Plüton'un Uyduları -Moons of Pluto
Cüce gezegen Plüton'un beş doğal uydusu vardır . Plüton'dan uzaklık sırasına göre Charon , Styx , Nix , Kerberos ve Hydra'dır . En büyüğü olan Charon, Pluto ile karşılıklı olarak gelgit olarak kilitlenmiştir ve Plüton-Charon'un bazen bir çift cüce gezegen olarak kabul edilmesi için yeterince büyüktür .
Tarih
En içteki ve en büyük ay olan Charon , 22 Haziran 1978'de, Plüton'un keşfedilmesinden yaklaşık yarım yüzyıl sonra James Christy tarafından keşfedildi. Bu, daha önce sistemin gözlenen kütlesinin ve yansıyan ışığının yalnızca Plüton'a atfedilebileceğini varsayan Plüton'un büyüklüğüne ilişkin tahminlerde önemli bir revizyona yol açtı.
Yeni Ufuklar görevine hazırlanan ve Hubble Uzay Teleskobu ile birlikte çalışan Pluto Yoldaş Arama Ekibinin gökbilimcileri tarafından 15 Mayıs 2005'te S/2005 P 1 ve S/2005 P 2 geçici adlarını alan iki uydu daha görüntülendi . Astronomi Birliği , 21 Haziran 2006'da bu uydulara resmi olarak Nix (veya Pluto II, iki uydunun iç kısmı, eski adıyla P 2) ve Hydra (Pluto III, dış ay, eski adıyla P 1) adını verdi. Kerberos , 20 Temmuz 2011'de duyuruldu. , Plüton halkaları aranırken keşfedildi. 7 Temmuz 2012'de duyurulan Styx , Yeni Ufuklar için potansiyel tehlikeler araştırılırken keşfedildi .
Charon
Charon, Plüton'un yaklaşık yarısı kadardır ve yeterince büyüktür (Plüton'un kütlesinin yaklaşık sekizde biri), sistemin ağırlık merkezi , Plüton'un yüzeyinin yaklaşık 960 km üzerinde, aralarında yer alır. Charon ve Pluto da gelgit olarak kilitlenir , böylece her zaman aynı yüzü birbirlerine doğru gösterirler. Ağustos 2006'daki IAU Genel Kurulu , Plüton ve Charon'un çift gezegen olarak yeniden sınıflandırılması önerisini değerlendirdi , ancak öneri terk edildi. Plüton gibi, Charon da ölçüm belirsizliği içinde mükemmel bir küredir.
Küçük aylar
.jpg)
Plüton'un dört küçük dairesel uydusu, Plüton'un yörüngesinde Charon'un iki ila dört katı uzaklıkta, Styx'ten 42.700 kilometrede Hydra'ya ve sistemin barycenterinden 64.800 kilometrede değişiyor. Charon ile aynı yörünge düzleminde neredeyse dairesel ilerleyen yörüngelere sahiptirler.
Hepsi Charon'dan çok daha küçük. İkisi daha büyük olan Nix ve Hydra, en uzun eksenlerinde sırasıyla yaklaşık 42 ve 55 kilometredir ve Styx ve Kerberos sırasıyla 7 ve 12 kilometredir. Dördü de düzensiz şekillidir.
özellikleri
Plüton sistemi son derece kompakt ve büyük ölçüde boştur: Prograd uyduları, Plüton'u 6 milyon km'lik Tepe yarıçapının (Plüton'un etkisinin yerçekimi bölgesi) %53'üne veya retrograd aylar için %69'a kadar istikrarlı bir şekilde yörüngeye oturtabilir. Bununla birlikte, ilerleme yörüngelerinin kararlı olacağı bölgenin yalnızca %3'lük iç kısmı uydular tarafından işgal edilmiştir ve Styx'ten Hydra'ya kadar olan bölge o kadar sıkı bir şekilde paketlenmiştir ki, bu bölgede istikrarlı yörüngeleri olan başka aylar için çok az yer vardır. New Horizons tarafından yürütülen yoğun bir araştırma , Charon benzeri albedoların 0.38 (daha küçük olanlar için) olduğu varsayıldığında, Plüton'dan 180.000 km'ye kadar (ilerleyen aylar için kararlı bölgenin %6'sı) 4,5 km'den daha büyük hiçbir uydu olmadığını doğruladı. mesafeler, bu eşik hala daha küçüktür).
Ayların yörüngelerinin dairesel ve eş düzlemli olduğu, farklı eğimlerin 0,4°'den az ve eksantrikliklerin 0,005'ten az olduğu onaylandı.
Nix ve Hydra'nın keşfi, Plüton'un bir halka sistemine sahip olabileceğini düşündürdü . Küçük vücut darbeleri, bir halka sistemine dönüşebilecek kalıntılar oluşturabilir . Bununla birlikte, Hubble Uzay Teleskobu'nda Gelişmiş Kamera Anketleri , okültasyon çalışmaları ve daha sonra Yeni Ufuklar tarafından yapılan bir derin optik araştırmadan elde edilen veriler, hiçbir halka sisteminin mevcut olmadığını göstermektedir.
rezonanslar
Styx, Nix ve Hydra'nın 18:22:33 oranında yörünge periyotları ile 3 gövdeli bir yörünge rezonansında olduğu düşünülmektedir; ilgili yörünge oranı 11:9:6'dır. Yörünge devinimi hesaba katıldığında oranlar kesin olmalıdır . Hydra ve Nix basit bir 2:3 rezonanstadır. Styx ve Nix 11:9 rezonanstayken, Styx ve Hydra arasındaki rezonansın oranı 11:6'dır. Bu, tekrar eden bir döngüde her 9 Nix ve 6 Hydra için 11 Styx yörüngesi olduğu anlamına gelir. Sinodik dönemlerin oranları, her 2 Styx ve Nix bağlacı için 5 Styx-Hydra bağlacı ve 3 Nix-Hydra bağlacı olacak şekildedir. Ortalama boylamı ve serbest kalma açısını gösteriyorsa , rezonans şu şekilde formüle edilebilir . Jüpiter'in Galile uydularının Laplace rezonansında olduğu gibi , üçlü birleşim asla gerçekleşmez. en az 10° genlik ile yaklaşık 180° serbest bırakır.
Çevredeki tüm uydular da Charon-Pluto yörünge periyodu ile ortalama hareket rezonansına yakındır. Styx, Nix, Kerberos ve Hydra 1:3:4:5:6 yakın rezonans dizisindedir , Styx rezonansından yaklaşık %5.4, Nix yaklaşık %2.7, Kerberos yaklaşık %0.6 ve Hydra yaklaşık %0.3. Bu yörüngeler, Charon'un mevcut eşzamanlı yörüngesine gelgit olarak yükseltildiğinde ve daha sonra Charon'un yörünge eksantrikliği gelgit olarak sönümlendiğinde rezonanstan serbest bırakıldığında, zorunlu rezonanslar olarak ortaya çıkmış olabilir. Pluto-Charon çifti, dış uydulardaki yerçekimi alanı tepeden tepeye %15 oranında değişen güçlü gelgit kuvvetleri yaratır.
Bununla birlikte, Charon ile bir rezonansın, Nix veya Hydra'yı mevcut yörüngesine yükseltebileceği hesaplandı, ancak ikisini birden değil: Hydra'yı artırmak için sıfıra yakın bir Charonian eksantrikliği 0.024'e ihtiyaç duyarken, Nix'i artırmak için daha büyük bir eksantriklik gerekirdi. en az 0.05. Bu, Nix ve Hydra'nın bunun yerine yakalanan materyal olduğunu, Pluto-Charon çevresinde oluşturulduğunu ve Charon ile rezonansta kapana kısılana kadar içeriye doğru göç ettiğini gösteriyor. Kerberos ve Styx'in varlığı bu fikri destekleyebilir.
döndürme
Yeni Ufuklar görevinden önce Nix , Hydra , Styx ve Kerberos'un kaotik bir şekilde dönmesi veya yuvarlanması bekleniyordu .
Bununla birlikte, Yeni Ufuklar görüntüleme, kaotik dönme veya yuvarlanmanın bekleneceği bir dönüş eşzamanlı durumuna yakın bir gelgitle dönmediklerini buldu. Yeni Ufuklar görüntülemesi, 4 uydunun hepsinin yüksek eğimde olduğunu buldu. Ya bu şekilde doğdular ya da bir spin presesyon rezonansı tarafından yönlendirildiler. Styx , aralıklı ve kaotik eğiklik varyasyonları yaşıyor olabilir.
Mark R. Showalter, "Nix tüm kutbunu çevirebilir. Aslında güneşin doğudan doğup kuzeyden battığı Nix'te bir gün geçirmek mümkün olabilir. Yol neredeyse rastgele görünüyor. dönüyor." Sadece bir başka uydunun, Satürn'ün uydusu Hyperion'un yuvarlandığı bilinmektedir, ancak Haumea'nın uydularının da aynısını yapması muhtemeldir.
Menşei
Plüton'un uydu sisteminin, Ay'ı yarattığı düşünülen "büyük darbe" ye benzer büyük bir çarpışma tarafından oluşturulduğundan şüpheleniliyor . Her iki durumda da uyduların yüksek açısal momentumu ancak böyle bir senaryo ile açıklanabilir. Daha küçük uyduların neredeyse dairesel yörüngeleri, Kuiper Kuşağı nesnelerinin yakalanmasından ziyade bu çarpışmada oluştuklarını gösteriyor. Bu ve Charon ile yakın yörünge rezonansları (aşağıya bakınız), Plüton'a şu anda olduğundan daha yakın oluştuklarını ve Charon mevcut yörüngesine ulaştığında dışa doğru göç ettiklerini göstermektedir. Gri renkleri, Güneş Sistemi'ndeki en kırmızı cisimlerden biri olan Plüton'unkinden farklıdır. Bunun, çarpma veya müteakip birleşme sırasındaki uçucu maddelerin kaybından kaynaklandığı ve ayların yüzeylerinin su buzu tarafından baskın hale gelmesinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Bununla birlikte, böyle bir etki ek enkaz (daha fazla ay) yaratmış olmalıydı, ancak Yeni Ufuklar tarafından hiçbir ay veya halka keşfedilmedi , bu da Plüton'un yörüngesinde dönen önemli boyutta daha fazla uyduyu dışladı.
Liste
Plüton'un uyduları burada en kısadan en uzuna doğru yörünge periyoduna göre listelenmiştir. Tarihinin bir noktasında bir küreye dönüşecek kadar büyük olan Charon, açık mor renkle vurgulanmıştır. Karşılaştırma için Plüton eklendi. Tüm elementler Pluto-Charon barycenter'a göredir . Plüton ve Charon'un merkezleri arasındaki ortalama uzaklık 19.596 km'dir.
| İsim ( telaffuz ) |
resim | Çap (km) |
Ağırlık (×10 19 kg) | Yarı ana eksen (km) |
Yörünge periyodu (gün) |
Yörünge rezonansı (Charon'a göre) |
eksantriklik | Eğim (°) (Plüton'un ekvatoruna) |
Görsel büyüklük (ortalama) |
keşif yılı |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Plüton | / ˈ p l uː t oʊ / | .jpg) |
2,376,6 ± 3,2 | 1305 ± 7 | 2.035 | 6.38723 | 1: 1 | 0.0022 | 0.001 | 15.1 | 1930 | |
| Plüton I | Charon |
/ ˈ ʃ ær ən / , / ˈk ɛər ən / |
 |
1,212 ± 1 | 158.7 ± 1.5 | 17.536 ± 3 | 6.38723 | 1: 1 | 0.0022 | 0.001 | 16.8 | 1978 |
| Plüton V | Styx | / ˈs t ɪ ks / _ | .jpg) |
16 × 9 × 8 | 0.00075 | 42.656 ± 78 | 20.16155 | 1: 3.16 | 0.00579 | 0,81 ± 0,16 | 27 | 2012 |
| Plüton II | Nix | / ˈ n ɪ k s / |  |
49,8 × 33,2 × 31,1 | 0,005 ± 0,004 | 48,694 ± 3 | 24.85463 | 1: 3.89 | 0.00204 | 0.133 ± 0.008 | 23.7 | 2005 |
| Plüton IV | Kerberos | / ˈ k ɜːr b ər ə s , - ɒ s / |  |
19 × 10 × 9 | 0,0016 ± 0,0009 | 57.783 ± 19 | 32.16756 | 1: 5.04 | 0.00328 | 0,389 ± 0,037 | 26 | 2011 |
| Plüton III | hidra | / ˈ h aɪ d r ə / |  |
50,9 × 36,1 × 30,9 | 0,005 ± 0,004 | 64.738 ± 3 | 38.20177 | 1: 5,98 | 0.00586 | 0,242 ± 0,005 | 23.3 | 2005 |
Plüton sisteminin ölçekli modeli
Plüton ve sistemin ağırlık merkezinin konumu da dahil olmak üzere beş uydusu . Gövdelerin boyutları ve mesafeleri ölçeklidir (detay için resme tıklayın) .
karşılıklı olaylar
Geçişler , Plüton'un uydularından biri Plüton ile Güneş arasından geçtiğinde meydana gelir. Bu, uyduların yörünge düğümlerinden biri (yörüngelerinin Plüton'un tutulumunu kestiği noktalar ) Plüton ve Güneş ile aynı hizaya geldiğinde meydana gelir. Bu sadece Plüton'un yörüngesindeki iki noktada gerçekleşebilir; tesadüfen, bu noktalar Plüton'un günberi ve günötesine yakındır. Plüton, Plüton'un uydularından birinin önünden geçip onu engellediğinde tıkanmalar meydana gelir .
Charon, Plüton'un yüzeyinden görüldüğü gibi 4 derecelik bir açısal çapa sahiptir ; Güneş çok daha küçük görünür, sadece 39 ila 65 ark saniyesi . Karşılaştırıldığında, Dünya'dan bakıldığında Ay'ın açısal çapı yalnızca 31 dakikalık yay veya yarım derecenin biraz üzerindedir. Bu nedenle, Charon'un çapının sekiz katı veya Ay'ın alanının 25 katı gibi görünüyor; Bu, Charon'un büyüklükten ziyade Plüton'a yakınlığından kaynaklanmaktadır, çünkü Ay yarıçapının üçte birinden biraz fazlasına sahip olmasına rağmen, Charon'un Plüton'dan olduğu gibi, Dünya'nın Ay'ı Dünya yüzeyinden 20 kat daha uzaktadır. Bu yakınlık ayrıca Pluto'nun yüzeyinin büyük bir bölümünün bir tutulma yaşayabilmesini sağlar. Gelgit kilitlenmesi nedeniyle Plüton her zaman Charon'a aynı yüzü gösterdiğinden, yalnızca Charon'a bakan yarımküre Charon tarafından güneş tutulması yaşar.
Daha küçük uydular başka yerlere gölge düşürebilir. Dört küçük uydunun (Plüton'dan görüldüğü gibi) açısal çapları belirsizdir. Nix'in 3-9 dakika ark ve Hydra'nın 2-7 dakikadır. Bunlar Güneş'in açısal çapından çok daha büyüktür, bu nedenle toplam güneş tutulmalarına bu aylar neden olur.
Her iki uydu da çok düzensiz olduğundan, Styx için 76,9 x 38,5 ila 77,8 x 38,9 yay saniyesi ve Kerberos için 67,6 x 32,0 ila 68,0 x 32,2 açısal boyutlara sahip olduğundan, Styx ve Kerberos tarafından tutulmaları tahmin etmek daha zordur. Bu nedenle, Styx'in halka şeklinde tutulmaları yoktur, en geniş ekseni Güneş'ten en büyük 10 yay saniyeden daha büyüktür. Bununla birlikte, Kerberos, biraz daha büyük olmasına rağmen, en büyük yan ekseni yalnızca 32 yay saniyesi olduğu için tam tutulmalar yapamaz. Kerberos ve Styx tutulmaları tamamen parçalı ve melez tutulmalardan oluşacak ve tam tutulmalar oldukça nadir olacak.
Charon nedeniyle bir sonraki karşılıklı olay dönemi Ekim 2103'te başlayacak, 2110'da zirve yapacak ve Ocak 2117'de sona erecek. Bu dönemde, güneş tutulmaları her Plüton günde bir kez, maksimum 90 dakika sürecek.
keşif
Pluto sistemi, Temmuz 2015'te New Horizons uzay aracı tarafından ziyaret edildi. Nix'ten piksel başına 330 metreye ve Hydra'dan piksel başına 1,1 kilometreye kadar çözünürlüğe sahip görüntüler döndürüldü. Styx ve Kerberos'tan daha düşük çözünürlüklü görüntüler döndürüldü.
Notlar
Referanslar
Kaynaklar
- Stern, SA; Dokumacı, HA; Steffl, AJ; Mutchler, MJ; Merline, WJ; Buie, MW; Genç, EF; Genç, Los Angeles; Spencer, JR (2005). "Plüton'daki Dörtlü Sistemin Özellikleri ve Kökeni". arXiv : astro-ph/0512599 .
- Steffl, AJ; Mutchler, MJ; Dokumacı, HA; Stern, SA; Durda, DD; Terrel, D.; Merline, WJ; Genç, Los Angeles; Genç, EF; Buie, MW; Spencer, JR (2006). "Plüton Sisteminin Ek Uydularında Yeni Kısıtlamalar". Astronomik Dergisi . 132 (2): 614-619. arXiv : astro-ph/0511837 . Bibcode : 2006AJ....132..614S . doi : 10.1086/505424 . S2CID 10547358 .
- Buie, Marc W.; Grundy, William M.; Genç, Eliot F.; Genç, Leslie A.; Stern, S. Alan (2006). "Plüton'un Uydularının Yörüngeleri ve Fotometrisi: Charon, S/2005 P1 ve S/2005 P2". Astronomik Dergisi . 132 (1): 290–298. arXiv : astro-ph/0512491 . Bibcode : 2006AJ....132..290B . doi : 10.1086/504422 . S2CID 119386667 .
- Brozovic, Marina; Showalter, Mark R.; Jacobson, Robert A.; Buie, Marc W. (2015). "Plüton'un uydularının yörüngeleri ve kütleleri". İkarus . 246 : 317-329. Bibcode : 2015Icar..246..317B . doi : 10.1016/j.icarus.2014.03.015 .
- Codex Regius (2016), Pluto & Charon , CreateSpace Bağımsız Yayıncılık Platformu ISBN 978-1534960749
- 2005 P1 ve P2'nin keşfini anlatan IAU Genelgesi No. 8625
- 2005 P2 için daha nötr bir renk bildiren IAU Genelgesi No. 8686
- Nix ve Hydra'nın isimlerini açıklayan 8723 sayılı İAÜ Genelgesi
- Plüton'un Yeni Keşfedilen İki Uydusuna İlişkin Arka Plan Bilgileri - Nix ve Hydra'yı keşfedenlerin web sitesi