Pluto

I 1930 oppdaget astronomen Clyde Tombaugh et svakt lyspunkt som gikk i bane rundt solen på utsiden av Neptun. Sen nye verdenen, “Pluto”, ble regnet som den niende planeten i solsystemet i 76 år, men i 2006 stemte International Astronomical Union  at Pluto skulle omklassifiseres som en “dverg planet”. Hva var det som forårsaket denne forandringen?

Den niende planetens oppstandelse og fall

Oppdagelsen av Neptun i 1846 var en triumf i Newtonisk fysikk. Planeten ble oppdaget på grunn av dens gravitasjons påvirkning på Uranus bane. Denne ærbødige teknikken fikk astronomer til å nøye overvåke banene til Uranus og Neptun i håp om at små avvikninger i banene deres kunne lede til nye oppdagelser. Ved slutten av det 19. århundre trodde noen astronomer at det trengtes en ekstra planet for å forklare små avvik i banene til disse planetene. I 1906 begynte Percival Lowell et systematisk søk for denne uoppdagede verden som han kalte “Planet X”. Han døde før han fant det.

Clyde Tombaugh gjenopptok søket ved Lowell Observatoriet i 1929. Han tok bilder av forsjellige seksjoner av himmelen og så tok nye bilder noen dager eller uker senere. Siden planetene går i bane rundt solen, mens stjerner ikke gjør det, så ville Planet X være i en forskjellig posisjon på de to bildeplatene som var tatt til forskjellig tid. Men tusenvis av stjerner kan sees på et enkelt foto, så hvordan kunne han se om en hadde forandret posisjon?

Tombaugh brukte en maskin som kaltes en blink sammenlikner. Denne innretningen tillater at en ser to fotografiplater i hurtig rekkefølge. Ved å forandre fra ett bilde til ett annet som er neste identisk, så er det lettere for hjernen å oppfatte en forskjell. En planet vil se ut som om den hopper frem og tilbake når platene blir byttet, mens stjernene står i ro. Tombaugh fant Planet X (Pluto) på 18 februar 1930 ved å “blinke” mellom to bilder som var tatt med noen få dagers mellomrom i januar samme år. Pluto ble oppdaget ved sin egen bevegelse.

Før Pluto var solsystemet vårt pent og pyntelig inndelt til de fire terrestriale planetene som går i bane nærmest solen, og de fire gass gigantene som går i bane lenger ute. Denne nye planeten ødela systemet, siden den var en liten planet av stein og is langt, langt vekke. Til forskjell fra alle de andre plantene, så kunne en ikke bestemme Plutos størrelse til og med i de største teleskopene på denne tiden. Dette betydde at den måtte være mye mindre enn Uranus eller Neptun, og ikke større enn jorden.

Ettersom teknologien utviklet seg, så sank estimasjonen av Plutos størrelse. Ved midten av det 20. århundre var det kjent at Pluto var større enn Mars, og på 70-tallet trodde man at den var enda mindre. Ved bruk av moderne teleskoper vet vi nå at Pluto er bare 1.430 engelske mil i diameter – omtrent 18% av jordens diameter – og mindre enn alle de andre åtte planetene. Den har mindre enn 1% av jordens masse. En slik liten verden er ikke stor nok til å påvirke banene til Neptun og Uranus i målbar grad. Nå ser det ut som at det aldri var noe avvik i banene på disse planetene. Så oppdagelsen av Pluto var en heldig tilfeldighet.

Den nye beregningen av Plutos størrelse er er av grunnene til at den har mistet sin status som planet. Men dette er ikke den eneste grunnen. I 1992 oppdaget astronomene et annet objekt i bane på utsiden av Neptun. De kalte det “1992 QB”, og objektet var bare 100 engelske mil i diameter – alt for liten til å være en planet. Det følgende året fant en ytterligere fem liknende objekter i bane utenfor Neptun. Over de neste årene fant en dusinvis flere av disse fjerne massene, og nå vet vi om hundrevis. Noen få av dem, som Sedna og Makemake, er nesten like store som Pluto.

Med disse nye oppdagelsene begynte astronomene å innse at Pluto var ikke en uvanlig, missplassert  planet, men ganske enkelt den største av en mengde nye objekter – kalt trans-Neptun objekter (TNO). Ettersom flere TNOer ble oppdager, begynte astronomene å spørre “Skulle Pluto blitt re-klassifisert?” I 70 år hadde skolebarn blitt fortalt at det er ni planeter, men en ny oppdagelse skulle forandre den gamle grupperingen.

I 2005 oppdaget astronomene en TNO som er større og mer massiv enn Pluto. Med navnet Eris ville denne verdenen gå i bane rundt solen dobbelt så langt vekke som Pluto. Men hvordan kunne vi klassifisere denne nye verdenen? Det ville ikke være fornuftig å kalle den en TNO men ikke en planet siden den er større enn Pluto. Enten måtte Eris bli klassifisert som den tiende planeten, ellers måtte Pluto nedgraderes. Siden Pluto og Eris er mye likere hundrevis av andre TNOer enn de er andre planeter, så bestemte International Astronomical Union å inndra Plutos status som planet istedenfor å reklassifisere dusinvis av objekter i samme størrelse som planeter. Med dette nye klassifiseringssystemet har solsystemet vårt gått tilbake til å bare ha åtte planeter – slik som før.

Plutos egenskaper

Pluto er en liten verden sammensatt av stein og forskjellige typer is, inkludert nitrogen, metan og karbonmonoksid. Den vipper 120 grader og roterer derfor på siden, slik som Uranus. Plutos gjennomsnitts avstand fra solen er 3,6 milliarder engelske mil, eller 39 ganger jordens avstand. På Pluto vil solen virke over 1500 ganger svakere enn den gjør for oss. Temperaturen på Pluto er -229 grader Celsius. På grunn av den lange avstanden, så tar Pluto 248 år på å gå en runde rundt solen.

Plutos bane er relativt tilbøyd solsystemets plan, mer enn noen annen planet. Der er også en “pressethet” av ellipsen til Pluto. Pluto er 1,79 milliarder nærmere solen enn dens nærmeste punkt i banen enn det fjerneste punktet. Det er en fenomenal avstand! Faktum er at det nærmeste punktet er nærmere solen enn Neptun. Dette var situasjonen mellom 1979 og 1999 når Pluto ble sett på som den åttende planeten fra solen, og Neptun var den niende. Men i de gjenstående 228 årene vil Plutos bane være lengre borte fra solen enn Neptun.

Det kan se ut som om de to verdenene kan kollidere når Pluto krysser Neptuns bane. Men banene deres er ikke på samme plan og faller aldri sammen. Der er en annen grunn til at disse to ikke kan kollidere. Pluto er i en 2:3 bane resonans med Neptun. Det betyr at Pluto går rundt solen to ganger mens Neptun går tre. En slik stabil konfigurasjon garanterer at disse to verdenene kan aldri være på samme plass til samme tid. Kan dette være en designet egenskap i solsystemet?

Når dette skrives har vi ingen detaljerte bilder av Pluto fordi den har aldri blitt besøkt av et romfartøy. De beste bildene vi har er fra Hobble Space Telescope. Men selv Hubble kan ikke gi mye detalj på en slik liten og fjern verden. Denne situasjonen burde forandre seg drastisk i juli i 2015 romfartøyet New Horizons er planlagt å nå Pluto.

Pluto har en tynn atmosfære – noen ganger. Den består hovedsaklig av nitrogen, metan og kabonmonoksid – samme sammensetningen som på Plutos isete overflate. Solvarmen er nok til å beholde spor mengder av disse stoffene i gasform når Pluto er nærmest solen. Men når Pluto beveger seg mot det fjerneste punktet fra solen, så vil overflate temperaturen falle på grunn av mangel på sollys. Astronomene at ved et punkt vil atmosfæren fryse og falle til bakken. Det er håp om at New Horizons vil nå Pluto før dette skjer.

Plutos måner

Pluto har fem måner som vi vet om. Charon er størst og ble oppdaget i 1978 da den så ut som en kul på Plutos bilde. Nylig har Hubble avslørt at det er et skille mellom Pluto og denne månen. Charon litt over halve størrelsen på Pluto i diameter. Pluto og Charon går roterer rundt deres felles midtpunkt av masse som er mellom disse to verdenene, men nærmere Pluto.

Som alle store måner er Charon “tide låst” – det betyr at samme side peker mot Pluto når den snurrer rundt. Overraskende nok er Pluto også “tide låst” med Charon. Banetiden på Charon er derfor identisk med Plutos rotasjon, som er 6,4 dager. En person som står på en av disse verdenene ville se den andre stå i ro på himmelen mens solen og stjernene vil gå opp og ned.

Plutos andre fire måner er alle mindre enn 100 engelske mil i diameter. Hver av disse ble oppdaget med Hubble Space Telescope. Alle fire går i bane lengre ute enn Charon, og de heter (fra Pluto og utover): Styx, Nix, Kerberos og Hydra.

Andre TNOer

Man vet mye mindre om andre TNOer fordi de oftest er mindre enn Pluto og vanskeligere å få øye på. Eris er den eneste som er større enn Pluto, men bare med 1%. Men Eris går i bane 73% lengre vekke fra solen enn Pluto, så bildene av denne lille verdenen kan ikke avsløre mange detaljer.Fra å følge denne lille dverg planeten vet vi at Eris har en veldig spesiell bane er 44 grader i samsvar med planetenes plan. (Pluto er 17 grader.) Den elliptiske banen bringer Eris innen 3,5 milliarder engelske mil fra solen og ut til en distanse av over 9 milliarder engelske mil. Spektroskopiske stuier antyder at Eris sammensetning likner Plutos. Vi vet ogsåfra Hubble bilder at Eris har en måne i bane rundt seg – kalt Dysnomia. Men dette er så langt vår kunnskap rekker om denne lile verdenen.

Plutinoer og KBOer

TNOer er videre klassifisert av deres bane egenskaper. Det er spesielt interessant at det finnes en type TNO som kalles en plutino. En plutino har samme bane mønster som Pluto og er også i en 2:3 resonans med Neptun. En overraskende stor prosent av TNOer er plutinoer, og kan ha hsatt innvirkning på Neptuns gravitasjonskraft.

Noen astronomer foretrekker uttrykket Kuipers Belte Objekt (KBO) til TNO. De to terminologiene er ganske synonyme, men KBO har en verdslig opprinnelse. Siden kometer ikke kan eksistere i milliarder av år, og siden vi fremdeles ser kometer, så har verdslige astronomer funnet opp en hypotetisk kilde for å gjenskape kort levde kometer over milliarder av år: et Kuiper Belte. Dette beltet skal ha vært en disk med billioner av objekter i komet størrelse som gikk i bane på yttersiden av Neptun.

I motsetning til forventningene har astronomene istedenfor funnet noen få hundre mye større isbelagte objekter utenfor Neptun. TNOer er typisk titusener av ganger mer massive enn en komet nukleus, og kan derfor ikke være kilden til nye kometer. Verdslige astronomer tror at mange billioner TNOer i komet størrelse eksisterer og ganske enkelthar ikke blitt funnet.Men dette gjenstår å se. Selv om terminologien er brukt over hele jorden, så er KBO en missledende terminologi. Derimot er uttrykket trans-Neptunisk objekt mye mer objektivt og kan observeres. Selv enn hva vi velger å kalle dem, og hvordan vi velger å klassifisere Pluto, så er disse objektene fascinerende og gir oss et glimt inn i den uendelige skaperevnen til Gud…

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: