پلوتو یک سیاره‌ی کوتوله و بزرگ‌ترین جرم در کمربند کویپر است. این سیاره‌ی کوتوله زمانی به‌عنوان نهمین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی شناخته می‌شد؛ اما به دلایلی از این مجموعه حذف شد.
پلوتو یک سیاره‌ی کوتوله و بزرگ‌ترین جرم در مجموعه‌ی کمربند کویپر است. دانشمندان پس از کشف پلوتو در سال ۱۹۳۰، آن را سیاره‌ی نهم منظومه‌ی شمسی نامیدند؛ اما از آغاز دهه‌ی ۱۹۹۰ و به دنبال کشف اجرام دیگری با اندازه‌ی مشابه در کمربند کویپر، وضعیت پلوتو به‌عنوان سیاره‌ی نهم زیر سؤال رفت. به این ترتیب پلوتو رسما از گروه سیاره‌های اصلی منظومه‌ی شمسی خارج شد و حالا به‌عنوان یکی از اجرام کمربند کویپر شناخته می‌شود. بعدها باز هم ادعاهایی مبنی بر سیاره بودن پلوتو مطرح شد؛ اما تمام این فرضیه‌ها رد شدند یا از شواهد کافی برخوردار نبودند.
به‌طور کلی، پلوتو از نظر بزرگی نهمین جرم و از نظر سنگینی دهمین جرم شناخته‌شده در مدار خورشید است. جرم پلوتو از جرم اریس (یکی از اجرام دیگر در کمربند کویپر) اندکی کمتر است. پلوتو مانند دیگر اجرام کمربند کویپر اساسا از یخ و سنگ تشکیل شده و نسبتا کوچک است. جرم پلوتو یک‌ششم و حجم آن یک‌سوم ماه، قمر زمین است.
طبق نظر دانشمندان احتمال وجود آب در این سیاره وجود دارد.
مدار پلوتو مختلف‌المرکز و مایل است؛ به همین دلیل فاصله‌ی این سیاره‌ی کوتوله در نقاط مختلف مدارش تا خورشید بین ۳۰ تا ۴۹ واحد نجومی (۴٫۴ تا ۷٫۴ میلیارد کیلومتر) متغیر است. در نتیجه پلوتو گاهی از نپتون به خورشید نزدیک‌تر می‌شود. تقریبا ۵٫۵ ساعت طول می‌کشد تا نور خورشید به پلوتو برسد .پلوتو دارای پنج قمر شناخته‌شده است: شارون (بزرگ‌ترین قمر با قطری به اندازه‌ی نصف پلوتو)، استیکس، نیکس، کربروس و هیدرا. پلوتو و شارون گاهی به‌عنوان سیستم دودویی در نظر گرفته می‌شوند. کاوشگر نیوهورایزنز ناسا در ۱۴ جولای ۲۰۱۵ از فراز پلوتو عبور کرد. نیوهورایزنز تنها کاوشگری است که تاکنون به بررسی پلوتو پرداخته. این کاوشگر در حین عبور خود از مجاورت پلوتو، به اندازه‌گیری و رصد دقیق این سیاره و قمرهای آن پرداخت.
شکل‌گیری
تقریبا ۴٫۶ میلیارد سال پیش، منظومه‌ی شمسی ابری از گاز و غبار موسوم به سحابی خورشیدی بود. جاذبه منجر به فروپاشی مواد و چرخش سریع آن‌ها شد. در مرکز این سحابی، خورشید شکل گرفت. با شکل‌گیری خورشید، مواد باقی‌مانده متراکم شدند. ذرات کوچک گرد هم آمدند و به دلیل نیروی گرانش به ذرات بزرگ‌تر تبدیل شدند. بادهای خورشیدی باعث دور شدن عناصر سبک‌تری مثل هیدروژن و هلیوم از خورشید شد و فقط مواد سنگی و سنگین در نزدیکی خورشید باقی ماندند که به‌مرور دنیاهای سنگی را تشکیل دادند. به این ترتیب غول‌های گازی از عناصر سبک‌تر به وجود آمدند.
هسته‌ی سنگی پلوتو هم تحت چنین سناریویی شکل گرفت. گازها و یخ‌ها بر اثر نیروی گرانش به یکدیگر پیوستند؛ اما مانند سیاره‌های کوتوله‌ی دیگر، جرم پلوتو به حد نصاب نرسید و نتوانست در دسته‌ی سیاره‌های رسمی قرار بگیرد.
پلوتو یکی از اجرام منحصر‌به فرد منظومه‌ی شمسی است؛ زیرا به ظاهر سیاره‌ای دودویی است. سیاره‌ی مرکزی پلوتو و قمر شارون، این سیستم دودویی را می‌سازند. منظومه‌ی شمسی در ابتدا محیطی بی‌نظم و پرهرج‌ومرج بود؛ به‌طوری‌که کل سیاره‌ها، سیاره‌های کوتوله و سیارک‌ها به اطراف پراکنده شده بودند. با حرکت سیاره‌ها در مسیرشان، جرم آن‌ها باعث ایجاد نیروی گرانشی شد و مدار اجرام کوچک‌تر تغییر پیدا کردند. برخی اجرام به سمت خورشید و برخی کاملا در خلاف جهت خورشید حرکت کردند.
منظومه‌ی شمسی کنونی در مقایسه با آغاز حیات خود دارای محیطی منظم است؛ اما مدار عجیب پلوتو دانشمندان را به این نتیجه رساند که این سیاره احتمالا در گذشته از مدار نپتون خارج شده است. به نظر می‌رسد این فرضیه به دلیل شباهت پلوتو با تریتون (یکی از قمرهای نپتون) تقویت شده است. بااین‌حال مدار پلوتو به گونه‌ای است که هرگز با این سیاره‌ی بزرگ برخورد نمی‌کند؛ در نتیجه نمی‌تواند بخشی از سیستم آن باشد.
ازآنجاکه دانشمندان ثابت کردند پلوتو نمی‌تواند بخشی از سیستم نپتونی باشد، جستجوی دیگر برای رفتار عجیب این کوتوله آغاز کردند و در نهایت موفق به کشف کمربند کویپر شدند. کمربند کویپر دیسکی متشکل از اجرام سنگی و یخی است که در لبه‌ی دوردست منظومه‌ی شمسی قرار دارد. پلوتو یکی از میلیون‌ها توده‌ی سنگ و یخی کمربند کویپر و البته بزرگ‌ترین جرم شناخته‌شده در این منطقه است. سیاره‌ی کوتوله‌ی اریس در مقام دوم قرار می‌گیرد.
ساختار داخلی
به دلیل فروپاشی عناصر رادیواکتیو، دمای یخ پلوتو به‌حدی بالا می‌رود که از بخش سنگی آن جدا می‌شود. به همین دلیل به عقیده‌ی دانشمندان، ساختار داخلی پلوتو تفکیک‌شده است؛ به‌طوری‌که مواد سنگی روی هسته‌ای متراکم قرار دارند که با گوشته‌ای از یخ احاطه شده است. ۷۰ درصد از پلوتو را سنگ و ۳۰ درصد آن را یخ تشکیل می‌دهد. گازهای منجمد دیگری مثل متان، کربن مونواکسید و نیتروژن هم سطح این سیاره‌ی کوتوله را پوشانده‌اند.
مدار و چرخش
دوره‌ی مداری پلوتو در حال حاضر تقریبا ۲۴۸ سال است. ویژگی‌های مداری این سیاره‌ی کوتوله با سیاره‌های دیگر متفاوت هستند. پلوتو دارای مداری به‌شدت بیضوی و فاصله‌ی آن تا خورشید، ۴۹ برابر فاصله‌ی زمین تا خورشید است. ازآنجاکه مدار این سیاره‌ی کوتوله مختلف‌المرکز است، فاصله‌ی آن از خورشید تغییر می‌کند. این سیاره‌ی کوتوله به مدت ۲۰ سال در طول بازه‌ی مداری ۲۴۸ ساله‌ی خود، از نپتون به خورشید نزدیک‌تر می‌شود. در نتیجه ستاره‌شناسان فرصتی نادر برای بررسی این جسم دورافتاده و سرد پیدا می‌کنند.
از بالا این طور به نظر می‌رسد که مدار پلوتو مدار نپتون را قطع می‌کند؛ اما مدار این دو جرم به گونه‌ای تراز شده است که هرگز با یکدیگر برخورد نکنند. مدار نپتون و پلوتو متقاطع نیست. وقتی پلوتو در نزدیک‌ترین فاصله به خورشید قرار دارد، در بالای مسیر حرکت نپتون قرار می‌گیرد؛ به‌طوری‌که مدار پلوتو ۸ واحد نجومی بالاتر از مدار نپتون قرار دارد و به این ترتیب مانع از برخورد می‌شود.بر اساس پژوهش‌های مختلف، در طی میلیون‌ها سال، ماهیت کلی تراز مدارهای نپتون و پلوتو تغییر نکرده است. البته مدار پلوتو در معرض ناپایداری قرار دارد؛ اما گاهی نپتون آن را آرام می‌کند.
جو و میدان مغناطیسی
جو پلوتو لایه‌ای رقیق از گازهایی است که این سیاره‌ی کوتوله را احاطه کرده‌اند. بخش زیادی از جو پلوتو را نیتروژن تشکیل می‌دهد و مقادیر اندکی متان و کربن‌مونواکسید هم در آن پیدا می‌شود که نتیجه‌ی تصعید گازهای منجمد سطحی است. جو پلوتو با تغییرات قوی شناخته می‌شود که به دلیل مدار عجیب این سیاره‌ی کوتوله رخ می‌دهند.
فشار سطحی جو پلوتو که در سال ۲۰۱۵ توسط نیوهورایزنز اندازه‌گیری شد، تقریبا ۱ پاسکال (۱٫۱ برابر فشار جو زمین) است. رصد جو پلوتو از زمین کار دشواری است و بررسی آن تنها زمانی ممکن است که این سیاره‌ی کوتوله از مقابل ستاره‌ای دوردست عبور کند؛ به این ترتیب ستاره‌شناس‌ها می‌توانند اثر جو بر نور ستاره را ببینند. این رویداد در سال ۲۰۱۶ رخ داد و مشخص شد جو پلوتو در حال رشد بوده است. ستاره‌شناس‌ها برای اولین بار در سال ۱۹۸۸ جو پلوتو را رصد کردند.
اما حالا به نظر می‌رسد همه چیز تغییر کرده و جو پلوتو دچار فروپاشی شده است. جدیدترین گذار پلوتو به جولای ۲۰۱۹ بازمی‌گردد که کو آریماتسو از دانشگاه کیوتوی ژاپن به رصد آن پرداخت. او و تیمش معتقدند فشار جوی پلوتو از سال ۲۰۱۶ به اندازه‌ی ۲۰ درصد کاهش یافته است.
جو پلوتو بر اساس حرکت آن نسبت به خورشید تغییر می‌کند
در حالت کلی وقتی پلوتو به خورشید نزدیک‌تر است، گازهای منجمد سطحی آن ذوب می‌شوند و جو نازکی تشکیل می‌دهند که بیشترین بخش آن نیتروژن و بخش کمی از آن متان است. گرانش پائین پلوتو (یک‌بیستم کره‌ی زمین)، باعث توسعه‌ی جو تا دامنه‌های بالاتر می‌شود؛ اما با دور شدن پلوتو از خورشید، بخش زیادی از جو آن ناپدید می‌شود. بااین‌حال در شرایط وجود جو، بادهایی قوی در پلوتو می‌وزند. روشنایی جوی پلوتو هم متغیر است و می‌توان بر اساس امواج گرانشی یا وزش باد روی کوه‌ها به این تغییرات پی برد.
جو پلوتو برای جریان مایعات سطحی بسیار رقیق است؛ اما احتمالا این جریان‌ها در گذشته‌ای دور روی سطح این سیاره‌ی کوتوله وجود داشته‌اند. بر اساس تصاویر و داده‌های نیوهورایزنز از دریاچه‌ی منجمدی در منطقه‌ی تومباگ رگیو، شواهدی از کانال‌های کهن دیده شدند. از طرفی جو پلوتو در گذشته‌های دور، ۴۰ برابر ضخیم‌تر از جو کنونی آن بوده است. دانشمندان در سال ۲۰۱۶ از وجود ابرهایی در جو پلوتو خبر دادند که درخشش متفاوتی داشتند. ترکیب احتمالی این ابرها، استیلین، اتان و هیدروژن سیانید است.
هنوز به‌طور قطعی مشخص نیست پلوتو دارای میدان مغناطیسی است یا خیر؛ اما با توجه به ابعاد کوچک و سرعت چرخش کند آن، می‌توان به این نتیجه رسید که این سیاره‌ی کوتوله فاقد میدان مغناطیسی است.
قمرها
منظومه‌ی قمری پلوتو بر اثر برخورد این سیاره‌ی کوتوله با دیگر اجرام کمربند کویپیر شکل گرفته است.
شارون؛ بزرگ‌ترین همراه پلوتو
پلوتو دارای یک قمر بسیار بزرگ است که اندازه‌ی آن دقیقا نصف پلوتو است. این قمر که در سال ۱۹۷۸ کشف شد بر اساس دیوی در اساطیر یونان که ارواح را به دنیای زیرین می‌برد، شارون نامیده شد. (پلوتو هم بر اساس خدای دنیای زیرین نام‌گذاری شده است). اندازه‌ی بزرگ شارون با قطر ۱۲۰۰ کیلومتر گاهی دانشمندان را به این باور سوق می‌دهد که پلوتو و شارون یک منظومه‌ی سیاره‌ای دودویی هستند؛ چرا که قطر پلوتو ۲۳۷۰ کیلومتر است.
پلوتو و شارون تنها ۱۹,۶۴۰ کیلومتر با یکدیگر فاصله دارند که از فاصله‌ی لندن و سیدنی استرالیا کمتر است. بازه‌ی مدار شارون به دور پلوتو، ۶٫۴ روز زمینی است. همچنین شارون دارای قفل جزر و مدی است؛ به این معنی که تنها یک طرف آن به سمت پلوتو قرار دارد. شارون قمری خاکستری است و رگه‌های سرخ‌رنگی در قطب شمال آن دیده می‌شود. بخش زیادی از این قمر از یخ پوشیده شده است؛ اما احتمالا منطقه‌ی سرخ‌رنگ آن ترکیبی مشابه جو پلوتو دارد. سطح این قمر به طرز شگفت‌انگیزی جوان است و احتمالا اقیانوسی منجمد زیر سطح آن وجود دارد.
دو قمر کوچک‌تر
در سال ۲۰۰۵، دانشمندان برای آماده‌سازی مأموریت نیوهورایزنز با تلسکوپ هابل از پلوتو عکس‌برداری کردند. آن‌ها متوجه دو قمر کوچک دیگر در اطراف پلوتو شدند که نیکس و هیدرا نام گرفتند. فاصله‌ی این قمرها تا پلوتو دو تا سه برابر فاصله‌ی شارون تا پلوتو است.
کاوشگر نیوهراینز ناسا از جزئیات قمر شارون در سال ۲۰۱۵ عکس‌برداری کرد؛ اما تنها از فاصله‌ای دور چهار قمر دیگر را رصد کرد. بااین‌حال این مأموریت اندازه‌گیری‌های خوبی از این دو قمر ارائه داد. طول نیکس ۴۲ کیلومتر و عرض آن ۳۶ کیلومتر بود؛ درحالی‌که طول هیدرا ۵۵ کیلومتر بود.
قمرهای چهارم و پنجم
دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۱، موفق به کشف کربروس، قمر چهارم پلوتو شدند. مدار کربروس بین نیکس و هیدرا قرار گرفته است و با وجود اندازه‌ی کوچک، تلسکوپ هابل تأثیر گرانشی قوی آن بر قمرهای همسایه را آشکار کرد.
پنجمین قمر، استیکس در سال ۲۰۱۲ رصد شد. بر اساس تخمین‌ها شکل این قمر نامنظم است و عرض آن به هفت کیلومتر می‌رسد. این قمر در مدار دایره‌ای به قطر ۹۵ هزار کیلومتر در اطراف پلوتو می‌چرخد و در همان صفحه‌ای است که دو قمر دیگر قرار گرفته‌اند. دانشمندان انتظار داشتند پس از رسیدن نیوهورایزنز به پلوتو، قمرهای بیشتری کشف کنند؛ اما این اتفاق رخ نداد.
ارسال مطلب به ایمیل دوستاتون:
