Pluto: Dwergplaneet in die Sonnestelsel, voorheen as die negende planeet beskou

Hierdie artikel handel oor die dwergplaneet Pluto. Vir ander betekenisse van die naam, sien Pluto (dubbelsinnig).

Dit is die negende grootste liggaam wat direk om die Son wentel.

Pluto    ()

Pluto in byna ware kleur, soos waargeneem deur die New Horizons-ruimtetuig op 'n afstand van 450 000 km.
Ontdekking
Ontdek deur	Clyde W. Tombaugh
Datum	18 Februarie 1930
Kleinplaneet-benaming	134340 Pluto
Kleinplaneet-kategorie	Dwergplaneet Trans-Neptunus-voorwerp Kuiper-gordelvoorwerp
Etimologie	Pluto
Wentelbaaneienskappe
Epog J2000
Afelium	7 311 000 000 km 48,871 AE
Perihelium	4 437 000 000 km 29,657 AE
Halwe lengteas	5 874 000 000 km 39,264 AE
Wentelperiode	90 613,305 dae 248,09 jaar
Sinodiese periode	366,73 dae
Gem. omwentelingspoed	4,666 km/s
Baanhelling	17,141 75° 11,88° (tot die Son se ewenaar)
Lengteligging van stygende nodus	110,303 47°
Periheliumhoek	113,763 29°
Natuurlike satelliete	5
Fisiese eienskappe
Gem. radius	1 185 ± 10 km (0,18 R⊕) 1 161 km (solied)
Oppervlakte	1,7657 km2 (0,035 Aardes)
Volume	6,979 km3 0,0064  Aardes)
Massa	(1,305 ± 0,007)22 kg (0,00218 M⊕) (0,178 mane)
Gem. digtheid	1,87 g/cm3
Ontsnapping- snelheid	1,212 km/s
Sideriese rotasieperiode	−6,387 230 dae 6 d 9 h 17 m 36 s
Rotasiespoed by ewenaar	47,18 km/h
Ashelling	119,591 ± 0,014° (tot wentelbaan)
Regte styging van noordpool	312,993°
Deklinasie	6,163°
	0,49–0,66 (geometries, varieer by 35%)
Oppervlak-temp.    Kelvin	min gem. maks 33 K 44 K 55 K
Skynmagnitude	13,65 tot 16,3 (hoof is 15,1)
Absolute magnitude	−0,7
Hoekgrootte	0,065" tot 0,115"
Atmosfeer
Oppervlakdruk	0,30 Pa (somer-maksimum)
Samestelling	stikstof, metaan, koolstofmonoksied

Van die oomblik van sy ontdekking in 1930 tot in 2006 is Pluto as die Sonnestelsel se negende planeet beskou. In die laat 20ste en vroeë 21ste eeu is baie voorwerpe soortgelyk aan Pluto in die buitenste dele van die Sonnestelsel ontdek, waaronder die verstrooideskyfvoorwerp Eris. Op 24 Augustus 2006 het die Internasionale Sterrekundevereniging (IAU) die term "planeet" vir die eerste keer gedefinieer. Hierdie definisie het Pluto van sy titel as planeet ontneem en dit is in 'n nuwe kategorie, dwergplanete, geklassifiseer saam met Ceres, Haumea, Makemake en Eris. Ná die herklassifisering is Pluto ook op die lys kleinplanete gevoeg en is die nommer 134340 aan hom toegewys. Sommige sterrekundiges meen Pluto, asook van die ander dwergplanete, behoort as planete beskou te word.

Pluto kom in die Kuipergordel voor en soos ander lede van die gordel, bestaan dit hoofsaaklik uit rots en ys en is dit relatief klein: sy massa is ongeveer 'n vyfde van die Aarde se maan s'n en sy volume 'n derde. Sy deursnee is 2 370 km. Pluto is kleiner as sewe mane in die Sonnestelsel en het 'n eksentrieke wentelbaan met 'n hoë inklinasie wat wissel van 29 tot 49 AE (4,3–7,3 miljard km) van die Son af. Dit is soms nader aan die son as die planeet Neptunus.

Op 14 Julie 2015 was die ruimtetuig New Horizons die eerste tuig wat by Pluto verbygevlieg het. Dit het vir Nasa mates en foto's van Pluto en sy mane geneem. Daar is onder meer vasgestel Pluto is 50 km groter as wat aanvanklik bereken is, en dus groter as Eris.

Pluto en sy grootste natuurlike satelliet, Charon, word dikwels as 'n dubbelstelsel beskou omdat die twee liggame om hul massamiddelpunt wentel en nie om mekaar nie. Die IAU het egter nog nie 'n formele definisie vir tweeledige dwergplanete nie en tot dan bly Charon 'n maan van die dwergplaneet Pluto. Pluto het ook vier kleiner mane, onder meer Nix en Hidra, wat in 2005 ontdek is. Op 28 Junie 2011 het die Hubble-ruimteteleskoop Kerberos ontdek en op 11 Julie 2012 die laaste maan, Styx.

Ontdekking

In die 1840's het Urbain Le Verrier klassieke meganika gebruik om die posisie te voorspel van die toe nog onontdekte planeet Neptunus nadat hy versteurings in die wentelbaan van Uranus ontleed het. Daaropvolgende waarnemings van Neptunus in die laat 19de eeu het sterrekundiges laat glo Uranus se wentelbaan word deur nog ’n planeet benewens Neptunus beïnvloed.

 

In 1906 het Percival Lowell, ’n ryk Bostoniet wat die Lowell-sterrewag in 1894 in Flagstaff, Arizona gestig het, ’n duur projek begin op soek na ’n moontlike negende planeet, wat hy "Planeet X" genoem het. Teen 1909 het Lowell en die Amerikaanse sterrekundige William H. Pickering verskeie moontlike koördinate voorgestel vir so ’n planeet. Lowell en sy sterrewag het gesoek tot met sy dood in 1916, maar vergeefs. Sonder dat hy dit besef het, is twee dowwe beelde van Pluto op 19 Maart en 7 April 1915 op sy opnames vasgevang, maar daar is nie besef wat dit was nie.

Daar was 14 ander bekende "ontdekkings" van Pluto; die eerste was op 20 Augustus 1909 by die Yerkes-sterrewag.

Weens ’n regstryd van 10 jaar met Constance Lowell, Percival se weduwee wat die sterrewag se miljoen-dollar-deel van sy erfenis vir haarself wou hê, is die soektog na Planeet X eers in 1929 voortgesit toe die direkteur, Vesto Slipher, die taak om Planeet X op te spoor oorgelaat het aan Clyde Tombaugh, ’n 23-jarige man van Kansas wat pas by die Lowell-sterrewag aangesluit het, omdat Slipher beïndruk was deur ’n voorbeeld van sy sterrekundige tekeninge.

Tombaugh het die naglug sistematies in pare foto's vasgevang en elke paar ondersoek om te bepaal of enige voorwerpe van posisie verander het. Hy het vinnig heen en weer tussen die fotografiese plate beweeg om die illusie van beweging te skep van enige voorwerp wat van posisie verander het. Op 18 Februarie 1930, ná ’n soektog van byna twee jaar, het Tombaugh ’n moontlik bewegende voorwerp geïdentifiseer op plate wat op 23 en 29 Januarie van daardie jaar geneem is.

’n Foto van swakker gehalte wat op 21 Januarie geneem is, het gehelp om die beweging te bevestig. Nadat die sterrewag nog foto's gekry het wat die beweging bevestig, is die nuus van die bevindings op 13 Maart 1930 na die Harvardkollege-sterrewag gestuur.

Naam

Die ontdekking het wêreldwyd die hoofnuus gehaal. Die Lowell-sterrewag, wat vanweë die ontdekking die reg gehad het om die voorwerp ’n naam te gee, het meer as duisend voorstelle van oor die wêreld ontvang wat gewissel het van Atlas tot Zymal. Tombaugh het Slipher aangespoor om gou ’n naam te kies voordat iemand anders dit doen. Constance Lowell het die naam Zeus voorgestel, toe Percival en eindelik Constance. Dié voorstelle is verwerp.

Die naam Pluto, na aanleiding van die mitologiese god van die onderwêreld, is voorgestel deur Venetia Burney (1918–2009), toe ’n 11-jarige skoolmeisie van Oxford, Engeland, wat geïnteresseerd was in klassieke mitologie.

Die voorwerp het op 24 Maart 1930 amptelik ’n naam gekry. Elke lid van die Lowell-sterrewag is toegelaat om uit ’n kortlys van name te kies: Minerva (wat reeds die naam van ’n asteroïde was), Cronus (wat nie gewild was nie) en Pluto. Pluto het al die stemme gekry. Die naam is op 1 Mei 1930 aangekondig.

By die aankondiging het Venetia se oupa vir haar die ekwivalent van £5 (gelyk aan R5 563 in 2015) gegee as ’n beloning.

Die keuse van die naam is gedeeltelik geïnspireer deur die feit dat die eerste twee letters van Pluto die voorletters van Percival Lowell is. Pluto se sterrekundige simbool ( , Unicode U+2647, ♇) is toe geskep as ’n monogram uit die letters "PL". Pluto se astrologiese simbool lyk soos dié van Neptunus ( ), maar het ’n sirkel in die middel in plaas van die middelste deel van die vurk ( , Unicode U+2BD3, ⯓).

Die naam het gou byval gevind. In 1930 was Walt Disney oënskynlik daardeur geïnspireer toe hy Mickey Muis se hond, Pluto, geskep het, hoewel Disney se animeerder Ben Sharpsteen nie kon bevestig waar die naam vandaan kom nie. In 1941 het Glenn T. Seaborg ’n nuut ontdekte element plutonium genoem ter ere van Pluto nadat die element uraan na Uranus en neptunium na Neptunus genoem is.

Twyfel oor massa

Toe Pluto eers gevind is, het sy dofheid twyfel laat ontstaan oor of dit wel Lowell se Planeet X is. Ramings van Pluto se massa het deur die 20ste eeu al hoe kleiner geword.

Sterrekundiges het aanvanklik sy massa bereken volgens die veronderstelde invloed wat dit op Neptunus en Uranus gehad het. In 1931 is bereken Pluto het min of meer dieselfde massa as die Aarde, maar in 1948 is die raming afgebring na dié van Mars. In 1976 het Dale Cruikshank, Carl Pilcher en David Morrison van die Universiteit van Hawaii Pluto se albedo vir die eerste bereken en bevind dit stem ooreen met dié van metaanys; dit sou beteken Pluto is baie helder vir sy grootte en kon dus nie meer as een persent van die massa van die Aarde wees nie. (Pluto se albedo is 1,3–2 keer so groot soos die Aarde s'n.)

In 1978 het die ontdekking van Pluto se maan Charon dit vir die eerste keer moontlik gemaak om Pluto se massa min of meer akkuraat te bereken: sowat 0,2% dié van die Aarde, en heeltemal te klein om die afwykings in Uranus se wentelbaan te verduidelik. Daaropvolgende soektogte na ’n alternatiewe Planeet X, veral deur Robert Sutton Harrington, het misluk. In 1992 het Myles Standish data van Voyager 2 se verbyvlug van Neptunus in 1989 gebruik om sy swaartekraginvloed op Uranus te herbereken. Met die nuwe syfers het die afwykings, en dus die soeke na Planeet X, nie meer sin gemaak nie. Vandag stem die meeste sterrekundiges saam dat Planeet X, soos Lowell dit gedefinieer het, nie bestaan nie. Lowell het in 1915 ’n wentelbaan en posisie vir Planeet X voorspel wat taamlik ooreenstem met dié van Pluto destyds, maar Ernest W. Brown het gou ná Pluto se ontdekking gemeen dit is toeval, en dié mening word vandag nog gehuldig.

Klassifikasie

Sedert 1992 is baie hemelliggame in dieselfde gebied as Pluto ontdek, wat gewys het Pluto is een van baie voorwerpe in die Kuiper-gordel. Dit het sy amptelike status as planeet omstrede gemaak, en baie mense het gewonder of Pluto beskou moet word as bloot een van die Kuiper-gordelvoorwerpe of nie. Die direkteurs van museums en planetariums het dikwels omstredenheid veroorsaak deur Pluto uit te laat uit planetêre modelle van die Sonnestelsel. Die Hayden-planetarium het in Februarie 2000 heropen ná opknappingswerk – met ’n model van net agt planete. Dit het ’n jaar later die hoofopskrifte gehaal.

Namate voorwerpe van min of meer Pluto se grootte in dieselfde omgewing ontdek is, het baie gemeen die planeet moet herklassifiseer word as ’n Kuiper-gordelvoorwerp, nes Ceres, Pallas, Juno en Vesta eindelik hul planeetstatus verloor het ná die ontdekking van baie ander asteroïdes. Op 29 Julie 2005 is die ontdekking van nog ’n trans-Neptunus-voorwerp, Eris, aangekondig. Daar is geglo dit is heelwat groter as Pluto. Sy ontdekkers en die media het dit aanvanklik die tiende planeet genoem, hoewel daar geen amptelike konsensus was dat dit wel ’n planeet is nie. Al hoe meer mense het begin glo Pluto moet herklassifiseer word.

IAU-klassifikasie

Die debat het op 24 Augustus 2006 ’n hoogtepunt bereik toe die Internasionale Sterrekundevereniging (IAU) ’n amptelike definisie vir die term "planeet" opstel. Daarvolgens moet ’n voorwerp aan drie hoofkriteria voldoen om ’n planeet genoem te kan word:

1. Die voorwerp moet om die Son wentel.
2. Dit moet groot genoeg wees sodat sy swaartekrag hom rond gedruk het (dit moet dus in hidrostatiese ewewig wees).
3. Dit moes sy wentelbaan "skoongevee" het van ander voorwerpe.

Pluto voldoen nie aan die derde kriterium nie omdat sy massa net 0,07 keer so groot is as dié van die res van die voorwerpe in sy wentelbaan (die Aarde se massa is in vergelyking 1,7 miljoen keer so groot as die res van die voorwerpe in sy wentelbaan). Die IAU het verder besluit voorwerpe wat nie aan die derde kriterium voldoen nie, sou dwergplanete genoem word. Op 13 September 2006 het die IAU Pluto, Eris en Eris se maan Disnomia ook ingesluit in hul katalogus van kleinplanete; hulle het die kleinplaneetname "(134340) Pluto", "(136199) Eris" en "(136199) Eris I Disnomia" bygekry. As Pluto met sy ontdekking in 1930 in die katalogus ingesluit is, sou dit die syfer 1164 voor sy naam gekry het, ná 1163 Saga wat ’n maand tevore ontdek is.

Daar is redelike onmin in die sterrekundegemeenskap oor Pluto se herklassifikasie. Alan Stern, hoofondersoekbeampte van Nasa se New Horizons-sending na Pluto, is ’n groot teenstander van die IAU-besluit. Hy is van mening dat nie die Aarde, Mars, Jupiter of Neptunus hul wentelbane skoongevee het nie en het gesê: "Die New Horizons-projek […] sal nie die IAU se planeetdefinisie-besluit van 24 Augustus 2006 aanvaar nie." Volgens hom het minder as vyf persent van sterrekundiges vir die herklassifikasie gestem en dus is hul besluit nie verteenwoordigend van die hele sterrekundegemeenskap nie. Ook Marc W. Buie, destyds van die Lowell-sterrewag, het daarteen beswaar gemaak. Ander, soos Mike Brown, die sterrekundige wat Eris ontdek het, steun die IAU se besluit. Brown het gesê dit moes eindelik gebeur. "Die wetenskap korrigeer homself op die ou end, selfs wanneer sterk emosies betrokke is."

Die publiek se reaksie was uiteenlopend. Baie aanvaar die klassifikasie, terwyl petisies steeds opgestel word om die IAU te probeer oorreed om die besluit te herroep. Die huis van verteenwoordigers van Nieu-Mexiko het ’n resolusie ter ere van Clyde Tombaugh, die ontdekker, wat lank in dié deelstaat gewoon het, aanvaar wat verklaar dat Pluto altyd as ’n planeet beskou sal word terwyl dit in dié deelstaat se naglug is en dat 13 Maart 2007 die dag van Pluto die planeet is. Die senaat van Illinois het in 2009 ’n soortgelyke resolusie aanvaar; Tombaugh is in Illinois gebore. Volgens die resolusie is Pluto "onregverdig tot ’n dwergplaneet gedegradeer".

In 2006 het die American Dialect Society "plutoed" as sy woord van die jaar aanvaar. Om te "pluto" is "om iemand of iets te degradeer of devalueer".

 

Pluto (rooi boog) voltooi een omwenteling om die Son (middel) vir elke 247,68 omwentelings van die Aarde. Die donkerblou voorwerp is Neptunus.

 

Pluto se wentelbaan (rooi) met betrekking tot die Sonnebaan.

 

Dié skets wys Pluto se elliptiese wentelbaan (rooi) van bo af in verhouding met Neptunus se wentelbaan (blou). Pluto is soms nader aan die Son as Neptunus. Die donkerder dele van die bane wys waar hulle onder die vlak van die sonnebaan beweeg.

Pluto se wentelperiode is 248 aardjare. Sy wenteleienskappe verskil taamlik van die ander planete s’n – hulle volg feitlik sirkelvormige wentelbane om die Son op ’n plat vlak wat die sonnebaan genoem word. Pluto se wentelbaan, daarenteen, lê meer as 17° skuins met betrekking tot die sonnebaan en is eksentries (ellipties). Hierdie eksentrisiteit lei daartoe dat ’n klein deel van Pluto se wentelbaan binne dié van Neptunus lê. Die Pluto-Charon-stelsel se massamiddelpunt het op 5 September 1989 sy perihelium (naaste afstand aan die Son) bereik en was tussen 7 Februarie 1979 en 11 Februarie 1999 die laaste keer nader aan die Son as Neptunus.

Op lang termyn is Pluto se wentelbaan chaoties. Hoewel rekenaarsimulasies gebruik kan word om sy wentelbaan vir die volgende en die afgelope paar miljoen jaar te voorspel, word voorspellings ná meer as 10-20 miljoen jaar spekulatief: Pluto is sensitief vir onmeetbaar klein details van die Sonnestelsel; dit is faktore wat moeilik is om te voorspel en wat eindelik sy wentelbaan sal verander.

Verhouding met Neptunus

Al lyk dit of Pluto se wentelbaan dié van Neptunus kruis as ’n mens dit van bo af sien, lê die twee voorwerpe so dat hulle nooit sal bots of selfs naby mekaar sal kom nie. Daar is verskeie redes hiervoor.

Die eenvoudigste rede is dat die twee wentelbane mekaar nie werklik kruis nie. Wanneer Pluto die naaste aan die Son is, en dus die naaste aan Neptunus se wentelbaan soos van bo af gesien, is dit ook die verste bo Neptunus se pad. Pluto se wentelbaan loop sowat 8 astronomiese eenhede (AE) bo dié van Neptunus verby.

Dit alleen is nie genoeg om ’n botsing te voorkom nie, want steurings wat deur die planete (veral Neptunus) veroorsaak word, kan Pluto se wentelbaan (soos sy wentelpresessie) oor miljoene jare verander. Daar is egter ook ander faktore by betrokke. Die belangrikste hiervan is dat Pluto in ’n baanresonansie van 2:3 met Neptunus is: vir elke twee omwentelings van Pluto om die Son, voltooi Neptunus drie. Die twee voorwerpe keer dan terug na hul aanvanklike posisies en die siklus begin van voor af – elke siklus duur sowat 500 jaar. Hierdie patroon is sodanig dat die eerste keer wat Pluto, in ’n siklus van 500 jaar, naby perihelium is, Neptunus meer as 50° "agter" Pluto is. Teen Pluto se tweede perihelium het Neptunus nog een en ’n half omwentelings voltooi, en sal dit dus dieselfde afstand "voor" Pluto wees. Die naaste wat die twee voorwerpe aan mekaar kom, is 17 AE, wat verder is as Pluto se minimum afstand van Uranus af (11 AE).

Die resonansie van 2:3 is oor miljoene jare hoogs stabiel. Dit voorkom dat hulle naby mekaar kom; die siklus verloop altyd dieselfde en keer dat die twee wentelbane mekaar kruis. Al was Pluto se wentelbaan dus nie eksentriek nie, sou die twee liggame steeds nooit gebots het nie.

Rotasie

Pluto se rotasieperiode, dus die lengte van sy dag, is 6,39 dae op Aarde. Nes Uranus, roteer Pluto op sy "kant" op sy wentelvlak, met ’n aksiale helling van 120°. Sy seisoene is dus ekstreem; met sy sonstilstande het ’n kwart van sy oppervlak aaneenlopende daglig, terwyl ’n ander kwart aaneenlopend in donkerte gehul is. Daglig op Pluto is swak en stem ooreen met skemerte op Aarde; Nasa het ’n "Plutotydrekenaar" aanlyn beskikbaar gestel waar gesien kan word wanneer die lig op Aarde ooreenstem met helder daglig op Pluto. ’n Voorbeeld: op 13 Julie 2015, by die koördinate van die Applied Physics Laboratory, waar New Horizons gebou is, was Plutotyd 20:38, vier minute ná die sigbare sonsondergang om 20:34.

Kwasi-satelliet

Minstens een klein voorwerp, (15810) 1994 JR₁, is ’n kwasi-satelliet van Pluto; dit is in ’n spesifieke soort wentelbaanverhouding met die dwergplaneet. Dit is al die afgelope 100 000 jaar ’n kwasi-satelliet en sal dit moontlik vir die volgende 250 000 jaar bly. Daar kan ook ander liggame wees wat Pluto se wentelbaan deel.

 

 

 

Vanweë Pluto se afstand van die Aarde af is ’n diepte-ondersoek van die dwergplaneet van hier af moeilik. Wanneer wetenskaplikes data van die tuig New Horizons aflaai ná sy verbyvlug van Pluto op 14 Julie 2015, sal dit meer inligting kan verskaf.

Oppervlak

Pluto se oppervlak bestaan uit meer as 98% stikstofys, met spore van metaan en koolstofmonoksied. Die deel van die dwergplaneet wat na sy maan Charon gedraai is, bevat meer metaanys en die teenoorgestelde kant meer stikstof- en koolstofmonoksiedys. Pluto se oppervlak wissel baie, en die kleur en helderheid verskil grootliks van plek tot plek. Dit is een van die mees kontrasterende liggame in die Sonnestelsel. Kleure wissel van steenkoolswart tot donkeroranje en wit. Sy kleur is baie soos dié van Io, met effens meer oranje, en baie minder rooi as Mars.

’n Eienskap wat uitstaan, is die ligte, hartvormige ligte gebied wat voorlopig "Tombaugh Regio" genoem word, na die ontdekker van Pluto. Die grootste deel daarvan lê in Pluto se noordelike halfrond. Daar word vermoed hierdie kraterlose gebied is minder as 100 miljoen jaar oud en moontlik nog besig om geologies te vorm. Stroke in dié gebied kon deur winde veroorsaak gewees het.

Interne struktuur

Pluto se digtheid is 2,03±0,06 g/cm³. Omdat die verval van radio-aktiewe elemente die ys eindelik genoeg sou verhit om van die rots geskei te raak, verwag wetenskaplikes dat Pluto se rotsagtige materiaal ’n digte kern vorm wat deur ’n mantel van waterys bedek word. Die deursnee van die kern word op sowat 1 700 km geraam; dit is 70% van Pluto se deursnee. Dit is moontlik dat dié verhitting steeds plaasvind en by die grens tussen die kern en die mantel ’n oseaanlaag van vloeibare water onder die oppervlak skep wat sowat 100 tot 180 km dik is.

Pluto se massa is 1,31×10²² kg, minder as 0,24% van die Aarde s'n, en sy deursnee is 2 370 km. Sy oppervlakte is 1,665×10⁷ km², of feitlik dieselfde as dié van Rusland. Sy oppervlakswaartekrag is 0,063g (in vergelyking met 1g vir die Aarde).

Die ontdekking van Pluto se maan Charon in 1978 het wetenskaplikes in staat gestel om die massa van die Pluto-Charon-stelsel te meet deur die toepassing van Newton se formulering van Kepler se derde wet. Dansky waarnemings van Pluto se verduistering deur Charon kon hulle Pluto se deursnee akkurater vasstel, terwyl die uitvinding van aanpassingsoptiek hulle toegelaat het om sy vorm beter vas te stel.

 

Met ’n massa van minder as 0,2 maanmassas, is Pluto se massa baie kleiner as dié van ons Sonnestelsel se rotsplanete en selfs dié van sewe mane: Ganimedes, Titaan, Callisto, Io, die Maan, Europa en Triton. Die massa is baie kleiner as wat vermoed is voordat Charon ontdek is.

Pluto se deursnee is twee keer dié van die dwergplaneet Ceres, die grootste voorwerp in die asteroïdegordel. Sy massa is kleiner as dié van die dwergplaneet Eris, ’n trans-Neptunus-voorwerp wat in 2005 ontdek is, hoewel sy deursnee groter is (2 370 km teenoor Eris se 2 326 km).

Die bepaling van Pluto se grootte is bemoeilik deur sy atmosfeer en moontlike koolwaterstof-newels. In Maart 2014 het Lellouch, De Bergh e.a. bevindings gepubliseer oor metaanmengselverhoudings in Pluto as atmosfeer wat ooreenstem met ’n Plutoniese deursnee van meer as 2 360 km, met 2 368 km as ’n "beste raaiskoot". Op 13 Julie 2015 is met foto's en ander inligting van New Horizons vasgestel Pluto het ’n deursnee van 2 370 km.

 

Pluto het ’n dun atmosfeer wat bestaan uit stikstof (N₂), metaan (CH₄) en koolstofmonoksied (CO) wat in ewewig met hul ys op Pluto se oppervlak is. Die oppervlakdruk wissel van 0,65 tot 2,4 Pa; dit is rofweg ’n miljoen tot 100 000 keer minder as die Aarde se atmosferiese druk. Die dwergplaneet se elliptiese wentelbaan het waarskynlik ’n groot invloed op sy atmosfeer: wanneer Pluto weg van die Son af beweeg, sal sy atmosfeer moontlik meer vries. Wanneer Pluto nader aan die Son is, sal die temperatuur van sy soliede oppervlak toeneem en dit sal veroorsaak dat die ys sublimeer. Nes sweet die liggaam afkoel terwyl dit van die vel af verdamp, sal hierdie sublimasie Pluto se oppervlak afkoel.

Die teenwoordigheid van metaan, ’n kragtige kweekhuisgas, in Pluto se atmosfeer skep ’n temperatuur-inversie (’n toename van temperatuur in hoogte), met gemiddelde temperature van 36 K hoër by 10 km bo die oppervlak. Die laer atmosfeer bevat ’n hoër konsentrasie metaan as die boonste atmosfeer.

Selfs al beweeg Pluto weg van die Son, was die atmosfeerdruk in 2002 (0,3 Pa) hoër as in 1988, omdat Pluto se noordpool in 1987 vir die eerste keer in 120 jaar uit die skadu beweeg het; dit het veroorsaak dat ekstra stikstof van dié poolgebied begin sublimeer het. Dit sal dekades neem vir hierdie stikstof om uit die atmosfeer te kondenseer terwyl dit vries op Pluto se nou voortdurend donker suidpool.

Hoofartikel: Pluto se natuurlike satelliete

Pluto het vyf bekende natuurlike satelliete: Charon, wat in 1978 eerste deur die sterrekundige James Christy geïdentifiseer is; Nix en Hidra, wat albei in 2005 ontdek is; Kerberos (2011); en Styx (2012). Die mane se wentelbane is sirkelvormig (eksentrisiteit < 0,006) en op dieselfde vlak as Pluto se ewenaar (inklinasie < 1°), en dus met ’n helling van sowat 120° relatief tot Pluto se wentelbaan.

Naam		Foto	Deursnee (km)	Massa (×1019 kg)	Halfas (km)	Wenteltyd (dae)	Wenteltyd t.o.v. Charon	Eksentrisiteit	Inklinasie (Pluto-ewenaar)	Skynbare magnitude	Ontdekkings- datum
Pluto			2 370 ± 20	1 305 ± 7	2 035	6,387230	1:1	0,0022	0,001°	15,1	1930
Pluto I	Charon		1 208	158,7 ± 1,5	17 536 ± 3	6,387230	1:1	0,0022	0,001°	16,8	1978
Pluto V	Styx		10–25		42 413	20,1617	1:3,16	0,00001	0,0°	27	2012
Pluto II	Nix		c. 42 × 36	0,005 ± 0,004	48 690	24,8548	1:3,89	0,00000	0,0°	23,7	2005
Pluto IV	Kerberos		13–34	0,002 ± 0,001	57 750	32,1679	1:5,04	0,00000	0,4°	26	2011
Pluto III	Hidra		c. 55 × 40	0,005 ± 0,004	64 721	38,2021	1:5,98	0,00554	0,3°	23,3	2005

 

Die Plutoniese stelsel is baie kompak: die vyf bekende mane wentel in die binneste 3% van die streek waar prograde wentelings (in dieselfde rigting as die dwergplaneet) stabiel sal wees. Charon is die naaste aan Pluto; dit is groot genoeg om in hidrostatiese ewewig te wees en die stelsel se massamiddelpunt buite Pluto te laat lê. Net verder as Charon is die kleiner mane, onderskeidelik Styx, Nix, Kerberos en Hidra.

Die wentelperiodes van al die mane is in resonansie of naby-resonansie. Wanneer apsidale presessie in ag geneem word, is die wentelperiodes van Styx, Nix en Hidra in ’n verhouding van presies 18:22:33. Daar is ook ’n nabyverhouding van 3:4:5:6 in die periodes van Styx, Nix, Kerberos en Hidra met dié van Charon.

Die Pluto-Charon-stelsel is een van net ’n paar stelsels in die Sonnestelsel waarvan die massamiddelpunt buite die hoofliggaam lê; 617 Patroclus is ’n kleiner voorbeeld en die Son en Jupiter die enigste groter een. Dit en Charon se grootte in verhouding met Pluto s’n het daartoe gelei dat sommige sterrekundiges dit as ’n dubbeldwergplaneet beskou. Die stelsel is ook ongewoon in die sin dat die twee voorwerpe se rotasie met mekaar s’n gesinchroniseer is (nes die Aarde en die Maan s'n); Charon en Pluto wys altyd dieselfde kant na mekaar. Dit beteken ook die rotasieperiode van elk is gelyk aan die tyd wat dit die hele stelsel neem om om die massamiddelpunt te roteer.

Pluto se mane het vermoedelik gevorm ná ’n botsing vroeg in die bestaan van die Sonnestelsel tussen Pluto en ’n liggaam van min of meer dieselfde grootte. Die materiaal wat in die botsing uitgeskiet is, het saamgepak en die mane gevorm wat vandag om Pluto voorkom. Kerberos het egter ’n veel laer albedo as die ander mane en dit is moeilik om te verduidelik aan die hand van ’n groot botsing.

 

 

 

LINKS: Die Plutoniese stelsel: Pluto, Charon Styx, Nix, Kerberos en Hidra (Hubble-ruimteteleskoop, Julie 2012). MIDDEL: Pluto en Charon (New Horizons, Julie 2015). REGS: ’n Vergelyking van vier van die vyf mane se helderheid (kunstenaarsvoorstelling; Styx nie op skaal nie).

Pluto se oorsprong en identiteit het sterrekundiges lank laat kopkrap. ’n Vroeë hipotese was dat dit een van Neptunus se mane is wat deur ’n ander maan, dalk Triton, uit sy wentelbaan gestamp is. Dié idee is eindelik verwerp toe dinamiese studies van die twee planete se wentelbane gewys het dit is onmoontlik.

 

Pluto se ware plek in die Sonnestelsel het eers in 1992 duidelik geword toe nog klein ysvoorwerpe verder as Neptunus ontdek is wat nie net met Pluto ooreengestem het wat wentelbane betref nie, maar ook grootte en samestelling. Hierdie trans-Neptunus-streek is vermoedelik die bron van baie kortperiodekomete. Sterrekundiges glo nou Pluto is die grootste voorwerp in die Kuiper-gordel, ’n stabiele gordel van voorwerpe tussen 30 en 50 AE van die son af. Teen 2011 was opnames van die Kuiper-gordel tot ’n magnitude van 21 feitlik voltooi – as daar enige ander voorwerpe so groot soos Pluto is, sal dit verder as 100 AE van die Son af wees. Nes ander Kuiper-gordelvoorwerpe (KGV's) deel Pluto baie eienskappe met komete; die sonwind blaas byvoorbeeld Pluto se atmosfeer geleidelik weg, soos met ’n komeet. Sommige wetenskaplikes dink as Pluto so na aan die Son as die Aarde was, sou dit ’n roei (stert) soos ’n komeet ontwikkel het. Almal stem egter nie daarmee saam nie.

Hoewel Pluto die groootste voorwerp in die Kuiper-gordel is wat nog ontdek is, stem Neptunus se maan Triton (wat effens groter is) baie met hom ooreen wat geologie en atmosfeer betref. Die maan is vermoedelik ’n KGV wat deur Neptunus aangetrek is. Eris is feitlik net so groot soos Pluto (met ’n veel groter massa), maar is streng gesproke nie ’n KGV nie. Dit word eerder beskou as lid van ’n aangrensende groep liggame in die verstrooide skyf.

Talle KGV's is, nes Pluto, in ’n baanresonansie van 2:3 met Neptunus. KGV's met so ’n resonansie word "plutino's" genoem, na Pluto.

Nes ander KGV's, is Pluto vermoedelik ’n planetesimaal wat ’n afvalproduk is van die oorspronklike protoplanetêre skyf om die Son wat nie ten volle tot ’n planeet ontwikkel het nie. Baie sterrekundiges glo Pluto se huidige posisie is veroorsaak deur ’n skielike migrasie van Neptunus vroeg in die Sonnestelsel se vorming. Terwyl Neptunus weg van die Son beweeg het, het dit die voorwerpe in die Kuiper-gordel beïnvloed; dit het Triton in ’n wentelbaan aangetrek, ander in resonansie laat gaan en nog ander in chaotiese wentelbane gestamp. Die voorwerpe in die verstrooide skyf, ’n dinamies onstabiele strook wat met die Kuiper-gordel oorvleuel, is moontlik in hul huidige posisies geplaas deur wisselwerkings met Neptunus se migrerende resonansies.

’n Rekenaarsimulasie in 2004 deur Alessandro Morbidelli van die Côte d'Azur-sterrewag in Nice dui daarop dat Neptunus se migrasie na die Kuiper-gordel moontlik veroorsaak is deur die vorming van ’n resonansie van 1:2 tussen Jupiter en Saturnus. Dit kon ’n swaartekragstuwing veroorsaak het wat beide Uranus en Neptunus na groter wentelbane gedryf het en hulle plekke laat omruil het; so is Neptunus se afstand van die Son af verdubbel. Die daaropvolgende uitskiet van voorwerpe uit die proto-Kuiper-gordel kan die Groot Bombardement van die rotsplanete deur asteroïdes verduidelik van 600 miljoen jaar ná die vorming van die Sonnestelsel, asook die ontstaan van die Jupiter-trojane. Dit is moontlik dat Pluto ’n sirkelvormige wentelbaan sowat 33 AE van die Son af kon gehad het voordat Neptunus se migrasie hom versteur het. Volgens die Nice-model moes daar sowat duisend Pluto-grootte-voorwerpe in die oorspronklike protoplanetêre skyf gewees het, onder meer Triton en Eris.

Waarneming

 

Pluto se skynbare magnitude is gemiddeld 15,1, en dit verhelder tot 13,65 met sy perihelium (hoe laer die magnitude, hoe helderder die voorwerp). ’n Teleskoop is nodig om dit te sien; dit moet verkieslik ’n lensopening van sowat 30 cm hê. Pluto lyk soos ’n ster deur selfs groot teleskope vanweë sy skynbare deursnee van net 0,11".

Die vroegste kaarte van Pluto, wat in die laat 1980's gemaak is, was helderheidskaarte wat geskep is met behulp van waarnemings van verduistering deur Pluto se grootste maan, Charon. Waarnemings is gemaak van die verandering in die algehele gemiddelde helderheid van die Pluto-Charon-stelsel tydens die verduisterings. As ’n ligte deel van Pluto verduister word, is daar byvoorbeeld ’n groter verandering in helderheid as wanneer ’n donker deel verduister word. Rekenaars kan gebruik word om met behulp van baie sulke verduisterings ’n helderheidskaart te maak. Met dié metode kan ook tred gehou word met helderheidsveranderings oor ’n lang tyd.

Beter kaarte is gemaak van foto's wat deur die Hubble-ruimteteleskoop geneem is. Dit het ’n groter resolusie gehad en baie meer detail gewys, en daarmee kon veranderings oor groot dele waargeneem word, onder meer poolstreke en groot helder kolle. Dit was die beste beelde van Pluto tot met die verbyvlug van die ruimtetuig New Horizons in Julie 2015, want Hubble se twee kameras wat vir die kaarte gebruik is, was nie meer in werking nie.

Verkenning

 

Pluto hou groot uitdagings vir ’n waarnemingstuig in vanweë sy klein massa en groot afstand van die Aarde af. Voyager 1 kon Pluto besoek het, maar die tuig se beheerders het ’n nabye verbyvlug van Saturnus se maan Titaan verkies, en dit kon nie met ’n verbyvlug van Pluto versoen word nie. Voyager 2 het nooit ’n baan gevolg wat verby Pluto loop nie.

Daar was geen ernstige poging om Pluto met ’n ruimtetuig te verken voor die laaste dekade van die 20ste eeu nie. In Augustus 1992 het die JPL-wetenskaplike Robert Staehle Pluto se ontdekker, Clyde Tombaugh, gebel en sy toestemming gevra om die planeet te besoek. Nasa het egter die Pluto Kuiper Express-sending gekanselleer en stygende koste en vertragings as rede aangevoer.

Ná ’n intense politieke stryd het ’n ander sending, wat New Horizons gedoop is, in 2003 befondsing van die Amerikaanse regering gekry. New Horizons is op 19 Januarie 2006 gelanseer. Die projekleier, Alan Stern, het bevestig dat die tuig van die as van Clyde Tombaugh, wat in 1997 oorlede is, aan boord het.

New Horizons het laat in September 2006 sy eerste waarneming van Pluto gedoen. Foto's is op ’n afstand van sowat 4,2 miljard kilometer geneem. Vroeg in 2007 het die tuig ’n kraghupstoot van Jupiter se swaartekrag gekry.

Die tuig het op 14 Julie 2015 sy naaste punt aan Pluto bereik – ná ’n reis van 3 462 dae deur die Sonnestelsel. Wetenskaplike waarnemings van Pluto het vyf maande voor dié tyd begin en sal nog lank daarna voortduur. Talle instrumente word gebruik om die geologie, vorm en samestelling van Pluto en Charon te bepaal, asook om Pluto se atmosfeer te ontleed. New Horizons het ook hoëresolusiefoto's van Pluto en Charon se oppervlakke geneem. Data sal nog tot laat in 2016 van die tuig afgelaai word.

• New Horizons-webtuiste
• Pluto Profile Geargiveer 29 Julie 2012 op Wayback Machine at Nasa se "Solar System Exploration"-webtuiste
• Nasa se "Pluto factsheet"
• Webtuiste van die sterrewag wat Pluto ontdek het
• Teleskoopfoto's van die Plutoniese stelsel van die Aarde af geneem Geargiveer 5 November 2012 op Wayback Machine
• Keck-infrarooibeeld van die Pluto-stelsel
• Gray, Meghan (2009). "Pluto". Sixty Symbols. Brady Haran vir die Universiteit van Nottingham.
• Pluto soos deur die jare gesien (Nasa; gif-animasie; 15 Julie 2015).

• Wiki Afrikaans  Wiki Commons het meer media in die kategorie Pluto.
•   Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse Wiki