Plutone (pianeta nano)

L'orbita di Plutone essendo molto eccentrica, interseca quella di molti altri oggetti; tra gli asteroidi numerati, questi hadeocroiser numerati (inluglio 2004) 10 skimmer interni (inclusi (5145) Pholos ), 24 skimmer esterni (inclusi (19521) Chaos ), 17 incrociatori (inclusi (38628) Huya ) e 37 coorbitali (inclusi (20.000) Varuna , (28978) Ixion e (50.000) Quaoar ).

Risonanza orbitale

Sebbene Plutone sia a volte più vicino al Sole di Nettuno, le orbite dei due oggetti non si intersecano mai, a causa della ripida inclinazione (circa 17°) dell'orbita di Plutone rispetto al piano dell'eclittica . I nodi dell'orbita di Plutone (i punti in cui l'orbita attraversa il piano dell'eclittica) si trovano al di fuori dell'orbita di Nettuno.

Plutone è in risonanza con Nettuno di rapporto 3:2, vale a dire che in un periodo di 496 anni, Plutone compie due rivoluzioni attorno al Sole mentre Nettuno ne compie tre. Questa risonanza è stabile: un disturbo dell'orbita di Plutone verrebbe corretto dall'attrazione di Nettuno. A causa di questo fenomeno, Plutone e Nettuno non sono mai più vicini di 18,9  UA , mentre Plutone può avvicinarsi a 12 AU da Urano . Quando Nettuno supera il punto in cui le due orbite sono più vicine, la risonanza mantiene una separazione angolare Nettuno-Sole-Plutone maggiore di 50° e Plutone rimane quasi 30  AU dietro Nettuno, ovvero quasi 4,5 miliardi di chilometri. Il vero punto di approssimazione è dall'altra parte dell'orbita. Nettuno "supera" ancora Plutone circa 30 anni dopo l' afelio di quest'ultimo.

Altri oggetti transnettuniani che orbitano con un semiasse maggiore di 39,4  AU possiedono tale risonanza orbitale 3: 2 con Nettuno e sono chiamati plutini , con riferimento a Plutone. Nel 2009 erano più di 200.

Caratteristiche fisiche

Se traiettoria di Plutone potrebbe essere determinato senza grandi difficoltà, le sue caratteristiche fisiche (diametro, massa, e quindi la densità, riflettanza, condizione superficiale) rimaneva poco conosciute e controverse per lungo tempo: il suo diametro apparente è inferiore a ¼ di secondo arco. , mentre la turbolenza dell'atmosfera terrestre rende difficile osservare dettagli inferiori a un secondo d'arco. La finezza delle osservazioni è aumentata dal 1980, attraverso l'uso dell'ottica adattiva dello spettrometro , e del telescopio spaziale Hubble . La scoperta nel 1978 di un satellite di Plutone, Caronte , ha offerto ulteriori mezzi di indagine. Tuttavia nel 2010 i valori pubblicati differiscono ancora un po' a seconda che ci si riferisca alla NASA oa pubblicazioni recenti. Il sorvolo nel 2015 della missione New Horizons e gli effetti gravitazionali della coppia Plutone-Caronte sulla sonda consentiranno di regolare i valori del suo campo gravitazionale, in base all'osservazione dell'effetto Doppler sui segnali provenienti dal sonda e la deduzione che risulta dalle variazioni della sua velocità e della sua accelerazione indotte da Plutone e Caronte.

Rotazione

Nel 1955 si osservò che le variazioni della luminosità di Plutone erano dell'ordine del 30% ed erano periodiche. Deduciamo che Plutone si accende in 6.387 giorni , ovvero 6 giorni , 9 ore e 17 minuti . Il suo asse di rotazione è inclinato di 57,5° rispetto al suo piano orbitale, che è piuttosto alto e insolito nel Sistema Solare (solo Urano ha un'inclinazione paragonabile). Nei punti di solstizio della sua orbita, quindi, Plutone espone un polo al Sole per molti decenni, e ai punti di equinozio, cioè ogni 124 anni , ruota come su un fuso rivolto verso il Sole, mentre la Terra vede la sua linea verticale. linea così come l'orbita di Caronte, che passa alternativamente davanti e dietro Plutone.

L'azione delle forze di marea ha costretto il periodo di rotazione di Plutone a sincronizzarlo con il periodo di rivoluzione del suo satellite principale, Caronte  : a parità di due periodi, Caronte è quindi sempre verticale allo stesso punto della superficie di Plutone, e Caronte quindi appare immobile nel cielo plutoniano.

Massa e dimensioni

Plutone, con la sua massa di un cinquecentesimo di quella della Terra e un diametro di 2.370 ± 20  km , è più piccolo e meno massiccio di sette satelliti naturali del Sistema Solare: la Luna (3.476 km di diametro), i quattro satelliti  galileiani satelliti di Giove ( Ganimede , 5.262  km  ; Callisto , 4.880  km  ; Io , 3.640  km  ; Europa , 3.122  km ), il satellite più grande di Saturno ( Titano , 5.150  km ) e quello di Nettuno ( Tritone , 2.706  km ).

Prima del suo sorvolo della sonda New Horizons , il diametro di Plutone era uno dei parametri fisici meno conosciuti e più difficili da misurare e la principale fonte di incertezza su altri parametri derivati ​​come la densità . La sua grandissima distanza unita alle sue ridotte dimensioni rendono impossibile risolvere con precisione il disco di Plutone, e quindi impediscono misurazioni "dirette" delle sue dimensioni, sia con il telescopio spaziale Hubble che con strumenti terrestri dotati di un'ottica adattiva . Le misurazioni basate sulle occultazioni stellari di Plutone e le occultazioni di Plutone da parte di Caronte non concordano esattamente e le spiegazioni di queste differenze dipendono dai modelli utilizzati per analizzare i dati, soprattutto per quanto riguarda l'atmosfera del pianeta. Il valore e il margine di errore generalmente adottato di 2 306 ± 20  km di diametro includono infatti le differenze nei risultati dei diversi metodi di misurazione. il13 luglio 2015, la sonda New Horizons permette di rivalutare il diametro di Plutone leggermente verso l'alto a 2.370 ± 20  km (ovvero un raggio di 1.185 ± 10  km ), l'incertezza di questo valore essendo dovuta alla presenza di un'atmosfera planetaria. Nel 2017, la rianalisi dei dati di New Horizons ha permesso di affinare questo risultato: 2.376,6 ± 3,2  km (raggio: 1.188,3 ± 1,6  km ).

La massa di Plutone, come il suo diametro, è stata notevolmente sopravvalutata nei decenni successivi alla sua scoperta. Percival Lowell sperava di trovare un pianeta paragonabile a Nettuno, dell'ordine di dieci volte la massa della Terra . Poiché la magnitudo osservata era inferiore al previsto, la valutazione è stata ridotta a una massa terrestre. Le stime che si basavano su una dimensione compresa tra quelle di Mercurio e di Marte sono state continuamente riviste al ribasso con il perfezionamento degli strumenti di osservazione. Nel 1976, l'analisi della luce di Plutone portò ad ipotizzare una superficie ghiacciata, quindi un bagliore fornito da una superficie più piccola, e una massa ridotta al centesimo di quella terrestre. La scoperta di Caronte nel 1978 ha permesso, applicando la terza legge di Keplero , di determinare in modo molto più preciso la massa totale della coppia planetaria. La massa di Plutone è stimata nel 2006 a 1.314 × 10 22  kg , ovvero 5,6 volte inferiore a quella della Luna o un centesimo della massa terrestre. Estrapolando questo continuo declino, due astronomi faceti sono arrivati ​​al punto di annunciare la completa scomparsa di Plutone per il 1984.

Geografia fisica e caratteristiche geologiche

Atmosfera

Plutone non ha un'atmosfera significativa. Ma secondo le leggi della fisica, i ghiacci della sua superficie devono essere in equilibrio termodinamico con fasi gassose , sarebbe quindi circondato da un sottile involucro di gas che sarebbe composto da azoto (N 2 ) al 90%, perché è l'elemento più volatile tra quelli rilevati in superficie, e monossido di carbonio (CO) al 10%, oltre a tracce di metano (CH 4 ). Inoltre, gli scienziati della missione New Horizons hanno notato che questa atmosfera sta fuggendo a una velocità di circa 500 tonnellate all'ora a causa della debole attrazione gravitazionale del pianeta nano.

L'atmosfera di Plutone è stata scoperta durante un'occultazione stellare nel 1985, e confermata da un'altra occultazione nel 1988. Quando un oggetto privo di atmosfera passa davanti a una stella, quella stella di fondo scompare bruscamente; nel caso di Plutone, la luminosità della stella mascherata diminuiva gradualmente. Dall'evoluzione di questa curva di luminosità è stata determinata una sottile atmosfera di 0,15  Pa , circa un 700.000 ° di quella terrestre . Questa atmosfera potrebbe esistere solo quando il pianeta è vicino al suo perielio , e congelarsi quando si allontana dal Sole. Infatti, l'energia del Sole ricevuta da Plutone varia abbastanza fortemente tra il perielio e l' afelia , a causa della sua marcata eccentricità orbitale. La temperatura cambia di circa 10 K tra questi due punti. Quando Plutone si allontana dal suo perielio, parte della sua atmosfera si congela e cade in superficie. Quando si avvicina ad esso, la temperatura superficiale aumenta e l'azoto sublima . Come il sudore che evapora sulla pelle, questa sublimazione tende a raffreddare la superficie, e la ricerca ha dimostrato che la temperatura di Plutone è di 10  K inferiore al previsto (temperatura superficiale media: -228  °C ); a differenza di Caronte che, senza atmosfera, ha una temperatura superficiale coerente con il suo albedo.

Nel 2002, un'altra occultazione stellare di Plutone è stata osservata da diverse squadre guidate da Bruno Sicardy, Jim Elliot e Jay Pasachoff. Sorprendentemente, la pressione atmosferica è stata stimata a 0,30  Pa , sebbene Plutone sia più lontano dal Sole rispetto al 1988, e quindi più freddo. L'ipotesi preferita al momento è che il Polo Sud di Plutone sarebbe emerso dall'ombra nel 1987 per la prima volta in 120 anni, e che un surplus di azoto avrebbe poi sublimato parte della calotta polare sud. Questo eccesso di azoto dovrebbe probabilmente impiegare decenni per condensarsi all'altro polo, secondo un fenomeno ciclico.

Il flyby di Plutone di New Horizons consente una misurazione diretta della pressione al suolo: 11  µbar ( 1.1  Pa ), 100.000 volte inferiore a quella terrestre ma tre volte superiore alla stima massima precedente. Questa atmosfera sfugge da 500 a 1.000 volte più lentamente del previsto e ha una presenza significativa fino a diverse centinaia di chilometri sul livello del mare, con dozzine di strati di foschia ma senza nuvole. L'8 ottobre 2015, la NASA ha annunciato che, visto da Plutone, il cielo appare blu a causa della dispersione della luce da parte di particelle (che sarebbero piuttosto grigie o rosse), simili alla fuliggine, chiamate tholines .

Albedo e superficie

Le variazioni della luminosità di Plutone testimoniano una luminosità non uniforme tra le diverse regioni sulla sua superficie. Plutone riflette la luce solare con un'albedo mediamente del 58%, che è un valore alto (è del 31% per la Terra, e sale al 72% per Venere grazie al suo strato di nubi). Il Polo Nord è particolarmente luminoso, con un'albedo stimata dell'80%, il Polo Sud è un po' meno luminoso, mentre l'equatore ha una banda scura 5 volte meno riflettente, e le zone intermedie di marcati contrasti. Le aree ad alto albedo vengono interpretate come aree ricoperte da neve o ghiaccio di nuova formazione, non ancora oscurate da depositi di impurità, mentre le aree scure potrebbero essere composti carboniosi. La cartografia di queste zone è stata affinata dall'analisi delle variazioni di luce durante i passaggi di Caronte davanti a Plutone, e confermata nel 1994 dalle osservazioni dirette di Hubble . L'immagine complessiva, scattata utilizzando la Faint Object Camera , rimane molto sfocata, tuttavia, perché consiste solo di un centinaio di pixel, ciascuno dei quali misura 200  km per lato. La nuova attrezzatura Hubble , l' Advanced Camera for Surveys , forniva viste complete di Plutone nel 2002-2003, ancora sfocate ma che mostravano cambiamenti nella colorazione rispetto alle immagini precedenti.

Le analisi mediante spettroscopia infrarossa hanno individuato diversi tipi di ghiaccio sulla superficie di Plutone: ghiaccio di metano nel 1976, poi dal 1992 ghiaccio di azoto , il più abbondante con una proporzione intorno al 98%, ghiaccio di ghiaccio , monossido di carbonio , ghiaccio d'acqua e ghiaccio di etano . La temperatura media al suolo viene valutata a -223  °C , con variazioni a seconda delle zone, -213  °C per le zone scure e tra -238  °C e -233  °C per le parti più riflettenti.

Sulla sua superficie, ghiaccio di metano (CH 4) e azoto (N 2) È stata rilevata ai poli da un'osservazione nell'infrarosso , in fogli di dimensioni variabili a seconda della distanza del pianeta rispetto al sole . A partire dal 5 febbraio 2010, alcuni specialisti hanno notato che il ghiaccio al Polo Nord è diventato più luminoso, mentre quello del Polo Sud si è oscurato. Al di sotto della crosta plutoniana c'è presumibilmente un mantello ghiacciato.

Negli ultimi anni il colore di Plutone ha assunto una tinta rossa dal 20 al 30% superiore rispetto al 2000, quando non era cambiato per tutto il periodo dal 1954 al 2000. Questo cambiamento di tonalità sarebbe dovuto al metano, un composto presente sul pianeta nano . L'idrogeno nel metano, colpito dai venti solari , rilascerebbe il carbonio che costituisce l'altra parte del metano, producendo sfumature di rosso e nero sulla superficie di Plutone.

Le fotografie del 26 e 27 giugno 2015 scattate da New Horizons mostrano “una serie di punti intriganti a livello dell'equatore, equidistanti. Ciascuno di questi punti ha un diametro di circa 480  km ”. L'8 ottobre 2015, la NASA ha annunciato il rilevamento di ghiaccio d'acqua sulla superficie di Plutone da parte di New Horizons .

Geografia

Il volo della sonda New Horizons su Plutone ha rivelato una geografia e una geologia molto più diversificata del previsto: vasti ghiacciai di azoto (800.000  km 2 per Sputnik Planitia , il più grande di essi), terreno caotico e montuoso derivante dallo smantellamento di antichi ghiacciai, blocchi di ghiaccio congelato cappe nevose di metano e metano, un insieme di torri di ghiaccio metano (oltre 300  m di altezza) lunghe centinaia di chilometri, e faglie sistemiche che si estendono anche per centinaia di chilometri.

• La densità superficiale dei crateri da impatto sulla superficie di Plutone è estremamente variabile da una regione all'altra, il che si traduce in età molto varie: da meno di 30 milioni di anni per la piana dello Sputnik a più di 4 miliardi , passando per aree di mezza età ( tra 100 milioni e un miliardo).
• Sono presenti anche numerosi vulcani di ghiaccio, relativamente giovani (da 100 a 300 milioni di anni).
• Oltre ai crateri da impatto e ai crateri vulcanici, esistono migliaia di crateri (fino a 10  km di diametro) di origine incerta ma plausibilmente legati alla sublimazione del ghiaccio di azoto.

Ad oggi sono note diverse regioni importanti o caratteristiche geologiche:

• la regione di Tombaugh , soprannominata il “Cuore”, una vasta area chiara larga oltre 2.000  km . Il lobo centrale occidentale è ricoperto di ghiaccio di monossido di carbonio . Questo lobo comprende la pianura dello Sputnik a nord-est, le montagne di Hillary a ovest e le montagne di Tenzing a sud;
• la Cthulhu macule , soprannominata "la Balena", una vasta area scura lunga più di 3.000  km a livello dell'equatore, quindi più del 40% della circonferenza di Plutone, possibilmente ricoperta di ghiaccio meno volatile di quello dell'azoto, così di metano  ;
• Krun , Ala , Balrog , altre regioni oscure;
• la regione polare, di luminosità intermedia;
• una struttura poligonale di circa 200  km nella sua dimensione maggiore;
• una striscia di terra relativamente complessa che corre diagonalmente attraverso il pianeta nano.

criovulcanesimo

Viene considerata l'esistenza del criovulcanesimo su Plutone. Pertanto, due strutture geologiche sulla sua superficie, il Monte Piccard e il Monte Wright, sono approssimativamente circolari con una depressione al centro e potrebbero essere due criovulcani .

Composizione interna

La composizione interna di Plutone è attualmente sconosciuta. Se c'è stata una differenziazione planetaria , potrebbe esserci un nucleo roccioso. Se diamo a Plutone una densità di 2, un valore approssimativo, la densità prossima a 1 del ghiaccio rilevato in superficie deve essere compensata da un ammasso roccioso, con una densità di circa 4 o 5, in proporzione pari al ghiaccio d 'acqua ed elementi volatili (azoto, metano, monossido di carbonio). Queste rocce potrebbero emergere in superficie senza essere visibili perché prive di firme spettrali caratteristiche, oppure potrebbero essere ricoperte da una coltre di ghiaccio.

Con un contenuto di ghiaccio d'acqua di circa il 50% o più per la massa di Plutone, negli strati profondi è possibile la presenza profonda di acqua liquida sotto l'effetto dell'alta pressione, che coesiste con il ghiaccio ad alta pressione. Le simulazioni basate sui dati della sonda New Horizons riguardanti la piana dello Sputnik hanno rafforzato la presunzione dell'esistenza di un oceano interno con una profondità di un centinaio di chilometri. Per spiegare che Plutone può mantenere un oceano sottomarino pur avendo uno strato esterno di ghiaccio molto freddo, è stato sostenuto che probabilmente esiste uno strato isolante di clatrati sopra l'oceano interno, che si crede sia composto da acqua e metano.

sistema plutonico

Descrizione

La ricerca di un satellite di Plutone è partita dal presupposto che un eventuale satellite deve essere molto più piccolo del suo pianeta, come avviene nel resto del Sistema Solare, e quindi meno luminoso di Plutone. Le foto scattate negli anni Cinquanta e Sessanta, molto sovraesposte da lunghe pause, non davano alcun risultato. La teoria di Gerard Kuiper , che proponeva di vedere in Plutone un antico satellite di Nettuno espulso dalla sua orbita, implicava che Plutone probabilmente non potesse avere una luna, il che non incoraggiò la sua ricerca. La scoperta di un satellite quasi 50 anni dopo quella di Plutone è stata quindi fortuita.

Plutone ha cinque satelliti naturali conosciuti, il più grande dei quali è Caronte, identificato già nel 1978 . Due satelliti più piccoli sono stati scoperti nel 2005 e denominati Hydra e Nix (conosciuti fino algiugno 2006con le loro designazioni provvisorie S / 2005 P 1 e S / 2005 P 2). Il quinto membro del sistema, provvisoriamente chiamato S / 2011 (134340) 1 e informalmente P4, è stato scoperto nel 2011. La scoperta di un satellite finale, provvisoriamente noto come S / 2012 (134340) 1 e informalmente soprannominato P5, è annunciata il11 luglio 2012. La sonda New Horizons non rileva nessun altro satellite più grande di 1,7 chilometri di diametro per un'albedo di 0,5 durante il suo passaggio attraverso il sistema plutoniano.

il 11 febbraio 2013, il SETI Institute lancia la campagna Pluto Rocks ! che consente agli utenti di Internet di votare per i nomi che preferirebbero vedere assegnati a P4 e P5. Il sito ha anche permesso di proporre nomi purché rispettassero le regole dell'Unione Astronomica Internazionale. La campagna si conclude dopo aver raccolto quasi 450.000 voti. Il nome più popolare è Vulcan , proposto dall'ex giocatore di Star Trek , William Shatner , seguito da Cerberus . Tuttavia, altri oggetti hanno già questi nomi e per evitare confusione, si preferisce l' ortografia greca Kerberos alla sua versione latina Cerberus , e Styx , terzo nella carta, è preferito a Vulcano . il2 luglio 2013, l'Unione Astronomica Internazionale conferma i nomi di Kerberos per P4 e Styx per P5.

Una particolarità del sistema plutoniano è che il baricentro della coppia Plutone/ Caronte non si trova all'interno del primo ma nel vuoto tra i due corpi.

La distribuzione dei satelliti di Plutone è concentrata al centro del sistema. Potenzialmente, un satellite potrebbe orbitare intorno a Plutone fino al 53% del raggio della sua sfera di Hill (o circa 6 × 10 6  km ) in avanti e il 69% in direzione retrograda , ma il sistema plutoniano è ristretto nel 3% interno a questa zona. Per confronto, Psamatheus orbita attorno a Nettuno al 40% del raggio della sua sfera di Hill. Nelle parole degli scopritori di Nix e Hydra, il sistema plutoniano è "altamente compatto e in gran parte vuoto".

Caronte

Caronte è stato scoperto nel 1978 , durante una campagna di astrometria volta a perfezionare la misurazione della posizione di Plutone. James Christy notò sul punto luminoso delle fotografie di Plutone un'escrescenza disposta diversamente a seconda delle fotografie, il cui esame rivelò una periodicità di una settimana. Christy annunciò la sua scoperta il 7 luglio 1978 e si offrì di chiamarla Caronte.

Rispetto a Plutone, Caronte è un satellite molto grande (il suo raggio di circa 600  km è la metà di quello di Plutone, stimato in 1170  km ), e il baricentro dei due corpi si trova oltre la superficie di Plutone (a poco più di due raggi). È il più grande sistema di questo tipo nel Sistema Solare (alcuni asteroidi binari hanno anche questo tratto, come (617) Patroclo  ; il baricentro del Sole e di Giove si trova anche al di fuori del primo) e talvolta viene indicato come un asteroide binario sistema .

Sotto l' effetto della marea gravitazionale , Plutone e Caronte sono entrambi in rotazione sincrona , con un periodo di 6.387 giorni: Caronte presenta sempre la stessa faccia a Plutone e Plutone la stessa faccia a Caronte, fatto insolito nel Sistema Solare per due oggetti di queste dimensioni (ma non eccezionale, alcuni asteroidi binari hanno questa proprietà).

La scoperta di Caronte ha reso possibile sfruttando dal 1985 al 1990 le occultazioni di Caronte da parte di Plutone e i transiti di Caronte davanti a Plutone per specificare la massa totale del doppio sistema e determinare che era inferiore alle stime precedenti. In effetti, ha indotto gli astronomi a rivedere completamente la loro stima delle dimensioni di Plutone. Originariamente, si pensava che Plutone fosse più grande di Mercurio (gli era stato dato un diametro di circa 6.800  km ) e più piccolo di Marte , ma i calcoli si basavano sul fatto che era stato osservato un solo oggetto (non potevamo distinguere tra non Caronte di Plutone) . Una volta scoperto il doppio sistema, la stima delle dimensioni di Plutone è stata rivista al ribasso. È possibile oggi, con strumenti moderni, distinguere il disco di Plutone separatamente da quello di Caronte (vedi l'immagine stabilita da Hubble nel 2006).

Di conseguenza, anche l' albedo di Plutone ha dovuto essere ricalcolato e rivisto verso l'alto: essendo il pianeta molto più piccolo delle stime iniziali, la sua capacità di riflettere la luce deve essere maggiore del previsto. Le stime attuali gli danno un valore medio del 58%, mentre Caronte al 36% appare molto più scuro. Caronte non ha trattenuto il metano, sono stati rilevati solo ghiaccio d'acqua e ammoniaca.

Le osservazioni effettuate dalla sonda New Horizons nel luglio 2015 hanno rivelato un'area oscura a nord di questo satellite, soprannominata "  Mordor  " dal team della NASA.

Idra e Nix

Plutone ha altri due satelliti, che sono stati fotografati su 15 maggio 2005durante una campagna di osservazione del telescopio spaziale Hubble , chiamato temporaneamente S/2005 P 1 e S/2005 P 2 poi chiamato Hydra (il nome del mostro l' Idra ) e Nix (di Nyx , la madre di Caronte). Sono stati individuati da un team del Southwest Research Institute nelle foto scattate in preparazione della missione di esplorazione a distanza del nuovo sistema solare, New Horizons . La loro esistenza è stata confermata dall'esame di fotografie scattate da Hubble e risalenti a14 giugno 2002.

Secondo le prime osservazioni, il semiasse maggiore dell'orbita di Nix misura 49.000  km con un periodo di 24,9 giorni e quello dell'orbita di Hydra 65.000  km con un periodo di 38,2 giorni . I due satelliti sembrano orbitare retrogradamente sullo stesso piano di Caronte e sono due e tre volte più distanti di Caronte, con risonanza orbitale vicina (ma non uguale a) 4: 1 e 6: 1.

Continuano le osservazioni per determinare le caratteristiche delle due stelle. Hydra è talvolta più brillante di Nix, sia perché è più grande, sia perché la luminosità della sua superficie varia a seconda delle zone. Lo spettro del satellite è simile a quello di Caronte, suggerendo un'albedo simile di circa 0,35; in questo caso il diametro di Nix è stimato a 46  km e quello di Hydra a 61  km . Un limite superiore può essere determinato assumendo un'albedo di 0,04 simile agli oggetti più scuri nella fascia di Kuiper  : 137 ± 11  km per Nix e 167 ± 10  km per Hydra. In questo caso la massa dei satelliti sarebbe lo 0,3% di quella di Caronte (0,03% della massa di Plutone).

Altri oggetti in orbita attorno a Plutone

Plutone ha un quasi-satellite chiamato (15810) Arawn .

Le osservazioni effettuate dal telescopio spaziale Hubble hanno posto dei limiti all'esistenza di satelliti aggiuntivi nel sistema plutoniano. Con una probabilità del 90%, non esiste nessuna luna superiore a 12  km e di un albedo simile a quello di Caronte (cioè 0,38) in un'area di 5 " intorno a Plutone. Per un albedo più scuro di 0,041, questo il limite viene innalzato a 37  Km . Con una probabilità del 50% questo limite scende a 8  Km .

In un articolo pubblicato sulla rivista Nature , un team di scienziati americani guidati da SA Stern (del Southwest Research Institute ) ha annunciato che Nix e Hydra molto probabilmente si sono formati durante lo stesso gigantesco impatto che ha dato vita a Caronte. Il team ha ipotizzato che anche altri grandi oggetti binari nella fascia di Kuiper potrebbero ospitare piccole lune e che quelli che orbitano attorno a Plutone potrebbero generare anelli di detriti attorno al pianeta nano. Attualmente, i dati della telecamera di prospezione avanzata di Hubble suggeriscono che non esistono anelli. Altrimenti è un anello sottile come quelli di Giove o largo meno di 1000  km .

Durante una nuova campagna di osservazione effettuata utilizzando il telescopio spaziale Hubble , è stata osservata una luna nuova, la28 giugno 2011. Questo avvistamento è stato confermato da altri il 3 e il 18 luglio. La piccola luna chiamata Kerberos (a volte francese in Cerberus; provvisoriamente S/2011 (134340) 1 o P4) e la cui dimensione deve essere compresa tra 13 e 34  km , ha un'orbita inscritta tra quelle di Nix e Hydra.

Una nuova luna chiamata Styx (provvisoriamente S / 2012 (134340) 1 o P5), è stata scoperta tra il 26 giugno e il9 luglio 2012, fu battezzata dall'Unione Astronomica Internazionale, la 2 luglio 2013.

Dopo una prima ispezione dei dintorni di Plutone l'11 e 11 12 maggio 2015, durante il quale lo strumento LORRI della sonda New Horizons ha scattato 144 foto di 10 minuti ciascuna al fine di individuare qualsiasi oggetto che potesse essere pericoloso per la sonda mentre attraversava il sistema plutoniano, non è stato individuato alcun nuovo satellite. Se esistono, i satelliti aggiuntivi di Plutone hanno quindi una dimensione massima di 5-15 chilometri (intervallo corrispondente a diversi albedo). Allo stesso modo, nessun anello di materia è stato individuato, il che significa che mentre esistono oltre l'orbita di Caronte, sono o estremamente sottili - meno di 1.000  km di larghezza - o estremamente poco riflettenti (rifletterebbero meno di un cinque milionesimo dell'incidente luce del sole).

Teorie sull'origine del sistema plutoniano

Diverse teorie sono state formulate per spiegare l'origine del sistema plutoniano, ed in particolare le piccole dimensioni di Plutone, paragonabili a quelle dei satelliti del vicino gigante Nettuno .

• Il matematico britannico Raymond Lyttleton immaginò nel 1936 che Plutone e Tritone ruotassero insieme attorno a Nettuno e che una perturbazione gravitazionale avesse gettato Plutone fuori dall'orbita planetaria, mentre riportava Tritone in un'orbita retrograda . Questa idea era andata avanti per parecchio tempo, e Gerard Kuiper l' ha ripresa quando ha visto Plutone come un antico satellite di Nettuno; Tritone sembra anche condividere alcune caratteristiche atmosferiche e geologiche con Plutone. Anche se questi punti sono stati menzionati per supportare un'origine nettuniana di Plutone, l'attuale consenso è che quest'ultimo non abbia mai fatto parte dei satelliti di Nettuno.
• L'orbita retrograda di Tritone suggerisce che in origine fosse un oggetto della fascia di Kuiper in un'orbita solare e che sia stato catturato da Nettuno. Secondo lo scenario di formazione del Sistema Solare più comunemente accettato ( modello di Nizza ), Plutone e Caronte si sono formati per accrescimento contemporaneamente ad altri corpi, e sono stati poi spinti oltre l'orbita di Nettuno dall'influenza gravitazionale di pianeti giganti. Mentre alcuni di questi corpi furono espulsi ai confini del Sistema Solare, quelli che rimasero formarono la Cintura di Kuiper . I corpi che orbitavano in risonanza 2: 3 con Nettuno mantenevano un'orbita stabile, tra questi Plutone. La coppia Plutone-Caronte si sarebbe formata per cattura reciproca durante uno sfioramento o una collisione tra questi due oggetti, e Nix e Idra sarebbero forse vestigia di questo incontro.
• La determinazione delle dimensioni e della densità di Plutone e Caronte da parte della sonda New Horizons consente ora di specificare la loro composizione. Supponendo che sia una miscela di rocce (formate dalla condensazione della nebulosa solare ) e ghiaccio, Plutone avrebbe circa2/3 di rocce (in massa) e Caronte 3/5 : questi due corpi hanno densità più vicine tra loro rispetto ad altri grandi oggetti di Kuiper (≳ 1000  km di diametro), mentre i quattro piccoli satelliti (Hydra, Nix, Kerberos e Styx) sono molto più ricchi di gelato. Questi risultati tendono a favorire la formazione di Plutone e Caronte per impatto, a velocità moderata, di due corpi precursori parzialmente differenziati . Questa teoria è compatibile con ciò che è noto sulle antiche condizioni dinamiche nella fascia di Kuiper, ma implica che i due corpi precursori si siano accresciuti tardi. La ricchezza di ghiaccio di piccoli satelliti non è compatibile con una formazione diretta del sistema plutoniano per destabilizzazione gravitazionale della nebulosa solare, meccanismo che è stato proposto per la formazione di oggetti binari di Kuiper.

Plutone nelle opere di fantasia

• Nel 1922, nella soap opera anticipatrice L'Anneau de lumière: grande romanzo d'avventura scientifica , di L. Miral e A. Viger (pseudonimi del romanziere Ernest Jacob 1858-1942 e del divulgatore scientifico Alphonse Berget , 1860-1934) , episodio n .  57 pubblicato su Le Petit Parisien del 3 gennaio 1922 (romanzo pubblicato in volume con il titolo L'Anello di fuoco , Hachette, 1922, p. 275), è chiamato Plutone transnettuniano il pianeta da scoprire (in scoperta la storia degli astronomi del pianeta Marte, che nella loro lingua lo chiamano "Zooh": "Questo pianeta sconosciuto, sospettato, intuito da Le Verrier che senza accorgersene gli aveva dato il nome di Plutone, questo pianeta era lì, davanti ai loro occhi. La sua immagine, debole ma chiara, è stata proiettata su uno schermo "[Le Verrier non sembra aver chiamato questo pianeta ancora sconosciuto Plutone; questo nome sembra sia stato dato per la prima volta a questa stella nel 1897, da un astrologo, Fomalhaut (pseudonimo di Charles Nicoullaud , 1854-1923), nel suo Manuale di astrologia sferica e giudiziaria (Vigot, 1897)]. Più sorprendente, il racconto di Miral e Viger afferma che Plutone ha un grande satellite: "E intorno alla sua massa, si vedeva gravitare un solo ma enorme satellite, un satellite grande quanto un quarto del pianeta stesso", curiosa prescienza di Caronte. Vedi https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6048876/f2.item.zoom
• Nel 1930, nel racconto Whispering in the Darkness , HP Lovecraft presenta creature di un pianeta chiamato Yuggoth e recentemente scoperto dagli umani, cioè Plutone.
• Nel 1931, nel film Elk Hunt , Walt Disney nominò uno dei suoi personaggi dei film d'animazione in onore del pianeta scoperto di recente. È il cane Plutone .
• Nel 1962, nel fumetto The Demon Traps , Edgar P. Jacobs trova sul pianeta Plutone la base della resistenza armata contro la dittatura della Terra del LI ° secolo.
• Nel 1974, nel romanzo The Eternal War di Joe Haldeman , l'addestramento iniziale dei soldati avviene su Caronte, il satellite principale di Plutone.
• Negli anni 2010, nella serie Rick and Morty , le persone di Plutone hanno il terrore di perdere il loro status di pianeta. La diminuzione del diametro di Plutone è spiegata dall'estrazione mineraria del cuore del pianeta.
• Nel 2017, nel romanzo breve Agents of Dreamland , Caitlín R. Kiernan utilizza l'approccio della sonda New Horizons a Plutone come uno dei due elementi centrali della sua trama, in un certo senso un seguito di The Whisper in Darkness .

• Il sistema plutoniano in scala, sia per dimensioni che per distanze.

Note e riferimenti

Appunti

1. Conosciuto fino al 2006 come 2003 UB 313 e talvolta indicato dai media come Xena prima di ricevere il suo nome definitivo.
2. “Come la maggior parte dei planetologi che conosco, insisto nell'usare il termine pianeta per Plutone nei miei documenti di ricerca e oralmente; in altre parole, non tengo conto della definizione dell'Unione Astronomica Internazionale, che porta ad escludere Plutone dalla lista dei pianeti, per farne un pianeta nano  ” . in Alan Stern, "The Plutone hidden faces of" Scientific American , gennaio 2018 n o  483, p. 44.
3. Le osservazioni del telescopio spaziale Hubble sono state effettuate in due lunghezze d'onda, insufficienti per ottenere direttamente un'immagine a colori reali. Le mappe di superficie a ciascuna di queste lunghezze d'onda limitano lo spettro effettivo che i materiali sulla superficie di Plutone potrebbero produrre. Questi spettri, generati per ogni punto risolto sulla superficie, vengono poi convertiti nei colori RGB visti qui. Vedi Buie et al. , 2010.
4. Per leggere variazioni dovute all'eccentricità, vedere librazione .
5. In considerazione delle incertezze, e anche tenendo conto della possibile esistenza di un oceano sotto la crosta di ghiaccio di Plutone (ma non in Caronte) nonché della maggiore porosità della crosta di Caronte, le due composizioni globali sono vicine ma significativamente distinte .

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Vedi anche

Bibliografia

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Articoli Correlati

• (136199) Eris
• Atmosfera di Plutone
• Fascia di Kuiper
• Colonizzazione di Plutone
• Eclissi solare su Plutone
• Geografia di Plutone
• Geologia di Plutone
• Elenco dei pianeti minori (134001-135.000)
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• "  Caratteristiche di Plutone sul sito IMCCE  " .
• (fr) Le ultime foto di Hubble pubblicate nel febbraio 2010 .
• "  Plutone  " di Astrofili.
• "  " La vendetta di Plutone ", Il metodo scientifico, Cultura francese, 11 giugno 2019  "
• "Plutone, verso nuovi orizzonti", Le Temps d'un Bivouac, Francia Inter, 8 agosto 2019

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