PLUTÃO (PLANETA): CARACTERÍSTICAS, COMPOSIÇÃO, ÓRBITA, MOVIMENTO - ARTE - 2025

Plutão é um objeto celeste, atualmente considerado um planeta anão, embora por muito tempo tenha sido o planeta mais distante do sistema solar. Em 2006, a União Astronômica Internacional decidiu incluí-lo em uma nova categoria: a dos planetas anões, já que Plutão carece de alguns dos requisitos necessários para ser um planeta.

Deve-se notar que a controvérsia sobre a natureza de Plutão não é nova. Tudo começou quando o jovem astrônomo Clyde Tombaugh o descobriu em 18 de fevereiro de 1930.

Figura 1. Imagem de Plutão obtida em 2015 pela sonda New Horizons. Fonte: NASA via Wikimedia Commons.

Os astrônomos supuseram que talvez houvesse um planeta mais distante que Netuno e, para encontrá-lo, seguiram o mesmo esquema da descoberta deste. Usando as leis da mecânica celeste, eles determinaram a órbita de Netuno (e Urano), comparando os cálculos com as observações das órbitas reais.

Irregularidades, se houver, foram causadas por um planeta desconhecido além da órbita de Netuno. Isso é precisamente o que Percival Lowell, fundador do Observatório Lowell no Arizona e um defensor entusiasta da existência de vida inteligente em Marte fez. Lowell encontrou essas irregularidades e graças a elas calculou a órbita do desconhecido "planeta X", cuja massa estimou em 7 vezes a massa da Terra.

Figura 2. Percival Lowell à esquerda e Clyde Tombaugh com seu telescópio à direita. Fonte: Wikimedia Commons.

Alguns anos após a morte de Lowell, Clyde Tombaugh encontrou a nova estrela usando um telescópio feito por ele mesmo, mas o planeta ficou menor do que o previsto.

O novo planeta recebeu o nome de Plutão, o deus romano do submundo. Muito apropriado porque as duas primeiras letras correspondem às iniciais de Percival Lowell, o idealizador da descoberta.

No entanto, as supostas irregularidades que Lowell encontrou nada mais eram do que o produto de alguns erros aleatórios em seus cálculos.

Características de Plutão

Plutão é uma pequena estrela, então as irregularidades na órbita do gigante Netuno não poderiam ser devido a ela. Inicialmente pensava-se que Plutão teria o tamanho da Terra, mas aos poucos as observações fizeram com que sua massa fosse diminuindo cada vez mais.

Estimativas recentes da massa de Plutão, a partir de dados orbitais conjuntos dele e de seu satélite Caronte, indicam que a massa do sistema Plutão-Caronte é 0,002 vezes a massa da Terra.

É realmente um valor muito pequeno para perturbar Netuno. A maior parte dessa massa corresponde a Plutão, que por sua vez é 12 vezes mais massivo que Caronte. Portanto, a densidade de Plutão foi estimada em 2.000 kg / m ³, sendo composta por 65% de rocha e 35% de gelo.

Uma característica muito importante do glacial e errático Plutão é sua órbita altamente elíptica ao redor do sol. Isso o leva de tempos em tempos a se aproximar mais do Sol do que do próprio Netuno, como aconteceu durante o período de 1979 a 1999.

Neste encontro, as estrelas nunca colidiram porque a inclinação das respectivas órbitas não o permitia e porque Plutão e Netuno também estão em ressonância orbital. Isso significa que seus períodos orbitais estão relacionados devido à influência gravitacional mútua.

Plutão reserva outra surpresa: ele emite raios X, uma radiação de alta energia do espectro eletromagnético. Isso não seria surpreendente, já que a sonda New Horizons confirmou a presença de uma fina atmosfera em Plutão. E quando as moléculas dessa fina camada de gases interagem com o vento solar, elas emitem radiação.

Mas o telescópio de raios-X Chandra encontrou uma emissão muito maior do que o esperado, o que surpreendeu os especialistas.

Resumo das principais características físicas de Plutão

-Massa: 1,25 x 10 ²² kg

-Radius: 1.185 km (menor que a Lua)

-Forma: arredondada.

-Distância média ao Sol: 5.900 milhões de km.

- Inclinação da órbita: 17º com respeito à eclíptica.

-Temperatura : -229,1 ºC em média.

-Gravidade: 0,6 m / s ²

- Campo magnético próprio: Não.

-Atmosfera: Sim, dim.

-Densidade: 2 g / cm ³

-Satélites: 5 conhecidos até agora.

-Anéis: De momento não.

Por que Plutão não é um planeta?

A razão de Plutão não ser um planeta é que ele não atende aos critérios da União Astronômica Internacional para que um corpo celeste seja considerado um planeta. Esses critérios são:

-Orbitar em torno de uma estrela ou seu remanescente.

-Tem massa suficiente para que sua gravidade lhe permita ter uma forma mais ou menos esférica.

-Falta de luz própria.

-Ter dominância orbital, ou seja, uma órbita exclusiva, que não interfira com a de outro planeta e livre de objetos menores.

E embora Plutão atenda aos três primeiros requisitos, como vimos antes, sua órbita interfere com a de Netuno. Isso significa que Plutão não limpou sua órbita, por assim dizer. E por não ter dominância orbital, não pode ser considerado um planeta.

Além da categoria de planeta anão, a União Astronômica Internacional criou outra: os corpos menores do sistema solar, nos quais são encontrados cometas, asteróides e meteoróides.

Requisitos para ser um planeta anão

A União Astronômica Internacional também definiu cuidadosamente os requisitos para ser um planeta anão:

-Orbite em torno de uma estrela.

-Tem massa suficiente para ter uma forma esférica.

-Não emita luz própria.

-Falta de uma órbita limpa.

Portanto, a única diferença entre planetas e planetas anões está no último ponto: planetas anões simplesmente não têm uma órbita "limpa" ou exclusiva.

Figura 3. Os 5 planetas anões conhecidos até agora, junto com seus satélites. Na parte inferior da imagem está a Terra para referência. Fonte: Wikimedia Commons.

Movimento de tradução

A órbita de Plutão é muito elíptica e estando tão longe do Sol, tem um período muito longo: 248 anos, dos quais 20 estão mais próximos do Sol do que o próprio Netuno.

Figura 4. Animação mostrando a órbita altamente elíptica de Plutão. Fonte: Wikimedia Commons.

A órbita de Plutão é a mais inclinada de todas em relação ao plano da eclíptica: 17º, portanto, quando ela cruza a de Netuno, os planetas ficam bem distantes e não há perigo de colisão entre eles.

Figura 5. Intersecção entre as órbitas de Plutão e Netuno, como pode ser visto, os planetas estão bastante distantes um do outro, não havendo perigo de colisão. Fonte: Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0, A ressonância orbital que existe entre os dois planetas é do tipo que garante a estabilidade de suas trajetórias.

Dados de movimento de Plutão

Os dados a seguir descrevem resumidamente o movimento de Plutão:

- Raio médio da órbita: 39,5 UA * ou 5,9 bilhões de quilômetros.

- Inclinação da órbita: 17º em relação ao plano da eclíptica.

-Ecentricidade: 0,244

- Velocidade orbital média: 4,7 km / s

- Período de transferência: 248 anos e 197 dias

- Período de rotação: aproximadamente 6,5 dias.

* Uma unidade astronômica (UA) equivale a 150 milhões de quilômetros.

Como e quando observar Plutão

Plutão está muito longe da Terra para ser visível a olho nu, tendo pouco mais de 0,1 segundo de arco. Portanto, o uso de um telescópio é necessário, até mesmo modelos amadores o farão. Além disso, os modelos recentes incorporam controles programáveis ​​para localizar Plutão.

No entanto, mesmo com um telescópio, Plutão será visto como um pequeno ponto entre milhares de outros, então para distingui-lo é preciso primeiro saber para onde olhar e depois segui-lo por várias noites, como fez Clyde Tombaugh. Plutão será o ponto que se move sobre o fundo das estrelas.

Como a órbita de Plutão está fora da órbita terrestre, a melhor hora para vê-la (mas é preciso esclarecer que não é a única) é quando está em oposição, o que significa que a Terra fica entre o planeta anão e o sol..

Isso também é verdade para Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, os chamados planetas superiores. As melhores observações são feitas quando eles estão em oposição, embora, é claro, possam ser visíveis em outros momentos.

Para conhecer a oposição dos planetas é aconselhável ir a sites especializados na internet ou baixar um aplicativo de astronomia para smartphones. Desta forma, as observações podem ser planejadas adequadamente.

No caso de Plutão, de 2006 a 2023, ele se move da constelação de Serpens Cauda para a de Sagitário.

Movimento rotatório

Movimento de rotação de Plutão. Fonte: PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Plutão tem um movimento de rotação em torno de seu próprio eixo, como a Terra e os outros planetas. Plutão leva 6 dias e meio para dar a volta, porque sua velocidade de rotação é mais lenta que a da Terra.

Estando tão longe do Sol, embora este seja o objeto mais brilhante no céu de Plutão, o rei do Sol parece um ponto ligeiramente maior do que o resto das estrelas.

É por isso que os dias no planeta anão passam no escuro, mesmo os mais límpidos, porque a fina atmosfera é capaz de espalhar alguma luz.

Figura 6. Representação artística da paisagem gelada de Plutão, à esquerda de Netuno e à direita, o Sol distante parece uma estrela de grande magnitude. Mesmo durante o dia, o planeta está em constante escuridão. Fonte: Wikimedia Commons.ESO / L. Calçada / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).

Por outro lado, seu eixo de rotação é inclinado 120º em relação à vertical, o que significa que o pólo norte está abaixo da horizontal. Em outras palavras, Plutão vira de lado, assim como Urano.

Esta inclinação é muito maior do que o eixo da Terra de apenas 23,5º, portanto as estações em Plutão são extremas e muito longas, uma vez que leva pouco mais de 248 anos para orbitar o sol.

Figura 7. Comparação entre os eixos de rotação da Terra à esquerda e de Plutão à direita, inclinados 120º em relação à vertical. Fonte: F. Zapata.

Muitos cientistas acreditam que as rotações retrógradas como nos casos de Vênus e Urano, ou eixos de rotação inclinados, novamente como Urano e Plutão, são devidas a impactos fortuitos, causados ​​por outros grandes corpos celestes.

Nesse caso, uma questão importante a ser resolvida é por que o eixo de Plutão parou precisamente em 120º e não em outro valor.

Sabemos que Urano fez isso a 98º e Vênus a 177º, enquanto Mercúrio, o planeta mais próximo do Sol, tem seu eixo totalmente vertical.

A figura mostra a inclinação do eixo de rotação dos planetas, uma vez que o eixo é vertical, em Mercúrio não há estações:

Figura 8. Inclinação do eixo de rotação nos oito planetas principais do sistema solar. Fonte: NASA.

Composição

Plutão é feito de rochas e gelo, embora eles fossem muito diferentes dos da Terra, já que Plutão é um frio inacreditável. Cientistas estimam que as temperaturas do planeta anão variam entre -228 ºC e -238 ºC, com a menor temperatura observada na Antártica sendo -128 ºC.

Claro, os elementos químicos são comuns. Na superfície de Plutão existem:

-Metano

-Azoto

-Monóxido de carbono

Quando a órbita de Plutão o aproxima do Sol, o calor evapora o gelo dessas substâncias, que passam a fazer parte da atmosfera. E quando ele se afasta, eles congelam de volta à superfície.

Essas mudanças periódicas causam o aparecimento de áreas claras e escuras na superfície de Plutão, que se alternam com o tempo.

Em Plutão, é comum encontrar partículas curiosas chamadas "tholins" (nome dado a elas pelo famoso astrônomo e popularizador Carl Sagan), que são criadas quando a radiação ultravioleta do Sol quebra as moléculas de metano e separa as de nitrogênio. A reação entre as moléculas resultantes forma moléculas mais complexas, embora mais desordenadas.

Tholins não são formados na Terra, mas são encontrados em objetos no sistema solar exterior, dando-lhes uma cor rosa, como em Titã, o satélite de Saturno e, claro, em Plutão.

Estrutura interna

Até agora tudo indica que Plutão tem um núcleo rochoso formado por silicatos e provavelmente coberto por uma camada de água gelada.

A teoria da formação dos planetas indica que as partículas mais densas se acumulam no centro, enquanto as mais leves, como as do gelo, ficam acima, configurando o manto, camada intermediária entre o núcleo e a superfície.

Pode haver uma camada de água líquida abaixo da superfície e acima do manto congelado.

Figura 9. Estrutura interna de Plutão. Fonte: Wikimedia Commons. PlanetUser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

O interior do planeta é muito quente devido à presença de elementos radioativos, cuja decomposição produz radiação, parte da qual se espalha em forma de calor.

Os elementos radioativos são de natureza instável, portanto tendem a se transformar em outros mais estáveis, emitindo continuamente partículas e radiação gama, até que a estabilidade seja alcançada. Dependendo do isótopo, uma certa quantidade de material radioativo decai em frações de segundo ou leva milhões de anos.

geologia

A superfície fria de Plutão é principalmente nitrogênio congelado com traços de metano e monóxido de carbono. Esses dois últimos compostos não estão distribuídos homogeneamente na superfície do planeta anão.

As imagens mostram áreas claras e escuras, bem como variações de cores, o que sugere a existência de várias formações e a predominância de alguns compostos químicos em determinados locais.

Apesar de muito pouca luz solar atingir o sol, a radiação ultravioleta é suficiente para causar reações químicas na fina atmosfera. Os compostos assim produzidos se misturam com a chuva e a neve que caem na superfície, dando-lhe as cores entre o amarelo e o rosa com que Plutão é visto nos telescópios.

Quase tudo o que se sabe sobre a geologia de Plutão se deve aos dados coletados pela sonda New Horizons. Graças a eles, os cientistas agora sabem que a geologia de Plutão é surpreendentemente variada:

- Planícies de gelo

-Glaciares

-Montanhas de água congelada

-Algumas crateras

-Evidência de criolcanismo, vulcões que expelem água, amônia e metano, ao contrário dos vulcões terrestres que expelem lava.

Satélites de Plutão

Plutão tem vários satélites naturais, dos quais Caronte é o maior.

Por um tempo, os astrônomos acreditaram que Plutão era muito maior do que realmente é, porque Caronte orbita muito perto e quase circularmente. É por isso que, no início, os astrônomos não conseguiam distingui-los.

Figura 10. Plutão à direita e seu satélite principal Caronte. Fonte: Wikimedia Commons.

Em 1978, o astrônomo James Christy descobriu Charon por meio de fotografias. Tem a metade do tamanho de Plutão e seu nome também vem da mitologia grega: Caronte era o barqueiro que transportava almas para o submundo, o reino de Plutão ou Hades.

Mais tarde, em 2005, graças ao telescópio espacial Hubble, as duas pequenas luas Hydra e Nix foram encontradas. E então, em 2011 e 2012 respectivamente, Cerberus e Styx apareceram, todos com nomes mitológicos.

Esses satélites também têm órbitas circulares ao redor de Plutão e podem ser objetos capturados do cinturão de Kuiper.

Plutão e Caronte formam um sistema muito interessante, no qual o centro de massa, ou centro de massa, fica fora do objeto maior. Outro exemplo extraordinário é o sistema Sol-Júpiter.

Ambos também estão em rotação síncrona entre si, o que significa que a mesma face é sempre exibida. Portanto, o período orbital de Caronte é de aproximadamente 6,5 dias, que é o mesmo de Plutão. E este é também o tempo que Caronte leva para fazer uma revolução em torno de seu eixo.

Figura 11. Rotação síncrona de Plutão e seu satélite Caronte. Fonte: Wikimedia Commons. Tomruen / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).

Muitos astrônomos acreditam que essas são boas razões para considerar o par como um planeta duplo. Tais sistemas duplos não são raros nos objetos do universo, entre as estrelas é comum encontrar sistemas binários.

Até foi proposto que a Terra e a Lua também são considerados planetas binários.

Outro ponto de interesse de Charon é que pode conter água líquida em seu interior, que chega à superfície por meio de fissuras e forma gêiseres que congelam imediatamente.

Plutão tem anéis?

É uma boa pergunta, já que Plutão está, afinal, no limite do sistema solar e já foi considerado um planeta. E todos os planetas externos têm anéis.

Em princípio, como Plutão tem 2 luas pequenas o suficiente com pouca gravidade, impactos contra elas podem levantar e dispersar material o suficiente para se acumular na órbita do planeta anão, formando anéis.

No entanto, dados da missão New Horizons da NASA mostram que Plutão não tem anéis neste momento.

Mas os sistemas de anéis são estruturas temporárias, pelo menos em tempo astronômico. As informações atualmente disponíveis nos sistemas de anéis dos planetas gigantes revelam que sua formação é relativamente recente e que, à medida que se formam, podem desaparecer e vice-versa.

Missões para Plutão

New Horizons é a missão atribuída pela NASA para explorar Plutão, seus satélites e outros objetos no cinturão de Kuiper, a região que circunda o Sol em um raio de 30 a 55 unidades astronômicas.

Plutão e Caronte estão entre os maiores objetos desta região, que também contém outros, como cometas e asteróides, os chamados corpos menores do sistema solar.

A rápida sonda New Horizons decolou do Cabo Canaveral em 2006 e chegou a Plutão em 2015. Ela obteve inúmeras imagens mostrando características nunca antes vistas do planeta anão e seus satélites, bem como medições de campo magnético, espectrometria e muito mais.

A New Horizons continua enviando informações hoje, e agora está a cerca de 46 UA da Terra, no meio do cinturão de Kuiper.

Em 2019 estudou o objeto denominado Arrokoth (Ultima Thule) e agora espera-se que em breve realize medições de paralaxe e envie imagens das estrelas de um ponto de vista totalmente diferente do solo, que servirão de guia de navegação.

A New Horizons também deve continuar enviando informações até pelo menos 2030.

Referências

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