PLUTÓ (PLANETA): CARACTERÍSTIQUES, COMPOSICIÓ, ÒRBITA, MOVIMENT - ART - 2025

Plutó és un objecte celeste, actualment considerat com un planeta nan, encara que durant molt de temps va ser el planeta més llunyà de el sistema solar. El 2006 la Unió Astronòmica Internacional va decidir incloure-ho en una nova categoria: la dels planetes nans, atès que Plutó no té alguns dels requisits necessaris per a ser un planeta.

Cal destacar que la controvèrsia sobre la naturalesa de Plutó no és nova. Tot va començar quan el jove astrònom Clyde Tombaugh el va descobrir el 18 de febrer de de 1930.

Figura 1. Imatge de Plutó presa en 2015 per la sonda New Horizons. Font: NASA via Wikimedia Commons.

Els astrònoms suposaven que potser existia un planeta més allunyat que Neptú i per trobar-lo, van seguir el mateix esquema de la descoberta d'aquest. Valent-se de les lleis de la mecànica celeste, van determinar l'òrbita de Neptú (i Urà), comparant els càlculs amb les observacions de les òrbites reals.

Les irregularitats, en cas d'existir, les causava un planeta desconegut més enllà de l'òrbita de Neptú. Precisament això va ser el que va fer Percival Lowell, fundador de l'observatori Lowell a Arizona i entusiasta defensor de l'existència de vida intel·ligent a Mart. Lowell va trobar aquestes irregularitats i gràcies a elles va calcular l'òrbita de l'desconegut «planeta X», la massa va estimar en 7 vegades la massa terrestre.

Figura 2. Percival Lowell a l'esquerra ia la dreta Clyde Tombaugh amb el seu telescopi. Font: Wikimedia Commons.

Uns anys després de la mort de Lowell, Clyde Tombaugh va trobar el nou astre usant un telescopi de fabricació pròpia, només que el planeta va resultar més petit del previst.

A el nou planeta se li va donar el nom de Plutó, déu romà de l'inframón. Molt apropiat perquè les dues primeres lletres corresponen a les inicials de Percival Lowell, l'autor intel·lectual de la descoberta.

No obstant això, les presumptes irregularitats trobades per Lowell no eren altra cosa que el producte d'alguns errors aleatoris en els seus càlculs.

Característiques de Plutó

Plutó és un astre de mida petita, així que les irregularitats de l'òrbita de l'gegant Neptú no podien ser degut a ell. Inicialment es va pensar que Plutó tindria la mida de la Terra, però a poc a poc les observacions van conduir a rebaixar cada vegada més la seva massa.

Les estimacions recents de la massa de Plutó, a partir de les dades orbitals conjunts d'ell i el seu satèl·lit Caront, indiquen que la massa de sistema Plutó-Caront és 0.002 vegades la massa terrestre.

Realment es tracta d'un valor molt petit com per pertorbar a Neptú. La major part d'aquesta massa correspon a Plutó, que és al seu torn 12 vegades més massiu que Caront. D'allí la densitat de Plutó s'ha estimat en 2.000 kg / m ³, i estarà compost d'un 65% de roca i un 35% de gel.

Una característica molt important de l'gelat i erràtic Plutó és la seva òrbita al voltant de el Sol, summament el·líptica. Això el porta de tant en tant a apropar-se més a el Sol que el mateix Neptú, com va passar durant el període comprès entre 1979 i 1999.

En aquesta trobada, els astres mai van col·lisionar perquè la inclinació de les respectives òrbites no ho va permetre i perquè a més Plutó i Neptú es troben en ressonància orbital. Això significa que els seus períodes orbitals estan relacionats a causa de la influència gravitatòria mútua.

Plutó es reserva una altra sorpresa: emet raigs X, una radiació d'alta energia de l'espectre electromagnètic. Això no seria sorprenent, ja que la sonda New Horizons va confirmar la presència d'una tènue atmosfera a Plutó. I quan les molècules d'aquesta prima capa de gasos interactuen amb el vent solar, emeten radiació.

Però el telescopi de raigs X Chandra va trobar una emissió bastant més gran del que s'esperava, que va sorprendre els experts.

Resum de les principals característiques físiques de Plutó

-Massa: 1.25 x 10 ²² kg

-Ràdio: 1.185 km (més petit que la Lluna)

-Forma: arrodonida.

-Distància mitjana a el Sol: 5.900 milions de km.

- Inclinació de l'òrbita: 17º respecte a l'eclíptica.

Temperatura: -229.1 ° C mitjana.

-Gravedad: 0.6 m / s ²

-Camp magnètic propi: No.

-Atmósfera: Sí, tènue.

-Densitat: 2 g / cm ³

-Satèl·lits: 5 coneguts fins ara.

-Anells: No de moment.

Per què Plutó no és un planeta?

La raó de que Plutó no sigui un planeta és que no compleix amb els criteris que la Unió Astronòmica Internacional perquè un cos celeste sigui considerat un planeta. Aquests criteris són:

-Orbitar voltant d'una estrella o el seu romanent.

-Posseir massa suficient com perquè la seva mateixa gravetat li permeti tenir forma més o menys esfèrica.

-No disposar de llum pròpia.

Tenir domini orbital, és a dir, una òrbita exclusiva, que no interfereixi amb la d'un altre planeta i lliure d'objectes més petits.

I encara que Plutó compleix amb els tres primers requisits, com hem vist abans, la seva òrbita interfereix amb la de Neptú. Això vol dir que Plutó no ha aclarit la seva òrbita, per dir-ho. I com no té dominància orbital, no pot ser considerat un planeta.

A més de la categoria de planeta nan, la Unió Astronòmica Internacional va crear una altra: els cossos menors de el sistema solar, en la qual es troben els cometes, els asteroides i els meteoroides.

Requisits per ser un planeta nan

La Unió Astronòmica Internacional també va definir acuradament els requisits per ser un planeta nan:

-Orbitar voltant d'una estrella.

Tenir massa suficient com per posseir una forma esfèrica.

-No emetre llum pròpia.

-No disposar d'una òrbita buidada.

Llavors l'única diferència entre els planetes i els planetes nans està en l'últim punt: els planetes nans simplement no tenen una òrbita "neta" o exclusiva.

Figura 3. Els 5 planetes nans coneguts fins al moment, al costat dels seus satèl·lits. A la part inferior de la imatge hi ha la Terra com a referència. Font: Wikimedia Commons.

Moviment de translació

L'òrbita de Plutó és molt el·líptica i a l'estar tan allunyat de el Sol, té un període molt llarg: 248 anys, dels quals 20 els passa més proper a el Sol que el mateix Neptú.

Figura 4. Animació mostrant l'òrbita summament el·líptica de Plutó. Font: Wikimedia Commons.

L'òrbita de Plutó és la més inclinada de totes pel que fa a l'àmbit de l'eclíptica: 17 º, així que quan es creua amb la de Neptú, els planetes es troben bastant allunyats entre si i no hi ha perill de col·lisió entre ells.

Figura 5. Intersecció entre les òrbites de Plutó i Neptú, com es pot apreciar, els planetes es troben bastant allunyats entre si, de manera que no hi ha perill d'una col·lisió. Font: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, La ressonància orbital que hi ha entre tots dos planetes és de la classe que garanteix l'estabilitat de les seves trajectòries.

Dades de el moviment de Plutó

Les següents dades descriuen succintament el moviment de Plutó:

-Ràdio mitjà de l'òrbita: 39.5 UA * o 5.9 bilions de quilòmetres.

- Inclinació de l'òrbita: 17º respecte a l'àmbit de l'eclíptica.

-Excentricidad: 0244

- Velocitat orbital mitjana: 4.7 km / s

- Període de translació: 248 anys i 197 dies

- Període de rotació: 6.5 dies aproximadament.

* Una unitat astronòmica (UA) equival a 150 milions de quilòmetres.

Com i quan observar a Plutó

Plutó està massa lluny de la Terra com per a ser observable a simple vista, ja que és tot just major a 0.1 segon d'arc. Per tant es requereix l'ús d'un telescopi, fins i tot els models per a aficionats serveixen. A més els models recents incorporen controls programables per trobar a Plutó.

No obstant això, encara amb telescopi, Plutó es veurà com un punt diminut entre d'altres milers, per tant per distingir cal saber primer on buscar i després seguir-lo durant diverses nits, com ho va fer Clyde Tombaugh. Plutó serà el punt que es mogui sobre el fons d'estrelles.

Com l'òrbita de Plutó està fora de l'òrbita terrestre, el millor moment per veure-ho (però cal aclarir que no és l'únic) és quan es troba en oposició, el que significa que la Terra s'interposa entre el planeta nan i el Sol.

Això també és vàlid per a Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú, els anomenats planetes superiors. Les millors observacions es fan quan es troben en oposició, encara que per descomptat poden ser visibles en altres moments.

Per conèixer l'oposició dels planetes és recomanable acudir als llocs especialitzats d'internet o descarregar alguna aplicació d'astronomia per a telèfons intel·ligents. D'aquesta manera es poden planificar apropiadament les observacions.

En el cas de Plutó, des de 2006 fins 2023 mou des de la constel·lació de Serpens Cauda fins a la de Sagitari.

Moviment de rotació

Moviment de rotació de Plutó. Font: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Plutó té un moviment de rotació al voltant del seu propi eix, a l'igual que la Terra i els altres planetes. A Plutó el porta 6 dies i mig fer una volta sobre si mateix, perquè la seva velocitat de rotació és menor que la de la Terra.

Sent tan llunyà a el Sol, si bé aquest és l'objecte més brillant al cel de Plutó, l'astre rei llueix com un punt just més gran que la resta de les estrelles.

Per això els dies al planeta nan transcorren en la penombra, encara els més clars, a causa que la prima atmosfera és capaç de dispersar una mica de llum.

Figura 6. Representació artística de l'paisatge gelat de Plutó, a l'esquerra Neptú ia la dreta, el distant Sol llueix com una estrella de gran magnitud. Encara durant el dia, el planeta està sumit en una contínua penombra. Font: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

D'altra banda, el seu eix de rotació està inclinat 120º respecte a la vertical, la qual cosa significa que el pol nord queda per sota de l'horitzontal. En altres paraules, Plutó gira de costat, a l'igual que Urà.

Aquesta inclinació és molt més gran que la de l'eix terrestre de sol 23.5º, per tant les estacions a Plutó són extremes i molt prolongades, atès que triga poc més de 248 anys en orbitar a el Sol.

Figura 7. Comparació entre els eixos de rotació terrestre a l'esquerra i el de Plutó a la dreta, inclinat 120º respecte a la vertical. Font: F. Zapata.

Molts científics creuen que les rotacions retrògrades com en els casos de Venus i Urà, o els eixos de rotació tan inclinats, novament com Urà i Plutó, es deuen als impactes fortuïts, causats per altres cossos celestes de grans dimensions.

Si és així, una qüestió important encara per resoldre, és per que l'eix de Plutó es va aturar precisament en 120º i no en un altre valor.

Sabem que Urà ho va fer en 98º i Venus en 177º, mentre que Mercuri, el planeta més proper a el Sol, té el seu eix completament vertical.

A la figura s'observa la inclinació de l'eix de rotació dels planetes, a l'ésser vertical l'eix, a Mercuri no hi ha estacions:

Figura 8. Inclinació de l'eix de rotació en els vuit planetes més grans de el sistema solar. Font: NASA.

composició

Plutó està compost de roques i de gel, encara que lluirien ben diferents que els de la Terra, atès que Plutó és fred més enllà de l'imaginable. Els científics estimen que les temperatures de l'planeta nan oscil·len entre -228 ° C i -238 ºC, sent que la menor temperatura observada a l'Antàrtida és -128 ºC.

Això sí, els elements químics són comuns. A la superfície de Plutó es distingeixen:

-Metano

-nitrogen

-Monóxido de carboni

Quan l'òrbita de Plutó l'acosta a el Sol, la calor s'evapora els gels d'aquestes substàncies, les quals passen a formar part de l'atmosfera. I quan s'allunya, tornen a congelar sobre la superfície.

Aquests canvis periòdics ocasionen l'aparició de zones clares i fosques en la superfície de Plutó, que es van alternant amb el temps.

En Plutó és freqüent trobar unes curioses partícules anomenades "tholins" (nom que els va donar el notable astrònom i divulgador Carl Sagan), que es creen quan la radiació ultraviolada de el Sol descompon les molècules de metà i separa les de nitrogen. La reacció entre les molècules resultants formen molècules més complexes, encara que més desordenades.

A la Terra no es formen els tholins, però sí que es troben en els objectes de sistema solar exterior, brindant-los una coloració rosada, com per exemple a Tità, el satèl·lit de Saturn i per descomptat a Plutó.

estructura interna

Fins al moment tot indica que Plutó té un nucli rocós format per silicats i probablement cobert per una capa d'aigua gelada.

La teoria de la formació de planetes assenyala que les partícules més denses s'acumulen en el centre, mentre que les més lleugeres, com les de gel, es queden per sobre, configurant el mantell, la capa intermèdia entre el nucli i la superfície.

Potser per sota de la superfície i per sobre de l'mantell congelat, hi hagi una capa d'aigua líquida.

Figura 9. Estructura interna de Plutó. Font: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

L'interior de la planeta és molt calent a causa de la presència d'elements radioactius, el decaïment produeix radiació, part de la qual es propaga en forma de calor.

Els elements radioactius són de naturalesa inestable, per això tendeixen a transformar-se en altres més estables, emetent partícules i radiació gamma contínuament, fins a aconseguir estabilitat. Depenent de l'isòtop, una certa quantitat de material radioactiu decau en fraccions de segon o demora milions d'anys.

Geologia

La freda superfície de Plutó és gairebé tota nitrogen congelat amb traces de metà i de monòxid de carboni. Aquests dos últims compostos no es distribueixen homogèniament sobre la superfície de l'planeta nan.

Les imatges mostren zones clares i fosques, així com variacions de color, el que fa suposar l'existència de diverses formacions i el predomini d'alguns compostos químics en certs llocs.

Malgrat que arriba molt poca llum de el Sol, la radiació ultraviolada és suficient com per causar reaccions químiques en la prima atmosfera. Els compostos que es produeixen d'aquesta manera es barregen amb la pluja i la neu que cau sobre la superfície, atorgant-li els colors entre groc i rosa amb que Plutó es veu des dels telescopis.

Gairebé tot el que es coneix sobre la geologia de Plutó es deu a les dades recollides per la sonda New Horizons. Gràcies a ells, els científics ara saben que la geologia de Plutó és sorprenentment variada:

-Planicies de gel

-Glaciares

-Montañas d'aigua congelada

-Alguns cràters

-Evidència de criovulcanismo, volcans que llancen aigua, amoníac i metà, a diferència dels volcans terrestres que llancen renta.

Satèl·lits de Plutó

Plutó posseeix diversos satèl·lits naturals, dels quals Caront és el més gran.

Durant un temps, els astrònoms van creure que Plutó era molt més gran del que realment és, pel fet que Caront orbita molt a prop i gairebé circularment. Per això a del principi els astrònoms no els podien distingir.

Figura 10. Plutó a la dreta i el seu principal satèl·lit Caront. Font: Wikimedia Commons.

El 1978 l'astrònom James Christy va descobrir a Caront mitjançant fotografies. Té la meitat de mida que Plutó i el seu nom també prové de la mitologia grega: Caront era el barquer que traslladava les ànimes cap al inframón, el regne de Plutó o Hades.

Posteriorment, el 2005, gràcies a l'telescopi espacial Hubble es van trobar les dues petites llunes Hydra i Nix. I després, en 2011 i 2012 respectivament, van aparèixer Cèrber i Estígia, tots amb noms mitològics.

Aquests satèl·lits també posseeixen òrbites circulars al voltant de Plutó i pot ser que siguin objectes capturats de el cinturó de Kuiper.

Plutó i Caront formen un sistema molt interessant, en el qual el baricentre o centre de massa, jeu fora de l'objecte més gran. Un altre exemple extraordinari és el sistema Sol-Júpiter.

Tots dos també estan en rotació síncrona l'un amb l'altre, el que significa que sempre es mostren la mateixa cara. Llavors el període orbital de Caront és de 6.5 dies aproximadament, que és el mateix de Plutó. I aquest també és el temps que triga Caront a fer una volta al voltant del seu eix.

Figura 11. Rotació síncrona de Plutó i el seu satèl·lit Caront. Font: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Molts astrònoms creuen que aquestes són bones raons per a considerar a la parella com un planeta doble. Tals sistemes dobles no són rars en els objectes de l'univers, entre les estrelles és freqüent trobar sistemes binaris.

Fins i tot s'ha arribat a proposar que la Terra i la Lluna també siguin considerats com a planeta binari.

Un altre punt d'interès de Caront és que potser conté aigua líquida en el seu interior, que arriba a la superfície a través de fissures i forma guèisers que es congelen immediatament.

Té anells Plutó?

És una bona pregunta, ja que després de tot Plutó està en els confins de el sistema solar i alguna vegada hi va considerar un planeta. I tots els planetes exteriors tenen anells.

En principi, atès que Plutó posseeix 2 llunes prou petites amb poca gravetat, els impactes contra elles podrien aixecar i dispersar material suficient com perquè s'acumuli en l'òrbita de planeta nan, formant anells.

No obstant això, les dades aportades per la missió New Horizons de la NASA, mostren que Plutó no té anells en aquest moment.

Però els sistemes d'anells són estructures temporals, a el menys en el temps astronòmic. La informació que es té actualment sobre els sistemes d'anells dels planetes gegants, revela que la seva formació és relativament recent i que tan ràpid com es formen, poden desaparèixer i viceversa.

Missions a Plutó

New Horizons és la missió destinada per la NASA per explorar Plutó, els seus satèl·lits i els altres objectes de el cinturó de Kuiper, la regió que circumda a el Sol en un radi d'entre 30 i 55 Unitats Astronòmiques.

Plutó i Caront es troben entre els objectes més grans en aquesta regió, que també conté altres, com cometes i asteroides, els anomenats cossos menors de el sistema solar.

La veloç sonda New Horizons va enlairar de Cap Canaveral el 2006 i va arribar a Plutó el 2015. Va obtenir nombroses imatges que mostren característiques mai vistes de la planeta nan i els seus satèl·lits, així com mesuraments de camp magnètic, espectrometria i més.

New Horizons segueix enviant informació actualment, i ara es troba a unes 46 UA de distància de la Terra, en ple cinturó de Kuiper.

En 2019 va estudiar l'objecte anomenat Arrokoth (Ultima Thule) i ara es preveu que pròximament dugui a terme mesuraments de paral i envieu imatges de les estrelles des d'un punt de vista totalment diferent a l'terrestre, que serveixin com a guia de navegació.

També s'espera que New Horizons segueixi enviant informació fins al 2030 com a mínim.

referències

1. Lew, K. 2010. Space: The dwarf planet Pluto. Marshall Cavendish.
2. NASA. Solar System Exploration: Pluto, dwarf planet. Recuperat de: solarsystem.nasa.gov.
3. Pluto s Home. An expedition to discovery. Recuperat de: www.plutorules.
4. Powell, el Sr. The Naked Eye Planets in the Night Sky (and how to identify them). Recuperat de: nakedeyeplanets.com
5. Seeds, el Sr. 2011.The Solar System. Seventh Edition. Cengage Learning.
6. Wikipedia. Geology of Pluto. Recuperat de: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Plutó (planeta). Recuperat de: es.wikipedia.org.
8. Zahumensky, C. Descobreixen que Plutó emet raigs X. Recuperat de: es.gizmodo.com.