Pluto

Uit Astrowiki
Ga naar: navigatie, zoeken
Pluto gezien door de Hubble ruimtetelescoop.
Pluto is een dwergplaneet in ons zonnestelsel en werd tot voor kort gezien als de negende planeet vanaf de zon, totdat op 24 augustus 2006 door de Internationale Astronomische Unie (IAU) een nieuwe definitie van het woord planeet is aangenomen. Pluto wordt waarschijnlijk aanvullend ingedeeld als het prototype van een nog naamloze klasse van Transneptunische objecten (TNO’s). Pluto staat verder van de zon dan Neptunus in een regio die bekend staat als de Kuipergordel.

Eigenschappen[bewerken]

De hypothetische inwendige structuur van Pluto.
Pluto heeft een excentrische baan die een grote hoek maakt ten opzichte van de planeten. Bovendien brengt de merkwaardige omloopbaan Pluto soms dichter bij de zon dan Neptunus. Pluto is kleiner dan zeven natuurlijke satellieten of manen in het zonnestelsel. Pluto en zijn grootste maan Charon worden vaak gezien als een dubbelobject, aangezien het gemeenschappelijk zwaartepunt (barycentrum) van het dubbelstelsel zich in de ruimte tussen hen in bevindt. Twee kleinere maantjes, Nix en Hydra, zijn in 2005 ontdekt. Pluto is 2306 kilometers in doorsnede (18% van de aarde) en heeft een kleine massa van slechts 0,0021 aardes. De gemiddelde temperatuur is –230 graden celcius, koud genoeg om van stikstof ijs te maken.

De inwendige structuur van Pluto is nog onbekend, maar men vermoedt dat de dwergplaneet, net als de meeste objecten in de Kuipergordel, een rotsachtige kern heeft met daar omheen een mantel van waterijs en een korst van bevroren methaan en andere stoffen.

Pluto’s schijnbare magnitude is minder dan 14, waardoor een telescoop met een spiegellijn van minstens 30 centimeter noodzakelijk is om het te zien. Zelfs dan is het niet meer dan een zwak stipje en aangezien geen enkele ruimtesonde Pluto tot nu toe heeft bezocht weten we bijzonder weinig over de ijsdwerg.

Ontdekking[bewerken]

Het complete Plutostelsel gezien door de Hubble ruimtetelescoop.
Astronoom Clyde Tombaugh was in 1930 bezig met een project om de negende planeet te vinden. Zijn werk was het systematisch vergelijken van fotografische platen, om te zoeken naar lichtpuntjes die verplaatst waren. Dat zou bewijs vormen voor een object dat om de zon draait en dus de negende planeet is. Op 18 februari 1930 ontdekte Tombaugh een mogelijk verplaatst object op twee fotografische platen die gemaakt waren in het Lowell Observatorium. De verplaatsing werd later bevestigd en op 13 maart werd het grote nieuws van de ontdekking per telegraaf naar het Harvard College Observatory gebracht.

De ontdekking van Pluto is nauw verwant aan die van Neptunus en Uranus. In de jaren 1840 werd via de wetten van Newton de positie van de achtste planeet voorspelt, door gebruik te maken van baanverstoringen van Uranus. In 1846 werd Neptunus op de voorspelde plek ontdekt door Galle. Observaties van Neptunus deed de wetenschap vermoeden dat een verdere planeet op een vergelijkbare manier aan Neptunus trok.

In 1911 werd de berekening gepubliceerd die de positie van de negende planeet voorspelde. De planeet werd hier inderdaad door Tombaugh gevonden, maar was veel te klein om de verstoringen van Neptunus te verklaren. Pluto kon niet eens als schijf opgelost worden in zelfs de beste telescopen van die tijd. Het bleek al snel dat de verstoringen van Neptunus helemaal niet bestaan en dat de ontdekking van Pluto een enorm gelukkig toeval is geweest.

Naam[bewerken]

Pluto symbool.jpg
Het recht om het object te benoemen lag in handen van het Lowell Observatorium. Tombaugh suggereerde om snel een naam te verzinnen, voordat iemand anders het deed. Voorgestelde namen waren Zeus, Lowell, Cronus en Minerva. De naam Pluto werd voorgesteld door Venetia Pair, op dat moment een 11-jarig meisje uit Oxford. Zij was de kleindochter van een bibliothecaris die contacten had met professor Turner. Die vond de naam zo gepast dat hij die voorstelde aan zijn collega’s over de gehele wereld. Uiteindelijk werd besloten dat Pluto, de Romeinse tegenhanger van Hades, de naam voor de nieuwe planeet zou worden.

Overigens staan de eerste twee letters van de naam ook voor Percival Lowell, de stichter van het Lowell Observatorium. In niet-westerse tradities heeft Pluto namen meegekregen die ook de initialen PL gebruiken. In China, Japan en Korea heet de planeet de “Sterrenkoning van de Dood”.

Massa en Formaat[bewerken]

Pluto is kleiner en minder massief dan zeven manen. De manen zijn (met de klok mee) Ganymedes, Titan, Callisto, Triton, Europa, de Maan en Io. Pluto staat geheel rechtsonder.
Pluto’s massa en diameter zijn decennialang overschat. De ontdekking van Charon in 1978 stelde sterrenkundigen in staat de massa te berekenen via de Derde Wet van Kepler. Oorspronkelijk werd gedacht dat Pluto qua grootte ergens tussen Mercurius en Mars inzit, maar nadat men zich realiseerde dat het om twee objecten ging werd de grootte van Pluto naar beneden bijgesteld.

Pluto is niet alleen veel kleiner en lichter dan iedere planeet, maar met een massa van 0,2 keer die van onze Maan is het ook kleiner en lichter dan zeven manen: Ganymedes, Titan, Callisto, Io, de Maan, Europa en Triton. Pluto is wel dubbel zo groot en verschillende keren zwaarder dan Ceres, de dwergplaneet uit de asteroïdengordel.

Atmosfeer[bewerken]

Samenstelling atmosfeer
Stikstof (N2) > 90% (?)
Methaan (CH4) ~ 1% (?)
Koolstofmonoxide (CO) < 1% (?)
Ondanks zijn geringe postuur heeft Pluto wel degelijk een zeer ijle atmosfeer. De atmosfeer van Pluto bestaat vooral uit stikstof, methaan en koolstofmonoxide, die allen een bijzonder evenwicht kennen.

Dee wisselen namelijk voortdurend met het ijs het aan het oppervlak, dat bestaat uit stikstof en koolmonoxide. Als Pluto verder van de zon beweegt vriest de atmosfeer van Pluto in zijn geheel vast. Als Pluto weer dichter bij de zon komt worden de ijzen weer omgezet in gassen. Deze vormen een zeer bijzonder anti-broeikaseffect, waardoor de temperatuur op Pluto kouder is dan verwacht. De luchtdruk is slechts 1/700,000ste deel die van de aarde.

Omloopbaan[bewerken]

De omloopbaan van Pluto, in vergelijking met de klassieke Kuipergordel en de baan van Neptunus.
Pluto’s omloopbaan is zeer opmerkelijk in vergelijking met die van de planeten in het zonnestelsel. De grote planeten bewegen dicht bij een denkbeeldig plat vlak, het ecleptisch vlak, en bewegen in vrijwel ronde omloopbanen. Pluto’s baan maakt echter een hoek van 17 graden boven de ecleptica en heeft een uitzonderlijk excentrische (niet-cirkelvormige) baan. Op het verste punt van de zon is Pluto wel 8 AU van de ecliptica verwijderd. Gedurende een deel van de omloopbaan beweegt Pluto dichterbij dan Neptunus.

Pluto beweegt in een 3:2 resonantie met Neptunus. Dat betekent dat Neptunus een grote invloed heeft op Pluto en de banen van de twee objecten aan elkaar gekoppeld zijn. Wel is het zo dat de banen van Neptunus en Pluto elkaar alleen overlappen als de objecten zelf zich zo ver mogelijk van elkaar bevinden. Een botsing is dus onmogelijk. Later zijn zeer veel andere Transneptunische objecten ontdekt die ook een 3:2 resonantie hebben met Neptunus. Objecten met een dergelijke resonantie worden plutino’s genoemd.

De plutino's maken vrijwel allemaal een grote hoek ten opzichte van het baanvlak van het zonnestelsel. Dit in tegenstelling tot objecten in de Klassieke Kuipergordel (de zogenaamde cubewano's), die netjes de ecleptica volgen.

Manen[bewerken]

Artistieke impressie van Pluto en Charon, gezien vanaf Hydra.
Het Pluto-Charon stelsel is één van de twee systemen in het zonnestelsel waarbij het gemeenschappelijk zwaartepunt boven het oppervlak van het hoofdobject zit. (Het andere systeem is Zon-Jupiter, ook daarbij bevindt het zwaartepunt zich buiten de zon zelf). De beide objecten zitten in een getijdenslot: ze wijzen altijd met dezelfde kant naar elkaar toe (hetzelfde klopt voor de Maan vanaf de Aarde gezien). Charon is met een diameter van 1205 kilometer ongeveer half zo groot als Pluto zelf.

Pluto en Charon kennen grote overeenkomsten met Neptunus’ grootste maan Triton. Vroeger is voorgesteld dat Pluto en Charon van oorsprong manen van Neptunus geweest zijn, maar nu denkt men dat het tegenovergestelde waar is: Triton is ooit een dwergplaneet zoals Pluto geweest en is later ingevangen door Neptunus. De aanvullende maantjes Nix en Hydra zijn in 2005 ontdekt door de Hubble Space Telescope. De manen bevinden zich respectievelijk twee en drie maal verder dan Charon en draaien rond hetzelfde zwaartepunt.

De grootte van de maantjes kan vastgesteld worden aan de hoeveelheid zonlicht die ze weerkaatsen (het ‘albedo’). Het albedo komt overeen met Charon, waardoor de objecten vermoedelijk ongeveer 46 en 61 kilometers groot zijn. Het is mogelijk dat Pluto zelfs een ring heeft, waarvan het bestaan mogelijk is bevestigd door de Hubble Space Telescope. Als de ring inderdaad bestaat zal het een zeer ijle structuur hebben.

Verkenning[bewerken]

Aankomst van New Horizons bij Pluto.
Pluto zorgt voor grote uitdagingen voor ruimtesondes, vanwege zijn kleine massa en grote afstand tot de aarde. De Voyager’s zouden oorspronkelijk ook Pluto met een bezoekje vereren, maar de technische moeilijkheden waren te groot en het plan werd geschapt om meer ruimte te maken voor verkenningen van Triton.

De eerste ruimtesonde die Pluto gaat bezoeken is NASA’s New Horizons. New Horizons zal de omgeving, samenstelling en atmosfeer van de dwergplaneet Pluto met zijn maan Charon en andere Kuipergordelobjecten onderzoeken.De sonde is op 19 januari 2006 gelanceerd en zal de dwergplaneet in 2015 voorbij vliegen. Observaties van Pluto beginnen al vijf maanden voor aankomst en gaan daarna nog minstens een maand door.

New Horizons is echter niet in staat een vaste baan rond Pluto aan te nemen en zal na verloop van tijd weer aan Pluto ontsnappen en doorvliegen naar de Kuipergordel. Er wordt genaderd tot 9600 km van Pluto en 27000 km van Charon. De beste foto's van Pluto zullen een resolutie hebben van 60 meter. Daarna wordt besloten welke andere Kuipergordelobjecten onderzocht kunnen worden.

Planeet of niet?[bewerken]

Pluto in vergelijking met de overige grootste Transneptunische objecten.

De status van Pluto is de laatste tijd een groot discussiepunt geweest in het kader van de nieuwe Definitie van Planeet. Pluto was voor vele jaren het enige object voorbij de baan van Neptunus die bekend was aan de wetenschap. Toch werd na de ontdekking van Pluto door de Nederlander Gerard Kuiper voorspelt dat het deel uitmaakte van een hele gordel aan ijzige objecten: de Kuipergordel, de bron van kortperiodieke kometen.

Het zou tot de jaren 1990 duren voordat de Kuipergordel werd gevonden, met hierin vele duizenden objecten. Daar zitten verschillende objecten tussen die Pluto qua massa en grootte naderen. Overigens spreekt men steeds meer van Transneptunische objecten in plaats van Kuipergordelobjecten, aangezien de ruimte voorbij Neptunus niet alleen de Kuipergordel herbergt maar ook de zogenaamde verstrooide schijf (scattered disk) en de Oortwolk (de bron van langperiodieke kometen).

In 2002 werd een object ontdekt dat ongeveer even groot is als Charon: 50000 Quaoar. In 2004 volgde ontdekking van de nog grotere wereld 90377 Sedna, die ¾ de grootte van Pluto heeft. Deze objecten brachten de planeetstatus van Pluto ernstig in twijfel: het was te verwachten dat men objecten groter dan Pluto zou vinden.

In 2005 was het dan zover: de ontdekking van 136199 Eris was aangekondigd, een object dat zeker groter is dan Pluto. Veel mensen noemden het de 10de planeet, maar ondertussen werd achter de schermen druk gewerkt aan een nieuwe definitie van het woord planeet. De planeet was niet alleen groter dan Pluto, het had ook een satelliet. Later dat jaar werden nog twee grote TNO’s ontdekt die ook in het bezit waren van manen: 2003 EL61 en 2005 FY9. In 2006 is de kogel door de kerk gegaan: alle objecten die rond de zon draaien en min of meer rond zijn als gevolg van de eigen zwaartekracht gaan als “dwergplaneten” door het leven. Pas als de objecten een dusdanige massa hebben dat ze hun omloopbaan hebben vrijgemaakt van overig materiaal mag een object als “echte planeet” door het leven gaan. Pluto was dus niet langer een planeet, maar een dwergplaneet uit de categorie der ijsdwergen. Hetzelfde lot heeft Eris ondergaan.

Bronnen[bewerken]

Zie ook[bewerken]


Geschreven door: DaMatrix 12 nov 2006 20:12 (CET)