سیاره‌ای کوتوله‌ با قلب یخی و حقایق اسرارآمیز

ایسنا/پلوتون تا سال ۲۰۰۶ به ‌عنوان نهمین سیاره منظومه شمسی در نظر گرفته می‌شد، اما در آن سال به جایگاه «سیاره کوتوله» تنزل پیدا کرد. چرا دانشمندان چنین تصمیمی گرفتند؟ چه ویژگی‌هایی پلوتون را منحصربه‌فرد می‌کند؟ در این گزارش، به مناسبت روز جهانی پلوتون، به‌طور مفصل درباره این جرم آسمانی جذاب صحبت می‌کنیم.

در این گزارش قصد داریم با سیاره کوتوله پلوتون از زمان کشفش آشنا شویم. اطلاعات ساختاری و حقایق جالب در مورد آن را بخوانیم و به چند پرسش متداول پاسخ دهیم.  

پلوتون چه زمانی کشف شد؟

پلوتون در سال ۱۹۳۰ توسط اخترشناس آمریکایی کلاید تامبا (Clyde Tombaugh) در رصدخانه لوول (Lowell Observatory) کشف شد. این دستاورد یکی از رویدادهای مهمی بود که درک ما از کیهان را شکل داد.

در سال ۱۹۰۶، بنیان‌گذار این رصدخانه، پرسیوال لوول (Percival Lowell)، پروژه‌ای را برای جستجوی «سیاره ایکس» آغاز کرد که سیاره نهم فرضی بود که گمان می‌رفت بر مدارهای اورانوس و نپتون تاثیر می‌گذارد. در سال ۱۹۱۶، لوول درگذشت و سیاره ایکس هنوز کشف نشده بود. با این حال، جستجو ادامه یافت تا اینکه سرانجام کلاید تومبا در روز ۱۸ فوریه ۱۹۳۰ پلوتون را مشاهده کرد.

چرا پلوتون یک سیاره نیست؟

پس از کشف، پلوتون فورا به‌عنوان کوچک‌ترین و دورترین سیاره منظومه شمسی طبقه‌بندی شد. اما طی دهه‌های بعد، اخترشناسان اجرام دیگری مشابه پلوتون را در آن سوی مدار نپتون کشف کردند. برخی از این اجرام، مانند اریس (Eris)، آن‌قدر بزرگ بودند که می‌توانستند سیاره محسوب شوند.

به همین دلیل، در سال ۲۰۰۶، اتحادیه بین‌المللی نجوم تعریف «سیاره» را بازنگری کرد و پلوتون را به رده سیاره کوتوله تنزل داد.

طبق تعریف جدید اتحادیه بین‌المللی نجوم، یک جرم آسمانی زمانی «سیاره» محسوب می‌شود که: به دور خورشید بچرخد؛ آن‌قدر بزرگ باشد که نیروی گرانش، آن را به شکل کروی درآورده باشد و همسایگی مداری خود را پاکسازی کرده باشد یعنی در منطقه مداری خود از نظر گرانشی غالب باشد.

سیاره کوتوله پلوتو یا پلوتون در انگلیسی «Pluto» نوشته می‌شود و تلفظ آن پلوتو است، اما در زبان فرانسوی «Pluton» نوشته می‌شود و در فارسی نیز به صورت رایج «پلوتون» گفته می‌شود.

پلوتون دو شرط اول را دارد، اما بزرگ‌ترین جرم در مدار خود نیست و مدارش با مدار نپتون تداخل دارد. بنابراین، اکنون به‌عنوان سیاره کوتوله طبقه‌بندی می‌شود.

پلوتون چقدر بزرگ است؟

اندازه پلوتون از زمان کشفش در سال ۱۹۳۰ مورد بحث بوده است، اما تنها در سال‌های اخیر بوده دانشمندان توانستند اندازه دقیق آن را مشخص کنند.

اندازه پلوتون

از آنجا که پلوتون بسیار دور از زمین قرار دارد، تا زمانی که فضاپیمای نیو هورایزنز (New Horizons) در سال ۲۰۱۵ از کنار آن عبور نکرده بود، اطلاعات دقیقی درباره آن در دست نبود. این کاوشگر کشف کرد که قطر پلوتون ۲٬۳۷۰ کیلومتر است. با وجود اندازه نسبتا کوچک، پلوتون بزرگ‌ترین جرم شناخته‌ شده در آن سوی مدار نپتون است.

پلوتون در مقایسه با زمین چقدر بزرگ است؟

پلوتون بیش از پنج برابر کوچک‌تر از زمین و تقریبا ۱٫۵ برابر کوچک‌تر از ماه ماست. اگر تصمیم بگیرید با خودرو دور خط استوای پلوتون سفر کنید، احتمالا این سفر را در حدود پنج روز به پایان می‌رسانید.

پلوتون چه ظاهری دارد؟

سطح پلوتون بسیار متنوع است و شامل کوه‌ها، دره‌ها، دشت‌ها و دهانه‌های برخوردی می‌شود. کوه‌های این سیاره کوتوله از یخ آب ساخته شده‌اند و ارتفاع آن‌ها می‌تواند به بیش از سه کیلومتر برسد.

یکی از ویژگی‌های شاخص سطح پلوتون ناحیه‌ای قلب‌شکل به نام «تامبا رِگیو» است که به افتخار کلاید تامبا، کاشف پلوتون نامگذاری شده است. این منطقه یک پهنه یخچالی وسیع و سرشار از یخ نیتروژن، مونوکسید کربن و متان است. بخش غربی این «قلب» که «اسپوتنیک پلانیتیا» نام دارد، نسبت به بخش شرقی هموارتر است و هیچ دهانه برخوردی ندارد؛ این موضوع نشان می‌دهد که عمر آن کمتر از ۱۰ میلیون سال است.

پلوتون از روی زمین چه شکلی دیده می‌شود؟

به دلیل فاصله بسیار زیادش از خورشید، پلوتون با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود. با قدر ظاهری حدود ۱۴٫۱، این جرم در مقایسه با ستارگان و سیاراتی که بدون ابزار نوری دیده می‌شوند، بسیار کم ‌نور است. حتی با بهترین تلسکوپ‌های آماتوری نیز پلوتون تنها اندکی بزرگ‌تر از یک ستاره به نظر می‌رسد و جزئیات ظریف آن خارج از توان بیشتر تجهیزات است.

مدار و چرخش پلوتون

مدار پلوتون در مقایسه با هشت سیاره منظومه شمسی بسیار غیرعادی است. بیایید دقیق‌تر بررسی کنیم که این سیاره کوتوله چگونه به دور خورشید و به دور محور خود می‌چرخد.

طول یک سال در پلوتون چقدر است؟

پلوتون دوره مداری بسیار طولانی دارد. این سیاره کوتوله برای کامل کردن یک دور گردش به دور خورشید به ۲۴۸ سال زمینی نیاز دارد. علاوه بر این، مدار آن در همان صفحه مداری هشت سیاره دیگر قرار ندارد، بلکه با زاویه ۱۷ درجه مایل است. در نهایت، مدار پلوتون بسیار بیضوی است، به این معنی که گاهی بسیار نزدیک‌تر از زمان‌های دیگر به خورشید می‌شود.

طول یک روز در پلوتون چقدر است؟

پلوتون بسیار کندتر از زمین می‌چرخد و یک بار چرخش کامل آن به دور محورش ۶٫۴ روز زمینی (۶ روز، ۹ ساعت و ۳۶ دقیقه) طول می‌کشد. مانند اورانوس، پلوتون نیز به پهلو می‌چرخد و محور آن حدود ۱۲۰ درجه متمایل است.

پلوتون چقدر از ما دور است؟

پلوتون یک جرم فرانپتونی است، به این معنا که مدار آن فراتر از مدار نپتون قرار دارد. بنابراین، پلوتون از هر سیاره‌ای در منظومه شمسی از ما دورتر است.

فاصله پلوتون تا خورشید چقدر است؟

به‌طور میانگین، پلوتون در فاصله ۳۹٫۵ واحد نجومی از خورشید قرار دارد که برابر با ۵٫۹ میلیارد کیلومتر است. این فاصله تقریبا چهل برابر فاصله زمین تا خورشید است. پلوتون آن‌قدر دور است که نور خورشید که با سرعت حدود ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کند، بیش از پنج ساعت زمان می‌برد تا به آن برسد.

فاصله پلوتون تا زمین چقدر است؟

به دلیل مدار بسیار بیضوی پلوتون، فاصله آن تا زمین هنگام حرکت در فضا به ‌طور قابل‌توجهی تغییر می‌کند. در دورترین حالت، پلوتون ۷٫۵ میلیارد کیلومتر از سیاره ما فاصله دارد. زمانی که این اجرام به نزدیک‌ترین فاصله خود می‌رسند، حدود ۴٫۲۸ میلیارد کیلومتر از یکدیگر فاصله دارند.

رسیدن به پلوتون چقدر طول می‌کشد؟

برای پاسخ به این پرسش، به یک مثال نگاه کنیم. فضاپیمای نیو هورایزنز متعلق به ناسا در سال ۲۰۰۶ به سوی پلوتون پرتاب شد. در آن زمان، این سریع‌ترین فضاپیمای پرتاب‌ شده بود و با سرعت ۵۸٬۵۳۶ کیلومتر در ساعت حرکت می‌کرد. زمانی که نیوهورایزنز در سال ۲۰۰۷ از کنار سیاره مشتری عبور کرد، از کمک گرانشی این غول گازی بهره برد. این کمک گرانشی سرعت فضاپیما را به ۸۳ هزار کیلومتر در ساعت افزایش داد و سفر آن به پلوتون را سه سال کوتاه‌تر کرد. در مجموع، رسیدن نیوهورایزنز به پلوتون ۹ سال، ۵ ماه و ۲۵ روز طول کشید.

پلوتون از چه ساخته شده است؟

برخلاف سیارات بیرونی همسایه، پلوتون یک غول گازی یا یخی نیست. این جرم یک جسم سنگی کوچک مشابه زمین است.

شکل‌گیری پلوتون

پلوتون عضوی از کمربند کوئیپر است که ناحیه‌ای دونات‌ شکل فراتر از مدار نپتون است که هزاران جرم یخی کوچک را در خود جای داده است. این اجرام که با نام اجرام کمربند کوئیپر، اجرام فرانپتونی یا پلوتوئیدها شناخته می‌شوند، بقایایی از زمان شکل‌گیری منظومه شمسی هستند که حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش رخ داد.

ساختار پلوتون

مانند دیگر اجرام کمربند کوئیپر، پلوتون عمدتا از یخ و سنگ تشکیل شده است: هسته‌ای سنگی دارد که با گوشته‌ای از یخ آب احاطه شده است. احتمالا بین هسته و گوشته، اقیانوسی از آب مایع وجود دارد.

قمرهای پلوتون

با وجود اینکه پلوتون جرم آسمانی کوچکی است، چندین قمر دارد که از نظر اندازه، شکل و الگوهای چرخش با یکدیگر متفاوت‌اند.

پلوتون چند قمر دارد؟

پلوتون پنج قمر طبیعی شناخته‌شده دارد. این قمرها ممکن است میلیاردها سال پیش در اثر برخورد پلوتون با جرمی دیگر از کمربند کوئیپر شکل گرفته باشند.

بزرگ‌ترین قمر پلوتون کدام است؟

بزرگ‌ترین قمر پلوتون «شارون» نام دارد. این جرم کروی قطری برابر با ۱٬۲۰۰ کیلومتر دارد که تقریبا نصف اندازه خود این سیاره کوتوله است. این موضوع باعث می‌شود شارون بزرگ‌ترین قمر شناخته‌شده نسبت به جرم مادرش در منظومه شمسی باشد! به دلیل اندازه شارون، برخی اخترشناسان از پلوتون و شارون به‌عنوان یک سیاره کوتوله دوتایی یا سامانه دوتایی یاد می‌کنند.

مانند ماه زمین، شارون نیز در قفل گرانشی با شریک خود قرار دارد. به این معنا که همیشه یک سوی آن به سمت سیاره و سوی دیگر به سمت فضا است. مدت‌زمان گردش آن به دور پلوتون برابر با مدت‌ زمان یک چرخش کامل پلوتون است. به همین دلیل است که شارون همیشه تنها یک سمت خود را به پلوتون نشان می‌دهد.

چهار قمر دیگر پلوتون بسیار کوچک‌تر از شارون هستند و شکلی نامنظم دارند. برخلاف شارون، آن‌ها در قفل گرانشی با پلوتون قرار ندارند. قمرهای نیکس، هیدرا، کربروس و استیکس همگی به‌صورت آشفته و با سرعتی بسیار زیاد می‌چرخند و سمت‌های مختلف خود را به پلوتون نشان می‌دهند.

مأموریت‌های ارسال شده به پلوتون

ناسا و فضاپیمای نیو هورایزنز تنها ماموریتی است که تا کنون از کنار پلوتون عبور کرده است. این فضاپیما در سال ۲۰۰۶ پرتاب شد و در سال ۲۰۱۵ به پلوتون رسید. در نزدیک‌ترین فاصله در ۱۴ ژوئیه، نیوهورایزنز در فاصله ۱۲٬۵۰۰ کیلومتری پلوتون عبور کرد. این کاوشگر تصاویر با وضوح بالا از این سیاره کوتوله و بزرگ‌ترین قمر آن، شارون، ثبت کرد و همچنین جو و سطح آن‌ها را مطالعه کرد.

پس از عبور از کنار پلوتون، نیوهورایزنز به سفر خود در فضا ادامه داد. در سال ۲۰۱۹، این فضاپیما به جرم دوتایی تماسی Arrokoth نزدیک شد و سپس از چند جرم دیگر کمربند کوئیپر نیز تصویربرداری کرد. اکنون نیوهورایزنز در فاصله ۶۱ واحد نجومی از ما قرار دارد که تقریبا معادل ۹٫۱ میلیارد کیلومتر است. این فضاپیما پنجمین فضاپیمایی است که تا این اندازه از زمین دور شده است؛ چهار فضاپیمای دیگر پایونیر ۱۰ و ۱۱ و وویجر یک و دو هستند.

نیوهورایزنز نخستین مأموریتی بود که پلوتون را از نزدیک به ما نشان داد. اما فضا سرشار از لحظات پیشگامانه است؛ از نخستین کشفیات گرفته تا نخستین عبورها و فرودهای فضاپیما.

رویدادهای نجومی مربوط به پلوتون

پلوتون به‌ راحتی قابل مشاهده نیست و حتی از پشت تلسکوپ هم مانند نقطه‌ای بسیار کم‌نور و ستاره‌مانند دیده می‌شود که تشخیص آن از ستارگان پس‌زمینه دشوار است. بااین‌حال، با اپلیکیشن نجومی «Sky Tonight» می‌توانید اجرام گریزان مانند پلوتون را پیدا کنید.

۱۸ فوریه ۲۰۲۶(۲۹ بهمن ۱۴۰۴): ۹۶ سال از کشف پلوتون می‌گذرد

در چنین روزی در سال ۱۹۳۰ دقیقا ۹۶ سال پیش اخترشناس آمریکایی پلوتون را کشف کرد. این کشف نتیجه دهه‌ها تلاش برای یافتن جهانی فراتر از نپتون بود.

در سال ۱۹۰۵، پرسیوال لوول وجود یک سیاره «فرانپتونی» را پیشنهاد کرد و ۱۱ سال بعدی را صرف جستجوی آن کرد. پس از مرگ لوول در سال ۱۹۱۶، این کار به ‌دلیل اختلافات حقوقی بر سر دارایی او متوقف شد. جستجو سرانجام در سال ۱۹۲۷ همراه با ساخت تلسکوپی جدید از سر گرفته شد.

آن تلسکوپ در سال ۱۹۲۹ تکمیل شد و رصدخانه لوول یک اخترشناس آماتور جوان از کانزاس به نام کلاید تومبا را استخدام کرد. روش تومبا بسیار دقیق و زمان‌بر بود. او از یک میدان ستاره‌ای در فاصله چند روز عکس می‌گرفت، سپس با استفاده از دستگاه مقایسه‌گر چشمک‌زن ساخت شرکت زایس، هر جرمی را که نسبت به ستارگان «ثابت» پس‌زمینه جابه‌جا می‌شد، شناسایی می‌کرد. سرانجام، در ۱۸ فوریه ۱۹۳۰، تومبا پلوتون را در صفحات عکاسی گرفته‌ شده در ۲۳ و ۲۹ ژانویه شناسایی کرد.

۲۷ ژوئیه ۲۰۲۶ (۵ مرداد ۱۴۰۵): پلوتون در مقابله

در روز ۲۷ ژوئیه سال ۲۰۲۶، ساعت ۰۶:۴۸ به وقت گرینویچ، پلوتون به وضعیت مقابله می‌رسد و در بهترین موقعیت برای رصد از سوی زمین قرار می‌گیرد. این سیاره کوتوله در آسمان در مقابل خورشید قرار خواهد گرفت، به این معنا که کاملا توسط نور خورشید روشن می‌شود و بیشتر شب در آسمان باقی می‌ماند و با قدر ۱۴٫۴، تنها از طریق تلسکوپ قابل مشاهده خواهد بود.

۲۵ ژانویه ۲۰۲۷ (۵ بهمن ۱۴۰۵): مقارنه خورشیدی پلوتون

در ۲۵ ژانویه ۲۰۲۷، ساعت ۰۷:۵۵ به وقت گرینویچ، پلوتون به مقارنه خورشیدی می‌رسد و با فاصله ظاهری ۴°۱۶′ در نزدیکی خورشید قرار می‌گیرد. برای چند هفته، این نزدیکی باعث می‌شود پلوتون بیش از حد به خورشید نزدیک باشد و دیده نشود. بااین‌حال، به‌تدریج در آسمان پیش ‌از طلوع دوباره ظاهر خواهد شد. از رصد پلوتون هنگامی که به خورشید نزدیک است خودداری کنید، زیرا ممکن است منجر به نابینایی دائمی شود.

۷ مارس ۲۰۲۷ (۱۶ اسفند ۱۴۰۵): پلوتون در نزدیکی زهره

در روز ۷ مارس، ساعت ۱۵:۱۳ به وقت گرینویچ، سیاره زهره و سیاره کوتوله پلوتون دارای بُعد راست یکسان خواهند بود، به این معنی که در آسمان نزدیک به یکدیگر دیده می‌شوند و هر دو جرم در صورت فلکی جدی قرار خواهند داشت.

۲۳ مارس ۲۱۷۸ (۳ فروردین ۱۵۵۷): پلوتون نخستین گردش خود را از زمان کشف کامل می‌کند

در روز ۲۳ مارس ۲۱۷۸، پلوتون به یک نقطه عطف تاریخی خواهد رسید: این جرم یک دور کامل به دور خورشید را از زمان کشفش در سال ۱۹۳۰ به پایان می‌رساند. اینکه آیا تا آن زمان همچنان «سیاره کوتوله» نامیده خواهد شد یا خیر، خود بحثی جداگانه است. این رویداد تنها چند سال پس از آن رخ می‌دهد که نپتون دو ساله می‌شود یعنی دومین گردش کامل خود به دور خورشید را کامل می‌کند.

حدود ۲۴۸ سال زمینی طول می‌کشد تا پلوتون یک بار به دور خورشید بچرخد. مدار کشیده و بیضی‌شکل آن باعث می‌شود فاصله‌اش از خورشید از حدود ۳۰ واحد نجومی در نزدیک‌ترین حالت تا تقریبا ۴۹٫۳ واحد نجومی در دورترین حالت تغییر کند. به‌طور میانگین، در فاصله حدود ۳۹ واحد نجومی قرار دارد.

از سال ۱۹۷۹ تا ۱۹۹۹، پلوتون در نزدیکی حضیض مداری خود که نزدیک‌ترین نقطه به خورشید است، بود. در آن دوره، حتی مدتی از نپتون هم به خورشید نزدیک‌تر بود، نکته‌ای جالب که هنوز هم بسیاری را شگفت‌زده می‌کند.

۵ واقعیت جالب درباره پلوتون

پلوتون از برخی قمرهای سیارات دیگر کوچک‌تر است؛ از جمله گانیمد، ایو، تیتان، کالیستو، اروپا، تریتون و ماه زمین.

بزرگ‌ترین قمر پلوتون، شارون، نه طلوع می‌کند و نه غروب. مانند ماهواره‌های مخابراتی در مدار زمین‌ثابت در مداری همگام به دور پلوتون می‌چرخد.

مدار پلوتون به‌طور غیرعادی بیضوی است؛ با وجود اینکه جرمی فرانپتونی است، گاهی از نپتون هم به خورشید نزدیک‌تر می‌شود.

پلوتون گاهی جو دارد. هنگامی که در مسیر مداری خود به خورشید نزدیک‌تر می‌شود، یخ‌های سطح آن شروع به ذوب شدن کرده و جوی نازک تشکیل می‌دهند.

چند پرسش متداول

پلوتون چه رنگی است؟

سطح پلوتون طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها را نشان می‌دهد، از جمله بخش‌هایی به رنگ سفید، زرد و حتی قرمز تیره. با این حال، در بیشتر مناطق، پلوتون قهوه‌ای روشن به نظر می‌رسد.

خورشید از پلوتون چه شکلی دیده می‌شود؟

از آنجا که پلوتون بسیار دور قرار دارد، خورشید در آسمان آن مانند یک نقطه درخشان دیده می‌شود. اگرچه خورشید در پلوتون حدود ۱۰۰۰ برابر کم‌نورتر از آن چیزی است که از زمین دیده می‌شود، اما همچنان بسیار درخشان خواهد بود، یعنی حدود ۱۵۰ تا ۴۵۰ برابر روشن‌تر از نور ماه کامل روی زمین!

آیا می‌توان پلوتون را از زمین دید؟

حتی در درخشان‌ترین حالت، پلوتون با چشم غیرمسلح از زمین دیده نمی‌شود. برای مشاهده آن به تلسکوپی با دهانه حداقل ۲۰ سانتی‌متر نیاز دارید.

آیا پلوتون حلقه دارد؟

با وجود اینکه سیارات کوتوله نسبتا کوچک هستند، برخی از آن‌ها حلقه دارند. برای نمونه، در اطراف Haumea حلقه‌ای کشف شده است. با این حال، اخترشناسان تاکنون هیچ سامانه حلقه‌ای در اطراف پلوتون پیدا نکرده‌اند.

پلوتون چقدر سرد است؟

پلوتون یکی از سردترین مکان‌ها در منظومه شمسی است. دمای سطح آن بین منفی ۲۲۶ تا منفی ۲۴۰ درجه سانتی‌گراد متغیر است. برای مقایسه، پایین‌ترین دمای ثبت ‌شده روی سطح زمین (در قطب جنوب) «تنها» منفی ۸۹٫۲ درجه سانتی‌گراد بوده است.

آیا پلوتون دوباره یک سیاره شده است؟

اینکه پلوتون در سال ۲۰۰۶ به‌عنوان سیاره کوتوله طبقه‌بندی شد، هنوز هم در محافل علمی بحث‌برانگیز است. برای مثال، دکتر آلن استرن (Alan Stern)، دانشمند علوم سیاره‌ای و رهبر مأموریت نیو هورایزنز در ناسا، معتقد است که اتحادیه بین‌المللی نجوم تصمیمی شتاب‌زده و نادرست گرفته است. به گفته دکتر استرن، تعریف «سیاره» که توسط اتحادیه ارائه شده، به ‌درستی بیان نشده و از نظر علمی منطقی نیست. با این حال، به‌طور رسمی، پلوتون همچنان یک سیاره کوتوله محسوب می‌شود.

جمع‌بندی

پلوتون یک سیاره کوتوله است که فراتر از مدار نپتون قرار دارد. به دلیل اندازه کوچک و فاصله بسیار زیاد از خورشید، مشاهده آن دشوار است و حتی از طریق تلسکوپ‌های قدرتمند نیز تنها به صورت نقطه‌ای کم‌نور دیده می‌شود. شاید پلوتون جایگاه خود را به‌عنوان نهمین سیاره از دست داده باشد، اما ویژگی‌های منحصر به ‌فرد و رازهای جذاب آن همچنان کنجکاوی ما را درباره کیهان برمی‌انگیزد.