrum nöfnum, t.d. Atlas, Zymal, Artemis, Perseus, Vúlkan, Tantalus, Idana og Krónus. New York Times stakk upp á nafninu Mínerva, fréttamenn stungu upp á Ósíris, Bakkus, Apollo og Erebus. Ekkja Lowells stakk upp á Seifi en snerist síðar hugur og stakk þá upp á Constance. Margir töldu réttast að nefna reikistjörnuna Lowell en starfsfólkið í Flagstaff, þar sem Plútó fannst, stungu upp á Krónus, Mínerva og Plútó. Þess má líka geta að upphafstafir nafnsins, PL, eru einnig fangamark Percival Lowell.

Þegar 75 voru liðin birtist frétt hér á Stjörnufræðivefnum um afmæli Plútós, þar sem m.a. var fjallað um það hvernig hundur Walt Disney var nefndur eftir reikistjörnunni.

Eina ókannaða reikistjarna sólkerfisins

New Horizon geimfarið sem á að leggja upp í leiðangur til Plútó í janúar 2006

Plútó er enn sem komið er eina ókannaða reikistjarna sólkerfisins. Menn hafa þó í hyggju að breyta þessari leiðu staðreynd árið 2006 þegar stefnt er að því að skjóta New Horizons-geimfarinu áleiðis til Plútó og Karons og þaðan út til Kuipersbeltisins.

Verkefnið er hannað til að hjálpa okkur að skilja útverði sólkerfisins og verður fyrsta könnunarferðin að fyrirbæri úr Kuipersbeltinu. Geimfarið mun fljúga framhjá Júpíter í febrúar 2007 og koma til Plútó í júlí 2015 og þaðan heldur það út í Kuipersbeltið. Verkefnu er stjórnað af Stofnun John Hopkins-háskólans í nytjaeðlisfræði í Maryland. Hér má nálgast frekari upplýsinga um geimfarið.

Einkennileg sporbraut

New Horizon geimfarið sem á að leggja upp í leiðangur til Plútó í janúar 2006

Braut Plútós um sólina hefur meiri miðskekkju og brautarhalla en braut nokkurrar annarrar reikistjörnu í sólkerfinu. Miðskekkjan er svo há að stundum er Plútó nær sólu en Neptúnus, þá um 20 ára skeið. Seinast fór Plútó inn fyrir braut Neptúnusar 21. janúar 1979 og var næst sólu 5. september 1989. Tæplega tíu árum síðar eða 11. febrúar 1999 fór Plútó aftur út fyrir braut Neptúnusar og varð þar með aftur ysta reikistjarnan sólkerfisins þar til í september 2226.

Þótt brautir Neptúnusar og Plútó skerist, er engin hætta á árekstri milli þeirra. Brautirnar eru einfaldlega of ólíkar. Í raun kemst Plútó aldrei nær Neptúnusi en 17 stjarnfræðieiningar, sem er um það bil 2,5 milljarðar km.

Mikil fjarlægð torveldar rannsóknir

Vegna gífurlega mikillar fjarlægðar er mjög erfitt að rannsaka yfirborð Plútós, jafnvel með Hubblesjónaukanum og stærstu sjónaukum jarðar, og því er enn margt á huldu um eðli hans. Snemma tókst mönnum þó að mæla snúningstímann, sem er 6,387 jarðardagar, og í ljós kom að snúningsásinn hallar um 122°. Þegar fylgitungl Plútó, Karon, fannst árið 1978 jókst þekking okkar til muna því þá var loks hægt að mæla massa Plútós út frá umferðartíma og fjarlægð Karons.

Svo heppilega vildi til að fljótlega eftir uppgötvun Karons, urðu stjörnufræðingar vitni að uppröðun tvíeykisins sem gerist aðeins á 124 ára fresti. Frá febrúarmánuði 1985 til 1990 lá kerfið á rönd frá jörðu séð, sem gerði stjörnufræðingum kleift að fylgjast með reglulegum myrkvum á hnöttunum. Plútó myrkvaði Karon á sex daga fresti og öfugt. Fyrstu myrkvarnir urðu við norðurpólssvæðin en síðari myrkvar við miðbaugssvæðin og svo loks suðurpólssvæðin. Út frá mælingum á 100 myrkvum komust stjörnufræðingar að því að þvermál Plútó var um 2300 km og þvermál Karons 1190 km eða rétt rúmur helmingur af stærð Plútós. Karon er því hlutfallslega stærsta tungl sólkerfisins miðað við móðurreikistjörnuna. Tunglið okkar er nánast jafnstórt og Plútó og Karon til samans. Meðalfjarlægðin milli hnattanna er aðeins 19.640 km eða næstum átta sinnum þvermál Plútós. Fjarlægðin milli þeirra og umferðartíminn var svo nýtt til útreikninga á massa Plútós sem er 6,4 x 10-9. Þetti er næstum sjöfaldur massi Karons en aðeins 0,0021 jarðarmassar eða einn fimmti af massa tunglsins.

Út frá stærðar- og massamælingunum má álykta að eðlismassi Plútós er á milli 1,8 og 2,1 g/cm3. Það þýðir að Plútó er 50 til 75% berg og ís. Eðlismassi Karons er 1,2 til 1,3 g/cm3 sem bendir til þess að Karon innihaldi lítið af bergi. Munurinn gæti þó sagt okkur að Plútó og Karon hafi myndast í sitt hvoru lagi en menn greinir enn á um það. Uppruni Plútós og Karon er því enn óljós.

Rauðleitt yfirborð úr nitri

Þegar myrkvatímabilið stóð yfir voru gerðar birtumælingar á yfirborðinu. Í ljós kom að yfirborðið er tiltölulega bjart og endurvarpar um 60% sólarljóssins. Hitastigið á yfirborðinu er þar af leiðandi lágt, aðeims um -230°C að degi til þegar best lætur. Hátt endurvarp segir okkur að yfirborðið er tiltölulega ungt, því gamall ís er sjaldan þetta bjartur, vegna þess að ryklag sest ofan á hann með tímanum. Því er talið líklegt að metanhrímlag þekji ísinn.

Yfirborðið er líklega 98% nitur og afgangurinn sennilega metan og kolmónoxíð. Litrófsmælinga benda til að yfirborðið sé nokkuð rauðleitt (samanber yfirborð Sednu) en óljós merki um mislit svæði á yfirborðinu hafa sést á óskýrum myndum Hubblesjónaukans. Ef til vill er um tvískipt yfirborð að ræða; annars vegar úr björtum metanís og hins vegar eitthvað annað dökkt yfirborðslag, en það kemur í hlut New Horizons-geimfarsins að skera úr um það. Stöðug uppgufun metans veldur því að landslag getur bókstaflega gufað upp, ef metan er á annað borð aðaluppistaða yfirborðsins. Fjöll og dalir hverfa á meðan önnur myndast í staðinn, allt eftir því hvar á braut sinni um sólina Plútó er.

Örþunnur lofthjúpur

Stöku sinnum fer Plútó fyrir tiltölulega bjarta stjörnu og varpar þá skugga á jörðina. Þetta kallast stjörnumyrkvi. Í júní 1988 gerðist þetta og þá komu fram fyrstu beinu vísbendingarnar um lofthjúp Plútós. Í stuttan tíma við upphaf og enda myrkvans var ljósstyrkur stjörnunnar í bakgrunni mældur og kom þá í ljós að birtan minnkaði ekki snögglega, heldur dró smátt og smátt úr henni. Það bendir til að lofthjúpur sé til staðar.
(Mynd: Hubbard, Yelle og Lunine, Icarus, v. 84, p. 1, 1989; Elliot o.fl., Icarus, v. 77, p. 148, 1989).

Þegar Plútó nálgast sólnánd hitnar hrímlagið og gufar að einhverju leyti upp. Þá myndast örþunnur lofthjúpur sem frýs síðan aftur eftir því sem Plútó færist fjær sólu, og þá snjóar lofthjúpurinn á yfirborðið. Þannig er lofthjúpurinn mestmegnis frosinn þegar Plútó er hvað fjærst sólu. Lofthjúpurinn fannst árið 1988 þegar Plútó gekk fyrir stjörnu í bakgrunni og ljósstyrkur hennar var mældur í þann mund sem hún hvarf á bak við Plútó. Ljósið minnkaði ekki snögglega, eins og búast má við ef enginn lofthjúpur er til staðar, heldur dofnaði hún smám saman. Litrófsmælingar benda til þess að hann sé líklega 98% nitur, 1,5% metan og 0,5% koldíoxíð. Lofthjúpurinn er e.t.v. um 60 km þykkur og loftþrýstingurinn mjög lágur, líklega milli 3-40 míkróbör, sem er 100.000 sinnum minna en við yfirborð sjávar á jörðinni.

Er Plútó raunveruleg reikistjarna?

Sumir stjörnufræðingar telja að Plútó hafi komið úr Kuipersbeltinu. Sé það raunin er Plútó alls engin reikistjarna, heldur líkari stóru smástirni eða halastjörnu. Sumir hafa einnig gefið til kynna að hann hafi eitt sinn verið tungl Neptúnusar sem hafi sloppið úr viðjum hans.

Ástæðurnar sem Alþjóðasamband stjarnfræðinga gefur til að efast um stöðu Plútó sem reikistjörnu eru:

  • Allar reikistjörnurnar í ytra sólkerfinu eru risareikistjörnur úr gasi en Plútó er lítill hnöttur með fast yfirborð

  • Plútó er meira en tvisvar sinnum smærri en allar aðrar reikistjörnurnar

  • Braut Plútó hallar mest miðað við sólbauginn og hefur einnig miðskökkustu brautina

  • Braut Plútó er sú eina sem sker braut annarrar reikistjörnu

  • Karon, fylgitungl Plútó, er hlutfallslega stærsta fylgitungl sólkerfisins miðað við móðurreikistjörnuna

Plútó á næturhimninum

Hægt er að sjá Plútó með stórum áhugamannasjónauka á næturhimninum, en það er mjög vandasamt verk. Til þess þarf að verða sér úti um vönduð kort sem sýna nákvæma staðsetningu. Síðan þarf að fylgjast með sama staðnum á himninum í nokkra daga til þess að sjá hann áreiðanlega.

Plútó í tölum

Meðalfjarlægð frá sólu: 5.916.000.000 km = 39,54 SE*
Mesta fjarlægð frá sólu: 7.389.000.000 km = 49,39 SE
Minnsta fjarlægð frá sólu: 4.442.000.000 km = 29,70 SE
Miðskekkja brautar: 0,249
Meðalbrautarhraði: 4,7 km/s
Umferðartími: 248,5 ár
Snúningshraði: 6,387 dagar
Möndulhalli: 122,5°
Brautarhalli: 17,14°
Þvermál: 2.274 km
Þvermál (jörð=1): 0,180
Massi: 1,3 x 1022 kg
Massi (jörð=1): 0,021
Eðlismassi: 2,05 g/cm3
Þyngdarhröðun við yfirborð (jörð=1): 0,04
Lausnarhraði: 1,22 km/s
Meðalhiti ið yfirborð: a.m.k. -220°C

Skýringar:

*SE=stjarnfræðieining: Meðalfjarlægð frá sólu til jarðar (u.þ.b. 150 milljón km)

Myndir

Plútó í samanburði við jörðina, tunglið, Sednu og Quaoar

Hér sést glöggt stærðarmunurinn á jörðinni, tunglinu, Sednu, Plútó og Quaoar úr Kuipersbeltinu.
STÆRRI MYND

Plútó og Karon borin saman við Bandaríkin

Þessi mynd sýnir stærð Plútó og Karon borin saman við mynd af Bandaríkjunum. Myndin af Plútó er byggð á myndum sem Hubblesjónaukinn tók í júní og júlí 1994.
(Mynd: Calvin J. Hamilton)

Plútó og Karon

Þetta er ein skýrasta myndin sem til er af Plútó og Karon en hana tók Hubblesjónaukinn þann 21. febrúar 1994. Plútó var þá í 4,4 milljarða km fjarlægð frá jörðu. Myndin var tekin þegar Karon var 0,9 bogasekúndur frá Plútó.

Með þessari mynd gátu stjörnufræðingar mælt að þvermál Plútós er 2320 km og Karons er 1270 km (skekkjumörkin eru innan við 1%).

Rannsóknir Hubbles sýna að Karon er blárri en Plútó sem þýðir að hnettirnir hafa ólíka yfirborðssamsetningu og byggingu.
(Mynd: NASA/ESA/ESO)

Plútó

Hubblesjónaukinn tók þessar myndir af Plútó. Á þeim sést í fyrsta skipti yfirborðið á þessari fjarlægu reikistjörnu. Myndirnar voru unnar úr bláu ljósi og sýna stórbrotnar birtubreytingar víðsvegar á yfirborðinu. Ástæðan gæti verið dældir eða árekstrargígar. Andstæð hvel Plútó sjást á þessum myndum. Litlu myndirnar eru einnig af Plútó en á þeim má sjá tólf stór svæði þar sem yfirborðið er annað hvort bjart eða dökkt.
(Mynd: NASA/ESA/ESO)

Kort af yfirborði Plútós

Hér sést fyrsta kortið af yfirborði Plútós. Kortið nær yfir 85% af yfirborði reikistjörnunnar og staðfestir að Plútó hefur dökkt miðbaugsbelti og bjartar pólhettur, en myrkvarannsóknirnar frá 9. áratugnum höfðu einmitt bent til þess. Birtubreytingarnar eru líklega tilkomnar vegna dælda og árekstrargíga á yfirborðinu.
(Mynd: NASA/ESA/ESO)

Innviðir Plútós

Ekki er mikið vitað um innviði Plútó eins og staðan er í dag. Engu að síður hafa litrófsmælingar frá jörðu leitt í ljós að reikistjarnan er þakin metanís, yfirborðshitinn er -230°C og frosið metan framkallar birtubreytingar á yfirborðinu.
(Mynd: Lunar and Planetary Institute/Stjörnufræðivefurinn)
STÆRRI MYND

Plútó meðal stjarnanna

Hér sést Plútó færast fyrir tvær stjörnur þann 20. júlí 2002. Þegar þetta gerist varpar Plútó skugga á jörðina sem veldur því að stjarnan sést ekki. Hægt er að nýta atburð eins og þennan til að læra ýmislegt um hinn örþunna lofthjúp sem umlykur plánetuna.

Myndin var tekin með hinum 8,2 metra breiða Yepun-sjónauka, sem er einn VLT-sjónaukanna (Very Large Telescope) á tindi Cerro Paranal-fjallsins í Atacama-eyðimörkinni í norðurhluta Síle. Eyðimörkin er talin einn þurrasti staður jarðar.
(Mynd: ESO/VLT)

Plútó með NOT

Þessi mynd sýnir Plútó í gegnum Norræna stjörnusjónaukann, sem staðsettur er í um 2500 metra hæð á La Palma, einni Kanaríeyja. Sjónaukinn er fjármagnaður af öllum Norðurlöndunum, þar á meðal Íslandi. Þessi mynd er gott dæmi um bestu mögulega myndirnar sem hægt er að taka frá jörðu.
( Nordic Optical Telescope)



Til baka á forsiðu

Opna Stjörnufræðivefinn í nýjum glugga
Til baka á forsiðu

Meira um Plútó

Sólkerfið

Slóðir á aðra vefi