کوچکترین و دورترین سیاره در منظومه شمسی پلوتون می باشد که در سال 1930 کلاید تومباو آن را کشف کرد. تا سال 2006 پلوتون یک سیاره معمول بود ولی امروزه آن را در زمره سیارات کوتوله قرار می دهند. اطلاعات کمی درباره این سیاره وجود دارد که اگر دانستنی ها درباره پلوتون زیاد شود، به درک منظومه شمسی کمک زیادی خواهد شد. در علوم پایه نهم راجع به این سیاره توضیحات مختصری داده شده است. برای درک کشفیات در مورد پلوتون با این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را همراهی کنید.
فهرست مطالب
کشف سیاره پلوتون
پرسیوال لوول اولین کسی بود که در سال 1894 محل پلوتون را توانست با جاذبه ای که سیارات نپتون و اورانوس را تحت تاثیر قرار می دهد، تعیین کند. بعد از مرگ وی کلاید تومباو در رصدخانه لوول در سال 1930 این سیاره را کشف کرد. نام این سیاره خدای دنیای اموات در اساطیر یونانی است که توسط یک دختر 11 ساله نام گذاری شده است. بعدها عکس های بیشتری توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شد و خصوصیات وقمرهای آن شناسایی شدند.
ویژگی ها و خواص پلوتون
پلوتون بزرگی به اندازه دو سوم ماه زمین دارد. در ابتدا پلوتون به عنوان نهمین سیاره منظومه شمسی معرفی شد ولی به دلیل همین اندازه کوچک رسما در دسته سیارات کوتوله رده بندی شد و اکنون منظومه شمسی دارای 8 سیاره می باشد. به دلیل داشتن اندازه کوچک و چرخش آهسته، پلوتون میدان مغناطیسی ندارد. این سیاره هیجدهمین سیاره از لحاظ جرم و حجم و منزوی ترین سیاره در منظومه شمسی است.
پلوتون در مدت 153 ساعت زمینی به دور محو خود چرخیده و یک شبانه روز را رقم می زند که روزهای آن تاریک می باشد. چون گازهای تشکیل دهنده آن متراکم و مایع می شود و با توجه به فاصله دوری که از خورشید دارد، روشنایی روز آن در حد روشنایی زمین نیست.
منشاء پلوتون
شباهت های زیادی بین بزرگترین قمر نپتون به نام تراتیون و سیاره پلوتون در ترکیبات و همچنین مدار چرخشی آن ها وجود دارد. این تشابهات بازگو کننده این است که هر دو آن ها قبلا به دور خورشید در چرخش بودند. پلوتون در مداری که مدار نپتون را قطع می کند حرکت کرده ولی نزدیکی آن به این همسایه به حدی نیست که توسط نیروی گرانش نپتون اسیر آن شود. ولی قمر تراتیون نپتون با نیروی جاذبه این سیاره به دام افتاده است. بر این اساس اعتقاد دانشمندان بر این است که پلوتون ممکن است یک قمر از برای سیارات منظومه شمسی بوده است. اما گروه دیگری عقیده دارند که قمر تراتیون و پلوتون در هنگام شکل گیری منظومه شمسی، 4,5 میلیارد سال قبل، از کمربند کوئیپر خارج شده اند.
ساختار درونی و سطح پلوتون
ساختار درونی پلوتون شامل 50 تا 70 درصد سنگ سیلیکاتی (هسته) و 30 تا 50 درصد گوشته یخی است. هسته آن به قطر 1700 کیلومتر با گرمایی که در سطح های بالای سیاره ایجاد می کند باعث می شود که در 100 تا 180 کیلومتری از هسته به سمت بالا، اقیانوس آب مایع به وجود آید. سطح پلوتون به مقدار زیاد یخ متانی است. در سطح پلوتون قسمت های یخی خاصی شبیه پوست مار وجود دارد. در بخش های کوهستانی فرسایش یافته این شکل اراضی زیاد بوده که ارتفاع آن ها حتی به 500 متر نیز می رسد (چنین ساختارهایی در زمین فقط چند متر ارتفاع دارند).
در سطح سیاره پلوتون منطقه ای به شکل قیف بستنی و قلبی شکل به نام «تامبا» که از مونوکسیدکربن یخی تشکیل شده، وجود دارد. ناحیه ای مسطح و فاقد گودال در قسمت چپ منطقه تامبا، به نام «اسپوتنیک پلانیتیا» وجود دارد که قدمتی شاید تا 100 میلیون سال دارد. دانشمندان بر این عقیده اند که این منطقه با یخ سنگینی که دارد باعث تغییر جهت پلوتون شده است. سطح پلوتون دارای مولکول های آلی پیچیده با دمای 225- درجه سانتی گراد است که سطح آن با عبور زمان به دلیل تغییرات فصلی سرخ رنگ شده است.
اتمسفر پلوتون
جو در این سیاره ضخامت کمی داشته و شامل نیتروژن، متان و مونوکسید کربن است. فشار جوی در پلوتون به دلیل مدار بیضوی آن تا یک میلیون بار کمتر از زمین است. به علت داشتن نیروی جاذبه ای کمتر از زمین در پلوتون ارتفاع جو آن بیشتر است. به دلیل فاصله زیادش تا خورشید انتظار جو منجمدی دراین سیاره است. ضخامت جو پلوتون در گذشته 40 برابر ضخامت جو مریخ بود. در گذشته مقداری مایع در جو پلوتون وجود داشت اما اکنون به دلیل ضخامت کم آن، این امکان وجود ندارد. در سال 2016 هفت منطقه در پلوتون که ابرها در آن جا تشکیل می شوند را شناسایی کردند که دارای ساختاری از اسیتیلن، اتان و هیدروژن هستند.
مدار پلوتون
پلوتون مداری بیضوی و نه دایره ای شکل دارد و کشیدگی غیرعادی آن به قدری است که با مدار چرخشی نپتون در دو نقطه برخورد می کند. پلوتون طولانی ترین مدار در منظومه شمسی و کمترین نیروی جاذبه را دارد. به دلیل چرخش بیضوی مدار پلوتون، در صورت قرار گرفتن زمین و پلوتون دریک سوی خورشید، فاصله زمین از این سیاره کمترین حد یعنی 4,28 میلیارد کیلومتر است. اما در صورت قرار گرفتن زمین و پلوتون در دوسوی مخالف هم به خورشید، میزان فاصله آن ها از هم بیشترین و برابر 7,5 میلیارد کیلومتر خواهد بود. این سیاره در مدت 248 سال زمینی به دور خورشید می چرخد و فاصله ای که از خورشید دارد در حدود 50 برابر فاصله زمین از خورشید است.
مسیر چرخش این سیاره به دلیل انحراف 17 درجه ای، نصف در بالای صفحه چرخش زمین و نصف در پایین صفحه، چرخش زمین دارد. پلوتون 20 سال از 248 سالی که به دورخورشید می چرخد را از مدار نپتون گذشته و در این مدت 20 سال نسبت به نپتون فاصله کمتری از خورشید دارد. آخرین بار این اتفاق از 1979 میلادی با قطع مدار نپتون و ورود در آن شروع و در سال 1999 با قطع مجدد مدار نپتون از آن خارج شده است. زمان بعدی این اتفاق در 2226 میلادی خواهد بود.
قمرهای سیاره پلوتون
تا سال 2005 میلادی برای پلوتون فقط یک قمر به نام شارون کشف شده بود که بعد از این سال تلسکوپ فضایی هابل تصویرهایی از وجود دو قمر دیگر در این سیاره نشان داد. این قمرها که قطری برابر 50 تا 60 کیلومتر داشتند، نام های نیکس و هیدرا گرفتند. درسال 2011 قمر سربروس و در سال 2012 قمر استوکس که حتی کوچکتر از نیکس و هیدرا بودند، کشف شدند. در کل تا حال برای سیاره پلوتون 5 قمر شناسایی شده است. شارون نام یک ابلیس در اساطیر یونان بوده و نزدیک ترین قمر به این سیاره است. پلوتون و شارون که در فاصله 19,640 کیلومتری از هم هستند و داشتن قطری برابر نصف قطر پلوتون برای شارون، این دو را به جفت پلوتون- شارون تبدیل کرده است. شارون و پلوتون گردش هماهنگ یا قفل جزر و مدی دارند.
ساختار شارون که امروزه از آب تیره منجمد است، شاید زمانی ترکیباتی مانند پلوتون (متان) داشته است اما متان موجود در این قمر توسط نیروی جاذبه پلوتون از آن جدا شده و جذب این سیاره شده است.
کاوشگرهای پلوتون
اولین کاوشگری که موفق به ملاقات پلوتون شد، نیوهورایزنز (افق های نو) بود. این کاوشگر به اطلاعاتی از ویژگی ها و قمرهای سیاره دست یافت و تصاویر روشنی از پلوتون را در تابستان 2015 ارسال کرد. فقط دو کاوشگر ویجر 1 و ویجر 2 توانستند به فاصله ای به دوری پلوتون از زمین بروند. زمانی که این فضاپیماها در نزدیکی مدار پلوتون بودند، این سیاره در مدار خود به دور از منطقه حضور این فضاپیما در چرخش بود. فرود در پلوتون مستلزم کشف و ابداع روش های جدیدی از سفرهای فضایی است.
چرا سیاره پلوتون حذف شد
زمانی که پلوتو در سال 2006 از یک سیاره به یک سیاره کوتوله تنزل یافت، این موضوع برای بسیاری دردناک بود. سپس، در سال 2015، یک سفینه فضایی اولین نمای نزدیک ما از پلوتون را به ما نشان داد و همه چیزهایی که می دانستیم تغییر کرد! در سال 2006، اتحادیه بین المللی نجوم (سازمان جهانی که محتویات کیهان را نامگذاری می کند) پلوتو را به یک سیاره کوتوله تنزل داد زیرا واقعاً با هشت سیاره دیگر مطابقت ندارد. این سیاره بسیار کوچک است، با تنها 4 درصد جرم حتی کوچک عطارد و از هر زاویه مداری بسیار غیرسیاره مانند دارد.
اما کلینچر در حال یافتن پلوتوس بیشتری در آنجا بود. اریس بزرگتر از پلوتون است، در حالی که Makemake، Quaoar، Sedna و چند سیاره دیگر تقریباً به همان اندازه بزرگ هستند. اگر پلوتون یک سیاره است، پس بقیه هم باید سیاره باشند.
مشخص شد که یک کمربند کویپر – گروهی از اجرام یخی در لبه منظومه شمسی – با هزاران جرم کوچک و غیر سیاره مانند که یکی از آنها پلوتو است وجود دارد. بنابراین، اگر شما یکی از کسانی هستید که دوست دارید پلوتو را دوباره به عنوان یک سیاره بزرگ ببینید، توجه داشته باشید که در را به روی تعداد زیادی “سیاره های بزرگ” باز می کنید که گوی های یخی کوچک با نام های عجیب و غریب و از ماه ما کوچکتر هستند.
