پلوتون

پلوتون یک سیاره کوتوله است و در فاصله بسیار دوری از خورشید قرار دارد. این سیاره کوتوله بخشی از مدار خود را که کمربند کوییپر (Kuiper) نام دارد، در اختیار مجموعه ای از اجرام یخی شبیه به خود گذاشته است. از زمان کشف این جرم در سال 1930، مردم دوست داشتند که آنرا سیاره نهم منظومه شمسی بنامند. با این حال به دلیل ابعاد کوچک و مدار عجیبش، بسیاری از دانشمندان، هم گروهی پلوتون با سیاراتی مانند زمین و مشتری را زیر سوال بردند. در سال 2006، این مناظره، انجمن ستاره شناسی بین المللی (مرجع نامگذاری اجرام آسمانی) را بر آن داشت که بطور رسمی پلوتون را در گروه سیارات کوتوله معرفی کنند. این سیاره از زمین بدون تلسکوپ دیده نمی شود.
فاصله پلوتون از خورشید تقریبا 39 واحد نجومی است. میانگین فاصله آن از خورشید 5.869.660.000 کیلومتر می باشد. پلوتون در مداری بیضی شکل به دور خورشید در حرکت است. در قسمتهایی از این مدار فاصله پلوتون تا خورشید از فاصله نپتون تا خورشید کمتر است. این سیاره به مدت 20 سال زمینی در داخل مدار نپتون می ماند. این پدیده هر 248 سال زمینی یکبار روی می دهد. این زمان معادل یکسال پلوتویی است. آخرین باری که پلوتون به داخل مدار نپتون وارد شد، 23 ژانویه 1979 تا 11 فوریه 1999 بود. پلوتون علاوه بر گردش به دور خورشید، دور خودش نیز (حول محور عمودی فرضی) می چرخد. یکبار گردش سیاره کوتوله به دور خود حدود 6 روز زمینی طول می کشد.
ستاره شناسان به دلیل دور بودن این سیاره کوتوله از زمین، هنوز اطلاعات زیادی درباره آن به دست نیاورده اند. قطر آن 2300 کیلومتر یعنی کمتر از یک پنجم قطر کره زمین تخمین زده می شود. سطح این سیاره کوتوله از سردترین مناطق موجود در منظومه شمسی و احتمالا حدود 225- درجه سانتیگراد است.بیشتر پلوتو قهوه ای رنگ است. به نظر می رسد که این سیاره عمدتا" ازمتان یخ زده تشکیل شده و جوی از متان دارد. به خاطر چگالی کم آن ستاره شناسان فکر می کنند که جنس بیشتر پلوتون از یخ است. دانشمندان تردید دارند که نوعی از حیات در این سیاره کوتوله وجود داشته باشد.
در سال 1905، پرسیوال لاول (Percival Lowell)، ستاره شناس آمریکایی نیروی گرانشی را کشف کرد که بر دو سیاره نپتون و اورانوس تاثیر می گذاشت. در سال 1915، او مکان سیاره پنهان را پیش بینی کرده و جستجوی خود برای یافتن آنرا در رصد خانه آریزونا آغاز نمود. او از یک تلسکوپ برای رصد قسمتهایی از آسمان که او وجود سیاره جدید را در آن نواحی پیش بینی کرده بود، سود برد. متاسفانه پرسیوال در سال 1916 و قبل از کشف سیاره فوت کرد. 13 سال بعد یعنی در سال 1929، کلاید تومبا (Clyde W. Tombaugh)، یکی از دستیاران لاول در رصدخانه، از پیش بینی های او استفاده کرده و با استفاده از تلسکوپ قدرتمندتری به مشاهده نواحی خاص در آسمان پرداخت. سرانجام در سال 1930، تومبا سه عکس از این سیاره(که اکنون سیاره کوتوله نامیده می شود) تهیه کرد. سیاره ای جدید که به یاد خدای مرگ رومیان باستان، پلوتون نامیده شد. البته دو حرف اول پرسیوال لاول نیز به افتخار وی آغازگر نام سیاره پلوتون می باشند. در سال 1978، ستاره شناسان رصدخانه نوال (Naval) در آریزونا موفق به کشف قمر پلوتون یعنی کارون (Charon) شدند. قطر این قمر 1210 کیلومتر است.
در سال 1969، ستاره شناسان نخستین تصاویر دقیق از سطح پلوتون را منتشر کردند. این تصاویر که توسط تلسکوپ فضایی هابل تهیه شده بود، 12 منطقه تیره و روشن را در سطح پلوتون نشان می داد. مناطق روشن، که شامل کلاهک ها قطبی هستند، احتمالا نیتروژن یخ زده می باشند. مناطق تیره نیز به طور حتم متان منجمد است که به دلیل پرتوهای فرابنفش خورشیدی دچار تغییرات شیمیایی شده است.
در سال 2005، یک گروه از ستاره شناسان که به بررسی تصاویر هابل می پرداختند، دو قمر ناشناخته پلوتون را کشف کردند. این اقمار که بعدها هایدرا (Hydra) و نیکس (Nix) نامیده شدند، قطری حدود 160کیلومتر دارند و در خارج از مدار کارون قرار گرفته اند.
در سال 2006، ناسا سفینه افقهای جدید (New Horizons) را با هدف رسیدن به پلوتون به فضا ارسال نمود.
آیا پلوتون سیاره است؟
رسما بله. وقتی پلوتون در سال ۱۹۳۰ میلادی کشف شد، اتحادیه بین المللی اخترشناسی ، آن را به عنوان "سیاره" شناسایی کرد. به رغم مباحثات اخیر، این جرم آسمانی هنوز رسما در طبقه بندی جدیدی جای نگرفته است. معیارهای اساسی شناسایی یک سیاره را می‌توان به این شرح خلاصه کرد: هر جرم آسمانی که (مستقیما) گرد ستاره‌ای حرکت کند، ستاره یا شبه ستاره نباشد و آنقدر بزرگ باشد که گرانش خود آن ، موجب شود که شکل کروی داشته باشد، سیاره است. پلوتون هر سه شرط را برآورده می‌کند. اما برخی از دانشمندان معتقدند که پلوتون ممکن است یکی از بزرگترین سیارات کوتوله کمربند کوئیپر باشد. دلایل و مدارت قابل توجهی نیز در تأیید و تقویت این نظریه وجود دارد.
● منشأ پلوتون چیست و از کدام بخش از کیهان آمده است؟
نخست تصور می‌شد که پلوتون یکی از اقمار نپتون بوده است. اما وجود شباهتهایی میان ترکیبات و مدارهای پلوتون و یکی از اقمار نپتون ، موسوم به ترایتون ، دلالت بر این دارد که ممکن است هر دو آنها قبلا در مدارهای مستقلی گرد خورشید حرکت می‌کرده‌اند و بعدا سیاره نپتون ، تراتیون را به دام انداخته است. اما با اینکه مدار پلوتون ، مدار سیاره همسایه‌اش را قطع می‌کند، هرگز آنقدر به آن نزدیک نمی‌شود که تحت تأثیر نیروی گرانشی نپتون قرار گیرد و به دام بیفتد.
عده‌ای از اخترشناسان با توجه به شباهتهای موجود میان پلوتون و ترتیون با دیگر اجرام کمربند کوئیپر نتیجه می‌گیرند که هم قمر تراتیون و هم سیاره پلوتون حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش ، از این کمربند به بیرون پرتاب شده‌اند. عده دیگر با توجه به مدار عجیب و مرکز گریز آن می‌گویند ممکن است پلوتون ابتدائا قمر یکی از سیارات منظومه شمسی (حتی زمین) بوده است که بعدا از آن گریخته است.
● مشخصات فیزکی
طول هر شبانه روز پلوتون (زمانی که سیاره ، یک بار گرد محور خود می‌چرخد) معادل ۱۵۳ ساعت زمینی است. روزهای این سیاره بسیار تاریک است. قمر آن ، شارون ، در سال ۱۹۸۷ بطور تصادفی در رصدخانه مونت پالومار کشف شد. شارون در مدار همزمانی توسط پلوتون به دام افتاده است و همواره در نقطه‌ای ثابت گرد آن می‌گردد.
مدار پلوتون به دور خورشید، میل تندی دارد و فاصله متوسط آن از خورشید ۵.۹۱۵ میلیارد کیلومتر است که خورشید از آنجا فقط بصورت ستاره‌ای درخشان دیده می‌شود. پلوتون از سنگ و یخ تشکیل شده و اندازه‌اش کوچکتر از ماه زمین است. هنگام نزدیک شدن به خورشید جوی رقیق در اطراف آن تشکیل می‌شود که با دور شدن سیاره از خورشید یخ می‌بندد. مدار پلوتون بسیار طولانی بوده و بیشتر از سیارات دیگر نسبت به دایرهٔ البروج انحراف دارد.
این سیاره هر ۲۴۸.۵ سال یک بار به دور خورشید می‌چرخد که در مدت ۲۰ سال از این زمان فاصله‌اش نسبت به خورشید کمتر از فاصله نپتون از خورشید است. این مشخصات غیر عادی باعث شده تا بعضی ستاره شناسان ، پلوتون را نوعی سیارک بزرگ تصور کنند.
پلوتون دورترین سیاره از خورشید بوده ، کمترین دما را در بین سیارات دارد. مدار بیضوی این سیاره که ۲۴۸.۵ سال زمینی طول می‌کشد، طولانی‌ترین مدار در منظومه شمسی است. پلوتون کوچکترین سیاره منظومه شمسی است و کمترین نیروی جاذبه را دارد.
به گفته یکی از اخترشناسان ، پلوتون تنهاترین و منزوی‌ترین سیاره منظومه شمسی است. اخترشناس دیگری پس از اینکه نخستین عکسهای تلسکوپ هابل را از نهمین سیاره منظومه شمسی مشاهده و بررسی کرد، گفت: "این سیاره‌ای شگفت است. اگر می‌توانستیم با فضاپیمایی به آنجا سفر کنیم، حقایق شگفت آور بیشتری را در مورد آن کشف می‌کردیم."
● سطح پلوتون تا چه اندازه سرد است؟
دمای سطحی نهمین سیاره ، در فاصله ۵.۹۱ میلیارد کیلومتری خورشید ، احتمالا حدود منهای ۲۳۰ درجه سانتیگراد است. می‌دانیم روی پلوتون مناطق تیره‌ای وجود دارد، اما نمی‌توانیم با اطمینان بگوییم که در این مناطق نیتروژن با متان یخ زده وجود ندارد. اگرچنین باشد، ممکن است این مناطق اندکی گرمتر از سایر قسمتهای سیاره باشند. تا آن هنگام که سیاره را بهتر بشناسیم، اخترشناسان فرض می‌کنند که دمای سطح آن ثابت است. در دمای منهای ۲۳۰ درجه سانتیگراد، یخ درست مانند سنگ ، سخت و محکم و بادوام است. بیشتر گازها روی سطح سیاره متراکم و تبدیل به مایع می‌شوند. روشنایی روز به آن معنایی که ما زمینیها می‌شناسیم، در آنجا وجود ندارد. خورشید آنقدر دور است که در آسمان پلوتون ، تنها ستاره‌ای بسیار درخشان به نظر می‌رسد.
● سفر به پلوتون
تأمین هزینه چنین سفری بسیار دشوار است. مأموریت ویژه کوئیپر نیز که قرار است فقط به منظور پرواز از کنار پلوتون و شارون و گرفتن عکسهایی از سطح این دو انجام شود، مستلزم صرف مخارج هنگفتی است. در حقیقت ، پیاده کردن انسان روی پلوتون ، تا زمان ابداع شکل و شیوه جدیدی از سفر فضایی ، به تعویق می‌افتد.
دانستنی های پلوتون
هر چند پلوتون از منظومه خورشیدی حذف شده اما نامش در جدول تناوبی مندلیف جاودانه است زیرا عنصرهای ۹۲، ۹۳ و ۹۴ این جدول را به افتخار اورانوس، نپتون و پلوتون؛ اورانیوم، نپتونیم و پلوتونیم نامیدند.
▪ در فضاپیماهای پایونیر ۱۰ و ۱۱ و همچنین و ویجر ۱ و ۲ که در دهه ۱۹۷۰ به فضا پرتاب شدند، پلاکی وجود دارد که در آن ویژگی های منومه خورشیدی و سیاره های آن ثبت شده تا انسان و مکان آن را به تمدن های فرازمینی احتمالی معرفی کند. در این پلاک پلوتون نهمین سیاره معرفی شده است.
▪ افق های نو نام فضاپیمای بدون سرنشینی است که ۲۹ دی ۸۴ به فضا پرتاب شد و سال ۱۳۹۴ (۲۰۱۵) به پلوتون می رسد. هدف این فضاپیما شناخت پلوتون و قمرهای آن و در صورت موافقت ناسا رصد یک یا چند جرم دیگر کمربند کوییپر است.
▪ اخترشناسانی که نپتون را رصد می کردند متوجه شدند مدار نپتون با محاسبه های ریاضی آنها هماهنگ نیست و حدس زدند سیاره یی فراتر از نپتون (سیاره ایکس) عامل این بی نظمی است. به همین دلیل کشف پلوتون در سال ۱۹۳۰ موجب خرسندی شد، اما از آنجا که جرم پلوتون کم است نمی توانست عامل این بی نظمی باشد. بعدها دانشمندان دریافتند جرم اورانوس و نپتون را کمتر از مقدار واقعی محاسبه کردند، به عبارت دیگر از همان ابتدا هم بی نظمی در کار نبود،
▪ پلوتون در ۱۸ فوریه کشف شد، اما کشف آن در ۱۳ مارس روز تولد «پرسیوال لاول» اعلام شد، زیرا وی تاثیر بسیاری در کشف آن داشت. لاول وجود چنین جرمی را پیش بینی کرد و سال ها (از ۱۹۰۵ تا ۱۹۱۶) در رصدخانه یی که خود ساخته بود به جست جوی این جرم پرداخت.
▪ زمانی که پلوتون کشف شد، نام های بسیاری برای آن پیشنهاد شد. از جمله زئوس، لاول و حتی نام کوچکش پرسیوال. نام های اسطوره یی همانند کرونوس و مینروا نیز پیشنهاد شد. اما نام «پلوتون» را یک دختر یازده ساله انگلیسی به نام وینتا پیشنهاد کرد که هم دوستدار نجوم بود و هم علاقه مند اسطوره شناسی. پلوتون به معنای خدای دنیاهای زیرین است و حرف اول و دوم آن با حرف اول نام و اول نام خانوادگی پرسیوال لاول یکی است. نشان پلوتون نیز ترکیب حروف P و L است.
▪ وقتی پلوتون از فهرست سیاره های منظومه شمسی حذف شد، بسیاری از اخترشناسانی که در جلسه حاضر نبودند به نتیجه رای گیری اعتراض کردند، زیرا امکان رای گیری الکترونیک برای آنها فراهم نبود. حتی برخی از مردم عادی (از جمله بستگان و همشهریان کلاید تومبا) در یک تجمع به لغو عنوان سیاره از پلوتون اعتراض کردند و نوشته هایی با مضمون «اندازه مهم نیست» با خود حمل کردند. پلوتون تنها سیاره یی بود که کاشف آن امریکایی بود، امروز هم پلوتون فقط یک «سیاره کوتوله» است.
اندازه
ستاره شناسان به خاطر فاصله زياد پلوتون تا زمين, خيلي كم درباره اندازه و شرايط سطح آن مي دانند. قطرپلوتون حدود 1485 مايل يا 2390 كيلومتر تخمين زده مي شود. اين ميزان يك پنجم قطر زمين است. اين سياره كوچك تر از هشت سياره ديگر منظومه شمسي است.
جرم و جاذبه
جرم پلوتون 29/1 ضربدر 10 به توان 22 كيلوگرم است. اين ميزان يك پانصدم جرم زمين است. جاذبه روي پلوتون هشت درصد جاذبه روي زمين است. پلوتون كم جرم ترين سياره منظومه شمسي ست. يك فرد 100 پوندي روي پلوتون وزنش فقط هشت پوند است.
طول روز و سال روي پلوتون
هر روز روي پلوتون 39/6 روز زميني طول مي كشد. هر سال روي پلوتون 7/247 سال زميني طول مي كشد. يعني 7/247 سال زميني طول مي كشد تا پلوتون يك بار دور خورشيد بگردد.
مدار پلوتون
فــــاصله پلوتون تا خورشيد 39 برابر فــــاصله زمين تا خورشيد است. متوسط اين فـــاصله از خورشيد حـــــــدود 3647240000 مــــايل يا 5869660000 كيلومتر است. پلوتون در يك مدار بيضي شكل دور خورشيد سفر مي كند. پلوتون در چند نقطه از مدارش نسبت به نپتون به خورشيد نزديك تر مي شود و در اين موقع بعد از نپتون به دومين سياره دور از خورشيد منظومه شمسي تبديل مي شود. پلوتون براي 20 سال زميني داخل مدار نپتون باقي مي ماند. اين حادثه در هر 248 سال زميني رخ مي دهد كه همان تعداد سال هایی ست كه طول مي كشد تا پلوتون يك بار به دور خورشيد بگردد. پلوتون در سال 1979 وارد مدار نپتون شد و تا سال 1999 همان جا باقي ماند. بنابراين تا سال 2226 پلوتون در خارج از مدار نپتون خواهد بود.
همچنان كه پلوتون به دور خورشيد مي گردد، دور محورش هم مي چرخد (محور يك خط فرضي ست كه از مركز سياره مي گذرد). پلوتون حدود هر شش روز زميني يك بار دور محورش مي چرخد.
ميزان بيضي بودن مدار
پلوتون يك مدار بسيار بيضي شكل دارد. معني اين حرف اين است كه فاصله اش از خورشيد در طول گردشش به دور خورشيد بسيار متفاوت است. اين باعث مي شود كه چنان كه گفتيم بعضي وقت ها پلوتون حتي از نپتون به خورشيد نزديك تر مي شود. پلوتون همچنين در مسيري مخالف بيشتر سيارات ديگر به دور محورش مي چرخد.
دماي پلوتون
سطح پلوتون يكي از سردترين مكان هاي منظومه شمسي ماست. ستاره شناسان عقيده دارند دما در سطح پلوتون ممكن است حدود 375- درجه فارنهايت يا 225- درجه سانتي گراد باشد.
تركيب سياره اي
پلوتون بيشتر قهوه اي ست. به نظر مي رسد كه اين سياره تا حدودي با گاز متان منجمد شده پوشيده شده باشد و يك جو باريك كه بيشتر از متان تشكيل شده داشته باشد. به خاطر تراكم پايين پلوتون، ستاره شناسان فكر مي كنند پلوتون اصولاً از يخ تشكيل شده. دانشمندان عقيده دارند هيچ نوع از حيات نمي تواند در پلوتون وجود داشته باشد.
ماه ها
پلوتون يك ماه بزرگ به نام شارن دارد. دو ماه ديگر آن هم در سال 2005 كشف شدند.
اگرچه شارن كوچك است و حدود 1172 كيلومتر يا 728 مايل قطر دارد، اما خودش از نظر اندازه نصف پلوتون است. شارن به طور متوسط حدود 19640 كيلومتر از پلوتون فاصله دارد. سطح آن ممكن است از يخ آب پوشيده شده باشد و ممكن است هيچ جوي هم نداشته باشد. ماه شارن همگام با چرخش پلوتون به دور محور خود به دور آن مي گردد. به خاطر همين شارن هميشه بالاي يك نقطه روي پلوتون است. گردش شارن درست يك روز پلوتوني طول مي كشد.
شارن به وسيله جيم كريستي در سال 1978 كشف شد.
ماه هاي ريز ديگر بين 45 تا 160 كيلومتر يا 30 تا 100 مايل قطر دارند و در فاصله حدود 27000 مايلي يا 44000 كيلومتري از پلوتون, يعني فاصله اي بيش از دو برابر مدار شارن دور پلوتون مي گردند.
شارون
مواد تشکیل دهنده شارون ، تنها قمر پلوتون ، احتمالاً زمانی شبیه به مواد تشکیل دهنده پلوتون بوده‌اند. اما در حال حاضر شارون عمدتا از آب منجمد تیره و پلوتون از متان منجمد که رنگی روشن دارد پوشیده شده‌اند. احتمال می‌رود که مولکولهای متان بخاطر میدان جاذبه قویتر پلوتون ، از شارون جدا شده و جذب پلوتون شده‌اند. مانند تمام اجرامی که منظومه مداری دارند، پلوتون و شارون نیز به دور یک مرکز جرم مشترک می‌چرخند. شارون که قمری بزرگ است، دارای طول قطری به اندازه نصف قطر پلوتون بوده و ۱۲ درصد جرم منظومه مداری را به خود اختصاص داده است.
مرکز جرم این منظومه در خارج از سطح پلوتون قرار دارد. مدار پلوتون ۱۷ درجه نسبت به دایرهٔ البروج ، صفحه مدار زمین انحراف دارد و این در حالی است که سایر مدارهای سیاره‌ای فاصله بسیار کمی با صفحه دایرهٔ البروج دارند. پلوتون در یک نقطه معین از مدار خود ، ۱.۲۵ میلیارد کیلومتر (۷۸۰ میلیون مایل) پایین‌تر از دایرهٔ البروج قرار می‌گیرد. این فاصله تقریبا به اندازه فاصله سیاره زحل از خورشید است.
چرا درباره سياره بودن پلوتون شك وجود دارد؟
بسياري از ستاره شناسان پلوتون را سياره در نظر نمي گيرند. آنها براي اين ايده شان دو دليل دارند. 1- پلوتون شبيه به هيچ يك از چهار سياره نزديكش يعني نپتون، اورانوس، زحل و مشتري نيست. پلوتون يك سياره كوچك و يخي ست در حالي كه چهار سياره ديگر بسيار بزرگ وگازي هستند. 2- پلوتون به اشياء كمربند كيپر شبيه است. اشياء كمربند كيپر اشيايي هستند كه فراتر از مدار پلوتون قرار دارند. همه اشيايي كه در كمربند كيپر كشف شده اند كوچك تر از پلوتون هستند. بنابراين ستاره شناسان پلوتون را بزرگ ترين شيء شناخته شده كمربند كيپر در نظر مي گيرند.
چگونه پلوتون كشف شد؟
در سال 1905 "پرسيوال لاول" ستاره شناس آمريكايي، حدس زد كه نيروي جاذبه بعضي از سيارات ناشناخته روي مدار نپتون و اورانوس تأثير مي گذارد. در 1915 او محل قرار گرفتن يك سياره جديد را پيش گويي كرد و شروع به جست وجوي آن از طريق مشاهده كرد. لاول تلسكوپي به كار برد تا از منطقه اي در آسمان كه فكر مي كرد سياره را مي توان در آن پيدا كرد عكس بگيرد. لاول در سال 1916 بدون پيدا كردن سياره درگذشت.
در سال 1929 "اسلايد دبليو تومباگ" دستيار لاول با استفاده از پيش بيني هاي لاول و ستاره شناسان ديگر با تلسكوپ قوي تر و با زاويه بازتر از آسمان عكس برداري كرد. در 1930 تومباگ تصوير پلوتون را روي سه عكس مشاهده كرد. سياره به نام خداي مرگ رومي، پلوتون نامگذاري شد. اين سياره همچنين به افتخار لاول به نام او نيز نامگذاري شده. در سال 1978 ستاره شناسان يك ماه پلوتون را نيز كشف كردند.

منابع :
پلوتون «سیاره» http://daneshnameh.roshd.ir
پلوتون http://www.haftaseman.ir
دانستنی هایی درباره پلوتون http://aftab.ir
پلوتون http://ulduzlarda.blogspot.com
پلوتون http://020.ir
پلوتون http://aftab.ir