Патуљасти планет Плутон и његов систем од пет месеци отприлике су тајанствени колико и подземни свет антике, који је инспирисао њихова имена. Просечно око 3, 7 милијарди миља од Земље, Плутон је једина од првобитних девет планета коју још увек треба посматрати изблиза - мада ће се то променити када сонда Нев Хоризонс изврши прелет средином јула. Такође има непотврђен број месеци, што доводи до компликација израчунавања орбиталних путања.
Сличан садржај
- Сонда Плутона проналази изненађења уочи свог блиског сусрета
- Виллиам Схатнер отмица се такмичи за именовање Плутонског Месеца
„Ако сте анкетирали мој научни тим, сасвим сам сигуран да би се већина изненадила да не нађе више месеци“, каже Алан Стерн, главни истраживач мисије Нев Хоризонс. „Питање је да ли ћемо пронаћи 2, или 10 или 20? Не бих ставио улоге на нулу. "
Нова студија објављена ове недеље у часопису Натуре помаже нам да боље разумемо орбите Плутона познатих месеци, што заузврат може дати трагове механици егзопланета који круже око близаначких звезда. Али рад такође указује на неке недоследности које сугеришу да је формирање ових месеци још увек загонетка.
Плутон и његов највећи месец, Цхарон, су закључани у бинарном плесу, који орбитирају око средишта масе због свог гравитационог утицаја једни на друге. Четири друга позната сателита у овом систему - Стик, Ник, Керберос и Хидра - такође су у орбити око заједничког центра, а не самог Плутона. То значи да имају чудне колебање у својим скоро-кружним орбитама и да се понашају другачије од осталих луна у Сунчевом систему.
Овај сложен орбитални однос, заједно са потешкоћама посматрања удаљеног система, отежао је схватити како су се формирали Плутон и његова породица. Водећа теорија је да је, попут џиновског удара који је формирао Земљин месец, Цхарон рођен када се велики предмет разбио у Плутон током насилног формирања Сунчевог система, а остали мали месеци нагомилани од остатака остатака.
Слике са Нев Хоризона снимљене у априлу приказују како Плутон и Цхарон круже око заједничког средишта масе. (Анимирани гиф од НАСА / Јохнс Хопкинс Университи Лабораторија за примењену физику / Соутхвест Ресеарцх Институте) „Још нас збуњује начин формирања система“, каже коаутор студије Марк Сховалтер, виши научник за истраживање на Институту за тражење изванземаљске интелигенције (СЕТИ). „Мислим да сви верују да се, у неком тренутку далеке прошлости, велики предмет насукао у„ прото-Плутон “и луне настале из облака крхотина. Међутим, након те тачке приче, детаљи постају врло шкакљиви. "
Сада, анализа података прикупљених из свемирског телескопа Хуббле након открића Кербероса и Стика указује да је Стик закључан у орбиталну резонанцу с Ником и Хидром, подржавајући теорију удара. Орбитална резонанца је када више тела врши редован, периодични гравитациони утицај једни на друге тако да комплетирају своје орбите по предвидивом обрасцу. Најпознатији пример је Лапласова резонанца Јупитерових три месеца, Јоа, Европе и Ганимеда, који имају орбиталну резонанцу 1: 2: 4. То значи да Ио орбитира Јупитером четири пута за сваку ротацију Ганимедеја, док Еуропа орбитира два пута у том истом времену.
Математички модели Сховалтера показују да су резонанције свих пет Плутонских луна могле да буду закључане у однос 1: 3: 4: 5: 6 након удара који стварају Харон, што је веома близу тренутном односу орбиталних периода за Плутонске месеце. Ова теорија такође објашњава преосталу резонанцу Стика, Ника и Хидра. Али постоји један компликовајући фактор: остала тела у систему Плутона убацују хаос у иначе стабилну конфигурацију тих месеци.
Чини се да су Стик, Ник и Хидра већину времена закључани у резонанци, али Ник и Хидра су повремено бачени у хаос и тешко је утврдити узрок. Хаотичне орбите настају када се осовина ротације не-сферног објекта значајно њише, спречавајући га да падне у синхрону орбиту. На пример, Сатурнов „сунђерасти“ месечни хиперион ротира се хаотично, на пример, и астрономи верују да је његово кретање у колебању узроковано Хиперионовом орбиталном резонанцом 3: 4 са већим месечевим Титаном. Али нови фотометријски и динамички модели које покреће Сховалтер сугерирају да бинарни систем попут Плутона и Цхарона такође може узроковати да се несферичне луце каотично окрећу, па чак и са хаотичним орбитама Ника и Хидра, сценариј удара и даље изгледа вјероватно.
Хуббле слика из 2012. снимила је Плутона са својих пет познатих месеци. (НАСА, ЕСА и М. Сховалтер (СЕТИ институт)) Керберос, међутим, баца главни кључ у теорију удара. На основу података посматрања из Хуббле-а, Ник и Хидра изгледају као сјајни предмети, слично Цхарону. Али Керберос делује много мрачније. Са масом која је отприлике једна трећина масе Ника и Хидра, Керберос одбија само око 5 процената толико сунчеве светлости. Ако би Плутон мањи луни били формирани од састављеног материјала једног већег судара, тада би имали директан однос између величине и светлине. Хетерогени сателитски систем, какав је Плутон, чини се, остаје загонетка.
"Ово је истраживање помало налик археологији", каже Сховалтер. "Управо смо пронашли неколико комада древне керамике, али још не знамо како се могу уклопити."
Летење Новог хоризонта система Плутона 14. јула помоћи ће да одговоре на многа питања постављена у природи . Инструменти на Нев Хоризонсу моћи ће да утврде да ли је Керберос заиста тамнији од осталих месеци, па ће вршити тачна мерења облика свих Плутонских месеци. Можда најзанимљивије, летеће ће открити да ли постоје било који други месец или прстен који утиче на сложену орбиталну механику система Плутона.
"Сваки планетарни систем има причу о формирању", објашњава Сховалтер. „Разумевање њихове историје помаже нам да разумемо друге врсте астрофизичких дискова, укључујући галаксије и егзопланетарне системе. Много је познатих "циркуминарних планета" које орбитирају око две звезде уместо једне - помисли Луке Скивалкер при заласку сунца на Татооине. Мислим да нам систем Плутон показује нове детаље о раду ових много већих динамичких система. “
