A törpe Plútó és az öt holdrendszer ugyanolyan titokzatos, mint az antikvilág alvilága, amely a nevüket ihlette. A Földtől átlagosan körülbelül 3, 7 milliárd mérföld távolságban Plútó az egyetlen az eredeti kilenc bolygó közül, amelyet még közeli megfigyelés alatt kell tartani - bár ez megváltozik, amikor a New Horizons szondája repülést végez július közepén. Megerősítetlen holdmennyiséggel is rendelkezik, ami tovább növeli az orbitális pálya kiszámításának komplikációit.
kapcsolodo tartalom
- A Plútó szonda meglepetést talál a közeli találkozás előtt
- William Shatner eltéríti a versenyt Pluton holdjának nevezni
"Ha megkérdezi a tudományos csapatomat, biztos vagyok benne, hogy a többség meglepő lenne, ha nem talál több holdot" - mondja Alan Stern, a New Horizons misszió vezetője. „A kérdés az, hogy találunk-e 2-et, 10-et vagy 20-at? Nem tenném nullára a fogadásaimat. ”
A Nature ezen a héten közzétett új tanulmány segít jobban megérteni a Plútó ismert holdjainak pályáit, ami viszont utat kínálhat az ikercsillagokat keringő exoplanetek mechanikájának. De a munka rámutat néhány következetlenségre is, amelyek arra utalnak, hogy ezeknek a holdaknak a kialakulása továbbra is nehézség.
Plútót és annak legnagyobb holdját, Káront bináris tánc zárja be, és egymáshoz való gravitációs hatása miatt a közös tömegközponton keringnek. A rendszer többi négy ismert műholdja - a Styx, a Nix, a Kerberos és a Hydra - szintén a Plutó helyett keringik a közös központot. Ez azt jelenti, hogy furcsa hullámaik vannak a körkörös pályájukon, és másképp viselkednek, mint a Naprendszer többi holdja.
Ez a komplex orbitális kapcsolat, a távoli rendszer megfigyelésének nehézségeivel együtt nehezen tudta kitalálni, hogyan alakult ki Plútó és családja. A vezető elmélet az, hogy a Föld holdját képező óriási ütésekhez hasonlóan Charon is született, amikor egy nagy tárgy elrohant a Plutonba a Naprendszer erőszakos kialakulása során, és a többi apró hold a maradék törmelékből akkumulálódott.
Az New Horizons áprilisban készített képei Plútót és Káront látják keringve a közös tömegközpontra. (Animált gif a NASA / Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratórium / Southwest Research Institute) "Még mindig zavarban vagyunk a rendszer kialakulása miatt" - mondja Mark Showalter, a tanulmány társszerzője, a földönkívüli intelligencia keresési (SETI) intézetének vezető kutatója. „Azt hiszem, mindenki úgy gondolja, hogy a távoli múlt valamelyik pontján egy nagy tárgy„ proto-Plutóba ”csapódott, és a holdak a törmelékfelhőből képződtek. A történet ezen pontja után azonban a részletek nagyon vázlatosak.
A Hubble Űrtávcsőből Kerberos és Styx felfedezéseit követően összegyűjtött adatok elemzése azt sugallja, hogy a Styx a Nix és a Hydra körüli orbitális rezonanciához kapcsolódik, és támogatja az ütéselméletet. Az orbitális rezonancia az, amikor több test rendszeres, periodikus gravitációs hatást gyakorol egymásra úgy, hogy kiszámítható módon befejezzék pályájukat. A legismertebb példa a Jupiter három holdjának, az Io, az Europa és a Ganymede Laplace-rezonanciája, amelyek keringési rezonanciája 1: 2: 4. Ez azt jelenti, hogy Io Ganymede minden fordulata után négyszer kering a Jupiterrel, míg az Europa ugyanebben az időben kétszer kering.
A Showalter által készített matematikai modellek azt mutatják, hogy mind az öt Plútó hold rezonanciái 1: 3: 4: 5: 6 viszonyba rögzíthetők voltak a Charon-formáló hatás után, nagyon közel a Plútó holdjainak keringési periódusainak jelenlegi arányához. Ez az elmélet magyarázza a Styx, Nix és Hydra fennmaradó rezonanciáját is. De van egy bonyolító tényező: A Plútó rendszer többi testének káosza van a holdok egyébként stabil konfigurációjába.
Úgy tűnik, hogy a Styx, a Nix és a Hydra a rezonancia záródásában rejlik, ám a Nix és a Hydra rendszeresen káoszba kerül, és nehéz volt az okot feltüntetni. Kaotikus keringések akkor fordulnak elő, amikor egy nem-gömb alakú objektum forgástengelye jelentősen megrándul, megakadályozva, hogy az esik egy szinkron pályára. A Saturn „szivacs” holdja, a Hyperion például kaotikusan forog, és a csillagászok úgy vélik, hogy hullámos mozgását a Hyperion 3: 4-es körüli rezonanciája okozza a nagyobb hold-titánnal. De a Showalter által kezelt új fotometria és dinamikus modellek azt sugallják, hogy egy olyan bináris rendszer, mint a Plútó és a Charon, a nem-gömbös holdok kaotikus elfordulását is okozhatja, tehát még Nix és Hydra kaotikus keringése esetén is a hatás forgatókönyve továbbra is hihető.
A 2012-es Hubble-kép elfogja Plutont öt ismert holdjával. (NASA, ESA és M. Showalter (SETI Intézet)) Kerberos azonban egy nagy kulcsot dob be az ütközési elméletbe. A Hubble megfigyelési adatai alapján a Nix és a Hydra fényes objektumoknak tűnik, hasonlóan Charonhoz. De Kerberos sokkal sötétebbnek tűnik. Körülbelül egyharmadának a Nix és a Hydra tömegével a Kerberos csak körülbelül 5 százaléknyi napfényt tükröz. Ha Plútó kisebb holdjai egyetlen nagy ütközés összesített anyagából készülnének, akkor a méret és a fényerő között közvetlen kapcsolat lenne. Egy olyan heterogén műholdas rendszer, mint amilyennek látszik Plútó, rejtély marad.
"Ez a kutatás kissé hasonlít a régészethez" - mondja Showalter. "Most találtunk meg néhány darab ősi fazekasot, de még nem tudjuk, hogy illeszkednek egymáshoz."
A Pluto rendszer New Horizons repülõképe (július 14) segít megválaszolni a Természet című cikk számos feltett kérdését. Az New Horizons műszerei képesek lesznek meghatározni, hogy a Kerberos valóban sötétebb-e, mint a többi hold, és pontosan meg fogják mérni a Plútó holdainak alakját. Talán a legizgalmasabb: a flyby felfedi, ha vannak-e olyan holdok vagy gyűrűk, amelyek befolyásolják a Plútó rendszer összetett orbitális mechanikáját.
„Minden bolygórendszernek van egy története, amelyet el kell mondani” - magyarázza Showalter. „A történelem megértése segít megérteni más asztrofizikai lemezeket, beleértve a galaxisokat és az exoplanetáris rendszereket. Sok ismert „körgyűrűs bolygó” létezik, amelyek egy csillag helyett két csillagot keringnek - gondolja Luke Skywalker naplementekor a Tatooine-on. Úgy gondolom, hogy a Plútó rendszer új részleteket mutat nekünk arról, hogyan működnek ezek a sokkal nagyobb dinamikus rendszerek. "
