Hargitai Henrik (ELTE TTK PhD hallgató, geográfus)
A másfél milliomodik jelölt: a felfedezés
1930. február 18-án fedezte fel a
képpáron az elmozdulást, vagyis a bolygót. Clyde Tombaugh ezzel az első
amerikai, aki bolygót fedezett fel. A keresésbe úgy belejött, hogy a Plútó
megtalálása után még 13 éven át, 1943-ig kutatott további Neptunuszon
túli égitestek után. Ehhez 30 millió csillagot nézett végig, de, mint tudjuk,
új bolygót nem talált.
A Plútó jele, a PL, a 9. bolygó
kutatójának, Percival Lowell nevének kezdőbetűi – és egyben a Plútó név
első két betűje.
Az új X bolygó nevére egyébként
sok ötlet született: Atlas, Zymal, Artemis, Perseus, Vulcan, Tantalus,
Idana, Cronus. A New York Times a Minervát, sokan a Lowell nevet, a Flagstaff
obszervatórium munkatársai a Cronus, Minerva és Pluto neveket javasolták.
Pár hónap telt el a végleges névadásig. A Plútó nevet először Venetia Burney,
egy 11 éves oxfordi (Anglia) iskolás javasolta.
A Plútó pályája
A hold és felfedezése
1930-tól egész 1978-ig nem tűnt
fel, hogy az 1170 km sugarú bolygónak van egy fele ekkora, 610 km átmérőjű
holdja is, mert a képeken összemosódott a kettő.
1978-ban a Plútó keringési adatait
próbálta finomítani James Christy , a US Naval Observatoryban, mikor felfigyelt
rá, hogy a Plútó korongjának szélén mintha valami kitüremkedés lenne.
A búb hol a Plútó egyik, hogy az
átellenes végén tűnt fel. Christynek beugrott: hold! A képen a Plútó és
a hold korongja annyira összemosódtak, hogy egy búbos korongnak látszottak
együtt. A Charon hold léte teljes bizonyosságot kapott, mikor 1985-ben
hetente Plútó-fogyatkozásokat kezdett okozni. Csak a közelmúltban derült
ki, hogy a Plútó és a Charon árapályerők miatt kölcsönösen kötött keringésűek,
azaz mindig ugyanazt az oldalukat fordítják egymás felé. Ez egyedülálló
az egész Naprendszerben, és ezért is jogos az ikerbolygó elnevezés rájuk.
Az ikerbolygóság mellett szól az is, hogy a főbolygóhoz (Plútó) képest
a Charon a legnagyobb hold a Naprendszerben (a második helyezett
a mi Holdunk).
Vörös talaj, hófehér jégtakaró - a Plútó felszíne és térképe
A nyersfelvételeket a Hubble űrteleszkóp
Faint Object Camerája készítette kék fényben, 4,4 milliárd km-ről. A térképen
jól látható az egyenlítői sötét és az északi sarki világos terület, melyeket
már a 80-as évek kölcsönös elfedései alapján is feltételeztek. Összesen
12 világos és sötét körzetet lehet a térképen megkülönböztetni, melyek
még nem kaptak nevet.
A felszíni fényességváltozások
lehetnek medencék, becsapódási kráterek, de legvalószínűbb, hogy olyan
fagyott anyagok okozzák, melyek az évszakok változásával változtatják kiterjedésüket.
Az erősen fénylő területek (pl. sarki sapka) nitrogénjege több méter vastag,
40 K fokos áttetsző réteget alkothat. A nitrogén (és vele a szén-monoxid
és a metán) napközelben felenged és gázzá alakul, naptávolban részben a
felszínre csapódik és megfagy. A világos területek a legtisztább hóhoz
hasonlóan fényesek lehetnek.
A sötétebb felszíneken (pl. az egyenlítőnél)
nincs nitrogénjég, magasabb a hőmérséklet, és kifejezetten vörös színű
a “talaj”. Hogy ez miből áll? Talán olyan szerves anyagokból, melyek fotokémiai
átalakulással keletkeztek, vagy a kozmikus sugárzás hatására a jégfelszínben
vagy a légkörben található anyagokból jöttek létre.
Fontos lenne tudni, hogy mi a sötét
területek anyaga, mert a fentieken kívül az is lehet, hogy olyan szerves
anyagokból állnak, melyek már a Naprendszer ősködjében is megvoltak, és
máig megmaradtak.
A Plútó és a Charon belső viszonyairól
ma még csak találgathatunk. Valószínűleg belső kőzetmagból és külső jégkéregből
áll . Az újabb felfedezések szerint anyaga inkább hasonlít egy üstökösére,
mint egy bolygóra.
A Plútó főnix-légköre
A Plútó légkörét akkor sikerült
megfigyelni, mikor 1988 júniusában égi útja során elfedett egy csillagot.
A kutatók figyelték a csillagból érkező fény fokozatos elhalványodását
(majd később eltűnését), mikor, az elfedés előtti pillanatokban az a Plútó
légkörét hátulról megvilágította. A fény változása a légkör fényáteresztő/szóró
tulajdonságaira utal. Ebből kikövetkeztethetők a hőmérsékleti és nyomás
viszonyok. A fény változását modellezték, és a megfigyelt adatokkal egy
olyan légkör egyezett a legjobban, melynek középső része egységesen kb.
100 K fokos, és a felszín közelében hőmérsékleti inverzió és/vagy
egy ködréteg található. Kicsit durvább adatokat kapunk, ha egyszerűen a
Plútót a már jobban ismert Neptunusz-holdhoz, a Tritonhoz hasonlónak vesszük,
s a Voyager Triton-megfigyelését vesszük alapul. A Tritonnak ugyanis hasonlók
a tulajdonságai (Naptól való távolság, méret).
Egyes elgondolások szerint a nagy
albedo -különségek miatt nagy felszíni hőmérséklet-változatosság valószínű
(a sötét helyek elnyelik a napfényt és felmelegednek, a világosak visszaverik
és hidegek maradnak). Ezért a légkör szerkezete is helyről helyre igen
változatos lehet. A N2, CO és CH4 gáz-jég átmenete és kölcsönhatásai változatos
légköri jelenségeket is eredményezhetnek. Más elméletek azonban azt
mondják, hogy a légkör szépen elosztja a hőmérsékleti változásokat, így
az egész felszín azonos hőmérsékletű. Nem tudjuk.
A légkör legfőbb különlegessége
időszakos volta, a “jégfőnix”-jelleg. A Plútó légköre 248 évenként a felszíni
jégből születik és ismét azzá válik rövid élete végén. A Plútó elnyúlt
pályája miatt napközelben – mostanság - a hőmérséklet megemelkedik, a felszínre
fagyott anyagok felengednek és gázzá szublimálódnak és légkört alkotnak.
A légkör hőmérséklete a Plútó pályája mentén jelentősen változik. A napközelség
és a naptávol között a Plútón 41%-al változik a napsugárzás erőssége. Napjainkban
a Plútó a periheliontól (napközelség) már távolodik, így várható a légkör
tömegének, vastagságának, hőmérsékletének lassú csökkenése. Mivel a légkört
csak gyengén tartja a Plútó tömegvonzása, annak anyaga valószínűleg jórészt
elszökik, mielőtt visszafagyhatna, így minden napközelség idején a Plútó
jégborítása (épp gázzá alakulva) veszít tömegéből, azaz fogy. Valahonnan
talán pótlódik. A Naptól távolabb pedig, jó 200 évre, a légkör anyaga visszafagy
a felszínre. Talán a tavaszi/őszi folyamatos nappalok során is újra felmelegedhet
az egyik féltekén a felszín.
Hogy a légkör tényleg főnix-típusú-e,
csak modellek alapján gondoljuk. Bizonyítékot akkor kapnánk, ha a Plútón
olyan változásokat észlelnénk, amely ennek a következménye. Ilyen változásokat
keres Marc W. Buie a pár év időkülönbséggel újra elkészített Plútó-térképek
segítségével. (6-10. kép) Egyelőre az eredmények nem egyértelműek.
Fontos, hogy a Plútó fényességgörbéjének
ismétlődő jellege arra utal, hogy nem egy sűrű felhő- vagy ködtakarót,
hanem valóban a felszínt láthatjuk a Plútó-(tér)képeken.
A Plútó csóvái
A Plútó mágneses tere azért lehet
érdekes, mert környezetében a napszél már igen gyenge. Ezért még egy gyenge
mágneses mező is kiterjedt magnetoszférát tud kialakítani a Plútó körül
(de hogy van-e és mekkora, azt igazából nem tudjuk). A mágneses mező erősségétől
függően jut le a napszél hatása a légkör belsejébe. Mindez függ a légkör
vastagságától is, ami pedig évszakos változású lehet. A kölcsönhatás a
napszéllel azért is érdekes, mert a Plútó légköre igen gyors ütemben szökik
az űrbe. A napszéllel való légköri kölcsönhatás egyik szélsőséges esete
az üstökösök csóvanövesztése. A Vénusz vagy Föld esetében az ionoszféra
a kölcsönhatás egyik terepe. A Plútó óriás üstökösként is értelmezhető
: légköre csak időleges (napközeli), és a kis gravitáció miatt nagy csóvát
növeszt.
A Naprendszer kakukktojása: micsoda a Plútó?
A Plútó a mai álláspont szerint valószínűleg
a Kuiper-övből származik, melynek belső szélét érinti is keringése során.
A Kupier-öv többi égitestével együtt a Naprendszer ősanyagát évmilliárdok
óta érintetlenül (de legalábbis a Naprendszer többi tagjához képest legkevésbé
bolygatottan) őrizhetik. A Kuiper-öv tagjainak összetételét ma sokan kulcsfontosságúnak
tartják a Naprendszer fejlődésének és az élet kialakulásának megértéséhez.
A Kuiper-övezet 50-100 CSE közötti
távolságban található a Naptól – a Plútó legnagyobb távolsága 49,7 CSE.
A KBO égitestek általában 10-szer kisebbek, mint a Plútó, és valószínűleg
nem is gömb alakúak.
A Kuiper-övben a Naprendszer kialakulásakor
sokkal több nagy bolygócsíra volt, mint ma. Ezek egymással sokszor ütköztek.
A számtalan ütközés valószínűleg csillagkörüli porfelhő kialakulását is
eredményzte, mint amilyen jól látszik a béta Pictoris csillag körül. A
30-50 CSE közti 100+ km átmérőjű testek számát több tízezerre becsülik.
Ezekből minden CSE3-ben van legalább egy. 1992 óta már 100-nál is több
jeges égitestet feldeztek fel a Neptunusz pályáján túl, melyek közül több
tucat nagyobb 100 km-átmérőjűnél, és a Plútóhoz hasonlóan a Neptunusszal
rezonánsan kering. A legnagyobb az eddig felfedezettek közt az 1996 TO66
sz. égitest, amelynek átmérője kb. 740 km, keringési ideje 289 év. A kisebbekkel
együtt az 1+ km-es égitestek száma a milliárdot is elérheti – és innen
származnak a rövid periódusú üstökösök. (A hosszú periódusúak a Naprendszert
gömbhéjként körülvevő Oort-felhőből erednek). A Plútó-űrszonda remélhetőleg
legalább egy nagyobb Kuiper-övi égitesttel fog találkozni útja során.
1996 óta a tudományos közvélemény
évekig vitázott arról, hogy a Kuiper-objektumok felfedezésének tükrében
bolygó-e a Plútó. Hasonló volt a helyzet a kisbolygók felfedezésekor: a
Ceresről, a legnagyobb kisbolygóról felfedezésekor azt hitték, hogy bolygó,
de a többi hasonló égitest megtalálása után átsorolták egy vadonatúj osztályba:
kisbolygónak.
Brian Marsden, az IAU (Nemzetközi
Csillagászati Egyesület) kisbolygó központjának a vezetője (nemhivatalosan)
azt javasolta, hogy a Plútó kapjon “kettős állampolgárságot”, azaz a kisbolygó
státuszt is (a 10000. kisbolygó néven). Ilyesmire már van példa: néhány
kisbolygó egyben üstökös is. A javaslat eredménye egyetemes felhördülés
lett a tudományos közösség részéről. A Plútónak van holdja, gömb alakú
és van légköre. Ezt egyik kisbolygó sem mondhatja el a 30 ezer ismert közül.
1999. januárjában csillagászok petíciót tettek közzé az interneten, melyben
ellenezték a kisbolygó státusz megadását. “Úgy érzem, kevés tudományos
vagy történeti igazolása lehet egy ilyen akciónak” – állt az aláírandó
petícióban. Donald Yeomans, az Amerikai Csillagászati Társaság bolygótudományi
részlegének vezetője szerint “semmi okunk nincs a Plútót kisbolygóként
is bekatalogizálni, legfeljebb az, hogy pár katalóguskészítő boldog legyen
vele”. 1999 januárjában az IAU bejelentette, hogy senki sem akarta
elvenni a Plútó bolygóságát, ők csak a Neptunuszon túli objektumok (TNO)
számozásának kialakításán dolgoznak, melyek közé a Plútót is javasolták
bevenni. A Plútó pedig valóban bolygó, még akkor is, ha a Kuiper-övezet
égitestcsoportjába beletartozik. Ezzel a vita lezárult.
Ahol még nem járt emberkéz alkotta szerkezet... és egy ideig nem is fog: az űrszonda
2000 szeptemberében világszerte profi
és amatőr csillagászok ezrei tiltakoztak a NASA vezetésének azon döntése
ellen, melyben egy időre leállították a Pluto-Kuiper Express programját.
“Ha az űrszondán a munka akár csak 90 napot is késik, a JLP nem lesz képes
a tervezett 2004-es indításra, ami a küldetés elhalasztásával jár” – írták,
és ez meg is történt. A bolygók helyzetének változása miatt az űrszonda
a Plútót 2012 helyett csak 2020 után érheti el. Ez nem csupán még néhány
évi várakozást jelent, hanem a kutatás 200 évvel való elhalasztását – ugyanis
jelenlegi modelljeink szerint a Plútó légköre 2020-ra (talán már 2015-re)
összeomlik és visszafagy a felszínre (igazából nem tudjuk), így ez a különleges
légkör akkor már nem lesz tanulmányozható egész addig, amíg a Plútó ismét
napközelbe nem kerül, azaz több mint 200 év múlva.
A NASA a küldetésre szánt pénzt
átcsoportosítaná (összesen 150 millió dollárt szánna évente a teljes külső-Naprendszer-kutatásra
(Outer Planets program), miközben a Plútó-szondának már 600 milliónál tart
a költségvetése). A Plútó helyett előtérbe kerültek a sokkal hamarabb látványos
sikereket ígérő 2003-mas Marsra leszálló két szondára illetve a 2006-ban
induló Europa Orbiterre, mivel az europai élet kutatása – a közvélemény
szempontjából - sokkal fontosabb, mint a távoli Plútóé. .A kutatók szerint
a Plútó – mint a Kupier-övbeli égitestek legnagyobb tagja – az egész
Naprendszer eredetének megfejtésében segíthet, ami egyáltalán nem elhanyagolható
kérdés. A kémiai összetétel és a felszíni kor meghatározása (kráterszámlálással),
vagy a légkörrel amúgy sem rendelkező többi KBO megfigyelése lényegében
bármikor végrehajtható, így ehhez nem szükséges 2004-es indítás. A mostani
tervek szerint a Plútó-szonda indítása 2010 körül várható.
(2001.04 frissités: a programot teljesen
leállították - HH)
**
Ma már a Plútó nem egy elmosódott
pont a fotolemezen, hanem egy feltérképezhető világ, melynek felszínén
a változások is figyelemmel követhetők. Most még csak 4,4 milliárd km távolságról
próbálkozhatunk a felszíni részletek lefényképezésével. Helyszínre küldött
űrszonda kell ahhoz, hogy megtudjuk, mik is a sötét és világos területek,
honnan származik és (geológiailag) merre tart a Plútó. Az első Plútó-szonda
reméljük, mihamarabb elküldi a válaszokat a Naprendszer pereméről. Addig
még szabadon találgathatunk, hogy vajon mit rejtenek a sötét és világos
foltok a Plútó felszínén.
Ajánlott irodalom:
Clyde W. Tombaugh – Patrick Moore:
A sötétség bolygója. A Plútó felfedezésének története. Gondolat, 1989.
Marc Buie honlapja: www.lowell.edu/users/buie/
Mark Sykes honlapja: www.treefort.org/pluto/
Ezúton mondok köszönetet Sík Andrásnak
hasznos tanácsaiért.
Hogy készült a Plútó-térkép?
6-7-8. kép: A HST, mint minden más távcső (optika), elmossa a távoli pontszerű objektumok fényét. Ezt az elmosó hatást (szaknyelven point-spread function) “ki kell vonni” a képből, hogy megkapjuk a felszín valóságos fényességét. A képeken az eredeti kép (a HST felvétele), a számítógéppel előállított “tiszta” elmosás, majd a HST képből az elmosást kivonva megkapott végeredmény: a Plútó képe látható.
9. kép: mindez térképi vetületben…
A képek eredetijeit Marc W Buie (Lowell Observatory) készítette. A felvételeket az ő szíves engedélyével közöljük (honlapja nyomán).