Zdjęcie w tle: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Charakterystyka planety

Typ planety: planeta karłowata

• Masa: 1,303*10²² kg
• Promień: 1188 km
• Mimośród orbity: 0,2444
• Pół oś wielka: 5869,656*10⁶ km
• Okres orbitalny: 90 520 dni (248 lat)
• Liczba księżyców: 5

Struktura wewnętrzna

Wnętrze Plutona składa się prawdopodobnie z gęstego, krzemianowego jądra o średnicy około 1700 km (co stanowi prawie 70% średnicy całej planety) oraz rzadkiego, lodowego płaszcza składające się z lodowego metanu, tlenku węgla, azotu i wody. To powoduje, że gęstość całego Plutona (około 2 g/cm³) jest mniejsza niż Ziemi (5,51 g/cm³).

Według niektórych symulacji między jądrem Plutona a warstwą lodu istnieje ocean o grubości około 100 km. Powstał on przez roztopienie się lodu ogrzanego ciepłem wytworzonym przez rozpad pierwiastków promieniotwórczych, takich jak uran czy potas-40.

Geologia planety

Powierzchnia Plutona składa się, tak jak jego płaszcz, z zamarzniętego metanu, wody, azotu oraz tlenku węgla. Pokryta jest zróżnicowanymi formami terenu – licznymi górami, dolinami, równinami i kraterami uderzeniowymi.

NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Rozmieszczenie metanu na powierzchni Plutona. Kolor fioletowy oznacza wyższą zawartość tego związku, a czarny – niższą.

Jednym z najciekawszych geologicznie obszarów jest Sputnik Planitia, prawdopodobnie pozostałość po uderzeniu. Jego na pierwszy rzut oka gładka powierzchnia złożona z lodowego azotu pokryta jest licznymi rowami, tworzącymi mozaikę z wielokątów o średnicy nawet do 40 kilometrów. Powierzchnia poszczególnych fragmentów jest dość płaska, bo dzięki zjawisku konwekcji starszy lód zastępowany jest nowszym, pochodzącym z głębi struktury. Pokrywają ją jednak liczne wydmy, które postały z metanu naniesionego przez wiatr z pobliskich gór al-Idrisi Montes.

NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Pokryta rowami powierzchnia Sputnik Planitia

Wysokość najwyższych szczytów Plutona sięga 3,5 kilometrom. Są one najczęściej zbudowane z wodnego lodu – materiału bardziej wytrzymałego niż azot stanowiący główny składnik skorupy Plutona – i czasami pokryte warstwą zamarzniętego metanu.

Odkryto także szczeliny świadczące o aktywności wulkanicznej na Plutonie. W jego wczesnej historii pod jego powierzchnią znajdowała się duża ilość ciekłej wody. Z czasem, gdy wnętrze Plutona się ochładzało, zaczęła zamarzać, co spowodowało zwiększenie objętości wnętrza planety. To doprowadziło to powstania napięć na powierzchni, które rozładowując się, utworzyły w niej pęknięcia.

Atmosfera

Skład chemiczny atmosfery Plutona jest podobny do składu jego powierzchni – składa się głównie z azotu ze śladową ilością metanu i tlenku węgla. Gdy Pluton znajduje się bliżej Słońca, lód z jego powierzchni sublimuje i tworzy cienką atmosferę. Z powodu małej grawitacji jest ona bardzo rzadka, jednak ma wystarczającą gęstość, by mogły tworzyć się tam wiatry. Gdy Pluton oddala się od Słońca, część jego atmosfery zamarza i opada na powierzchnię jako śnieg.

Historia badań

Po odkryciu Neptuna w 1846 roku zaczęto badać jego orbitę. Wskazywała ona obecność innego ciała niebieskiego, które swoją grawitacją wpływałoby na jego orbitę – tak, jak Neptun wpływa na orbitę Urana. Pierwszym, który postulował istnienie dziewiątej planety Układu Słonecznego był Percival Lowell, założyciel Lowell Observatory w Arizonie. Rozpoczęto poszukiwania nowej planety; próbowano obliczyć jej orbitę i znaleźć miejsce, gdzie powinna znajdować się na niebie.

18 lutego 1930 roku astronom-amator zatrudniony w Lowell Observatory do przeszukiwania nieba w poszukiwaniu nowej planety, Clyde Tombaugh, odnalazł to, czego poszukiwano – mały obiekt poruszający się w przeciwną stronę na tle innych obiektów.

Lowell Observatory Archives

Płyty fotograficzne ze stycznia 1930 roku. Porównując je Clyde Tombaugh zauważył obiekt (wskazywany tu przez strzałkę) – Plutona, który zmienił swoje położenie na tle innych.

Nową planetę nazwano na część rzymskiego boga zaświatów, Plutona, który według przekazów mógł stawać się niewidzialny. Nazwa, zaproponowana przez 11-letnią Venetię Burney, została zaaprobowana przez środowisko astronomiczne, a symbolem Plutona zostało ♇, będące jednocześnie monogramem Percivala Lowella oraz dwoma pierwszymi literami nazwy planety.

W 1978 roku odkryto istnienie pierwszego i największego z księżyców Plutona – Charona. Zaobserwowano wtedy nieregularny, wydłużony z jednej strony kształt Plutona. Po porównaniu ze zdjęciami z obserwacji z poprzednich lat okazało się, że „wydłużenie” orbituje dookoła Plutona, co potwierdziło odkrycie jego księżyca. Jego nazwa pochodzi od Charona, mitologicznego przewoźnika przez rzekę Styks.

W kolejnych latach za pomocą Teleskopu Hubble’a odkryto cztery inne księżyce Plutona – w 2005 roku zaobserwowano Nix i Hydrę, w 2011 roku Kerberosa, a w 2012 roku uchwycono ostatni z księżyców – Styks. Nazwy wszystkich satelitów Plutona pochodzą od mitologicznych postaci i miejsc związanych z zaświatami i Plutonem.

W 2006 roku Międzynarodowa Agencja Kosmiczna ogłosiła nową definicję tego, czym jest planeta. Zgodnie z nią, żeby obiekt mógł zostać uznany za planetę, musi spełniać następujące warunki: musi orbitować dookoła gwiazdy (lub jej pozostałości) i w jego wnętrzu nie mogą zachodzić reakcje termojądrowe, musi być wystarczająco duży, by móc utrzymać kulisty kształt, oraz musi osiągnąć dominację w przestrzeni wokół swojej orbity, czyli żeby nie znajdowały się na niej inne obiekty o podobnej masie. Pluton nie spełnia ostatniego z tych wymogów i został przyporządkowany do powstałej wtedy kategorii „planet karłowatych” wraz z m.in. Ceres.

W tym samym roku wystartowała misja New Horizons, która dziewięć lat później dotarła do Plutona i dostarczyła naukowcom zdjęć oraz danych o nim, stwarzając w ten sposób możliwość jego dokładniejszego zbadania.

Misje

Jedyną misją, która dotarła do Plutona jest New Horizons. Wystartowała 19 stycznia 2006 roku i po podróży trwającej ponad dziewięć lat minęła Plutona 14 lipca 2015 roku, zbierając informacje o nim oraz jego księżycach. Czas trwania misji został przedłużony i następnym celem New Horizons został Arrokoth (nazywany wtedy Ultima Thule), jeden z obiektów transneptunowych znajdujących się w Pasie Kuipera. Sonda minęła go 1 stycznia 2019 i będzie zbierać dane o wietrze słonecznym i pyle kosmicznym.

Ważąca w momencie startu 478 kg sonda zaopatrzona jest w siedem instrumentów badawczych: trzy urządzenia optyczne, dwa plazmowe, czujnik pyłu i radiowy odbiornik. Dostarczyły one naukowcom m.in. obrazy Plutona i jego księżyców (także trójwymiarowe) oraz dane na temat składu chemicznego powierzchni Plutona i jego atmosfery.

Nasza wiedza o Plutonie i jego księżycach bazuje w głównej mierze na danych dostarczonych przez misję New Horizons. Dzięki niej Pluton z niewyraźnej, rozmazanej kropki (jak na zdjęciu zrobionym przez Teleskop Hubble’a w 2010 roku, które do czasu New Horizons było najdokładniejszym obrazem Plutona, jaki posiadaliśmy) przeistoczył się w naszych oczach w interesujący, pełny tajemnic glob. Uchyliliśmy jedynie rąbka tajemnicy, jaką jest odległa część Układu Słonecznego i wciąż mamy apetyt na więcej.

NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Artystyczna wizja sondy New Horizons na tle Plutona i Charona

Korekta – Szymon Ryszkowski