You are currently viewing ΠΛΟΥΤΩΝΑΣ – ΕΝΑΣ ΞΕΧΩΡΙΣΤΟΣ ΚΟΣΜΟΣ

ΠΛΟΥΤΩΝΑΣ – ΕΝΑΣ ΞΕΧΩΡΙΣΤΟΣ ΚΟΣΜΟΣ

Ο Πλούτωνας είναι ο μεγαλύτερος Νάνος Πλανήτης. Θεωρούνταν πλανήτης μέχρι την ανακάλυψη της Έριδας, που πήρε το όνομά της από τη “διχόνοια” μεταξύ των αστρονόμων για το εάν πλέον ο Πλούτωνας θα ήταν ή όχι πλανήτης. H Έριδα βρίσκεται και αυτή στη Ζώνη του Κάιπερ και έχει παρόμοιο μέγεθος με τον Πλούτωνα μα είναι 27% μεγαλύτερη σε μάζα.

Ο Πλούτωνας είναι το μεγαλύτερο από τα αντικείμενα μετά την τροχιά του Ποσειδώνα στη Ζώνη του Κάιπερ (Kuiper Belt). Η Ζώνη του Κάιπερ περιλαμβάνει εκατοντάδες χιλιάδες αντικείμενα διαμέτρου άνω των 100 χιλιομέτρων. Μα η συνολική τους μάζα εκτιμάται σε μόλις 2% της μάζας της Γης. Image Credit: NASA

Τα αντικείμενα πέρα από τον Ποσειδώνα είναι δύσκολο να παρατηρηθούν, καθώς δεν είναι πολύ μεγάλα και βρίσκονται πολύ μακριά. Μα το 2015 η διαστημοσυσκευή New Horizons πέρασε δίπλα από τον Πλούτωνα και από μια θολή εικόνα τον μετέτρεψε σε έναν ξεχωριστό κόσμο.

Τα βουνά Tenzing Montes υψώνονται 6 km πάνω από τη γύρω επιφάνεια σε πρώτο πλάνο και στον ορίζοντα τα Hillary Montes (από τους Edmund Hillary και Tenzing Norgay που πρώτοι ανέβηκαν στο Έβερεστ). Τα βουνά στον Πλούτωνα είναι από πάγο νερού. Στην επιφανειακή θερμοκρασία των -230 °C ο πάγος είναι τόσο σκληρός όσο ο βράχος εδώ στη Γη. Δεξιά τους η λεκάνη Sputnik Planitia μία επίπεδη περιοχή από παγωμένο άζωτο. Η λεπτή ατμόσφαιρα του Πλούτωνα διακρίνεται σε στρώσεις πάνω από τον πλανήτη. Η εικονιζόμενη περιοχή έχει πλάτος 380 χιλιόμετρα – όση η απόσταση Αθήνα-Αλεξανδρούπολη – ο Πλούτωνας είναι ένας μικρός πλανήτης. Image Credit: NASA, Johns Hopkins Univ./APL, Southwest Research Institute

Όσο πλησίαζε το New Horizons, ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα που περίμεναν να δουν οι επιστήμονες ήταν οι κρατήρες. Ανάλογα με την πυκνότητα των κρατήρων μπορούμε να έχουμε μια εκτίμηση για την ηλικία μιας επιφάνειας. Όταν έφθασαν οι πρώτες φωτογραφίες το αποτέλεσμα ήταν απρόσμενο. Ενώ περιμέναμε να δούμε πολλούς κρατήρες, κάτι παρόμοιο με τη Σελήνη, αντικρίσαμε μέρη με λίγους ή και καθόλου κρατήρες. Μεγάλες περιοχές χωρίς κρατήρες σημαίνει ότι είναι νέες, μόλις εκατό εκατομμυρίων ετών ή νεότερες. Πολύ πρόσφατες από γεωλογική άποψη. Αυτό με τη σειρά του σημαίνει ότι μέρος της επιφάνειας του Πλούτωνα έχει αναδημιουργηθεί, αλλά ποια διαδικασία θα μπορούσε να το κάνει αυτό στον κρύο, κατεψυγμένο Πλούτωνα;

Πλούτωνας – η λευκή περιοχή σε σχήμα καρδιάς ονομάζεται Tombaugh Regio από τον Clyde Tombaugh ο οποίος ανακάλυψε τον Πλούτωνα. Το αριστερό τελείως επίπεδο τμήμα της είναι η λεκάνη Sputnik Planitia. Ανοίξτε σε νέα καρτέλα για απίθανη ανάλυση – Cretid NASA/JHUAPL/SwRI

Το κύριο χαρακτηριστικό κοιτάζοντας τον πλανήτη είναι μία λευκή περιοχή σε σχήμα καρδιάς. Η περιοχή ονομάζεται Tombaugh Regio από τον Clyde Tombaugh ο οποίος ανακάλυψε τον Πλούτωνα. Η αριστερή πλευρά της ονομάζεται Sputnik Planitia από τον πρώτο τεχνητό δορυφόρο της Γης. Είναι μια επίπεδη περιοχή χωρίς καθόλου κρατήρες με ηλικία μόλις 10 εκατομμυρίων ετών!

Η Sputnik Planitia είναι πιθανότατα μια λεκάνη πρόσκρουσης, 2,5 χιλιόμετρα κάτω από το μέσο υψόμετρο του Πλούτωνα, που σχηματίστηκε από την πρόσκρουση ενός σώματος διαμέτρου 200 χιλιομέτρων. Στην επιφάνεια της λεκάνης παρατηρούμε ένα κέλυφος παγωμένου αζώτου που καλύπτει ένα πιο ρευστό εσωτερικό. Κάνοντας ζουμ στην πολύ επίπεδη αυτή περιοχή διακρίνουμε κερματισμένες πλάκες που μοιάζουν με κύτταρα. Οι πλάκες είναι οι κορυφές στηλών μεταφοράς θερμότητας, όπου θερμό υλικό ωθείται προς τα πάνω στο κέντρο των πλακών και ψυχρό υλικό βυθίζεται στις άκρες. Κάποια πηγή θερμότητας βαθιά μέσα στον Πλούτωνα προκαλεί ρεύματα μεταφοράς κάτω από την επιφάνεια, με άνοδο θερμού ρευστού και βύθιση ψυχρότερου υλικού. Το υλικό δεν πρέπει να είναι ακριβώς υγρό μα παχύρρευστο, σαν οδοντόκρεμα για παράδειγμα. Ποια είναι όμως η πηγή θερμότητας; Ίσως βαθιά μέσα στον Πλούτωνα υπάρχει μια μικρή ποσότητα ραδιενεργών υλικών, τα οποία καθώς διασπώνται θερμαίνουν το περιβάλλον τους.

Sputnik Planitia – κερματισμένες πλάκες στον πάγο. Οι πλάκες είναι οι κορυφές στηλών μεταφοράς θερμότητας, με θερμό υλικό να ωθείται προς τα πάνω στο κέντρο των πλακών και ψυχρό υλικό να βυθίζεται στις άκρες. Cretid: NASA/JHUAPL/SwRI

Η λεκάνη Sputnik Planitia – Τεράστιες ρωγμές διακρίνονται κάτω αριστερά, υποδηλώνοντας την ύπαρξη ενός υπόγειου ωκεανού. Καθώς το νερό παγώνει, διαστέλλεται, σχηματίζοντας αυτές τις ρωγμές στην επιφάνεια. Η λεκάνη Sputnik Planitia μπορεί να δημιουργήθηκε από μία τεράστια πρόσκρουση που διατάραξε αυτόν τον υπόγειο ωκεανό. Image Credit: NASA, Johns Hopkins U./APL, Southwest Research Inst.

Υπόγειος Ωκεανός: Η ύπαρξη πλήθους μεγάλων ρωγμών στην επιφάνεια του Πλούτωνα και η εσωτερική θερμότητα συνηγορούν στην ύπαρξη ενός παγκόσμιου υπόγειου ωκεανού αλμυρού νερού. Καθώς το νερό στο εξώτερο όριο αυτού του ωκεανού παγώνει, διαστέλλεται προκαλώντας τη διαστολή και της εξωτερικής επιφάνειας του πλανήτη, σχηματίζοντας αυτές τις τεράστιες ρωγμές.

Τεράστιες ρωγμές μήκους εκατοντάδων χιλιομέτρων και βάθους 2-4 χιλιόμετρων, στην επιφάνεια του Πλούτωνα. Credit: NASA / JHUAPL / SwRI 

Ένας υπόγειος ωκεανός πάχους άνω των 100 km βρίσκεται κάτω από την παγωμένη επιφάνεια του Πλούτωνα . Credit: Wikimedia Commons

Η ύπαρξη υπόγειων ωκεανών τόσο μακριά από τον Ήλιο, στη ζώνη του Κάιπερ, αυξάνει τα μέρη στο ηλιακό σύστημα όπου υπάρχει νερό σε υγρή μορφή και ενδεχομένως μπορεί να φιλοξενούν ζωή. Μέχρι σήμερα υπόγειους ωκεανούς έχουμε ανακαλύψει σε αρκετά φεγγάρια του Δία και του Κρόνου, υπόγειες λίμνες στον Άρη, ενώ ενδείξεις για υπόγειους ωκεανούς έχουμε σε φεγγάρια του Ουρανού και του Ποσειδώνα και στον νάνο πλανήτη Δήμητρα (Ceres).

Το κρυοηφαίστειο Wright Mons στο κέντρο, με υψόμετρο 4 χιλιομέτρων και διάμετρο 150 χιλιόμετρα στη βάση του. Επειδή στις πλαγιές του διακρίνουμε μόνο έναν κρατήρα, εκτιμούμε ότι ήταν μέχρι πρόσφατα ενεργό στη γεωλογική ιστορία του Πλούτωνα. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Κρυοηφαίστεια – Ο Πλούτωνας δεν έχει τεκτονικές πλάκες, η γεωλογική δραστηριότητα στον πλανήτη ίσως προκαλείται από τον υπόγειο ωκεανό. Πέρα από τα βουνά και τις τεράστιες ρωγμές που αναφέραμε, έχουμε παρατηρήσει επίσης δύο κρυοηφαίστεια – ηφαίστεια που αντί για λάβα (λιωμένο πέτρωμα) αναβλύζουν ρευστό παγωμένο υλικό όπως νερό, αμμωνία ή μεθάνιο.

Χιόνι από μεθάνιο – Στις κορυφές των βουνών έχουμε παρατηρήσει ένα στρώμα πάγου από μεθάνιο, το οποίο μπορεί να έχει πέσει σαν χιόνι ακριβώς όπως το νερό πέφτει σαν χιόνι στα βουνά της Γης.

Χιονισμένα βουνά στον Πλούτωνα – Το μεθάνιο πέφτει σαν χιόνι στις κορυφές των βουνών στον Πλούτωνα, ακριβώς όπως το νερό πέφτει σαν χιόνι στα βουνά της Γης. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Γαλάζιος Ουρανός – η ατμόσφαιρα του Πλούτωνα φωτίζεται από τον Ήλιο που βρίσκεται πίσω από τον πλανήτη. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Ο μπλε ουρανός του Πλούτωνα, όπως και ο γαλάζιος ουρανός της Γης, προκαλείται από τη σκέδαση του ηλιακού φωτός από πολύ μικρά σωματίδια, τα οποία επιτρέπουν να περνά το μεγαλύτερου μήκους κύματος κόκκινο φως, αλλά σκεδάζουν το μικρότερο μήκους κύματος μπλε φως προς κάθε κατεύθυνση. Στη Γη, αυτά τα σωματίδια είναι τα πολύ μικρά μόρια αζώτου. Στον Πλούτωνα είναι μεγαλύτερα – μα πάλι σχετικά μικρά – σωματίδια που μοιάζουν με αιθάλη και ονομάζονται θολίνες.

Το υπεριώδες φως από τον μακρινό Ήλιο διασπά το μεθάνιο και άλλα απλά μόρια, τα οποία στη συνέχεια πιο σύνθετους υδρογονάνθρακες όπως το ακετυλένιο και το αιθυλένιο. Αυτοί οι υδρογονάνθρακες συσσωρεύονται σε μικρά σωματίδια (θολίνες).

Οι θολίνες δημιουργούν μια αχλή στην ατμόσφαιρα του Πλούτωνα, οργανωμένη σε πολλαπλά επίπεδα, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Τα ίδια τα σωματίδια των θολίνων είναι γκρίζα ή κόκκινα και είναι υπεύθυνα για τις περιοχές με σκούρο κόκκινο χρώμα που εμφανίζονται στον Πλούτωνα.

Η ατμόσφαιρα του Πλούτωνα σε στρώματα. Credit: NASA, Johns Hopkins Univ./APL, Southwest Research Institute

Η λεπτή ατμόσφαιρα του Πλούτωνα έχει επιφανειακή πίεση 1/100.000 της ατμοσφαιρικής πίεσης της Γης, όπως μετρήθηκε από το New Horizons το 2015. Αποτελείται κυρίως από άζωτο (όπως και ο αέρας της Γης) με μικρές ποσότητες μεθανίου και μονοξειδίου του άνθρακα, τα οποία εξαχνώνονται από πάγους στην επιφάνεια του Πλούτωνα. Στην αδύναμη βαρύτητα του Πλούτωνα (1/16 σε σύγκριση με τη Γη) η ατμόσφαιρα φτάνει σε μεγάλα ύψη. Τα στρώματα που βλέπουμε εκτείνονται πάνω από 200 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια του πλανήτη.

Οι αραιοί κρατήρες του Πλούτωνα αποκαλύπτουν στρώματα κάτω από την επιφάνεια. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Τα φεγγάρια του Πλούτωνα – Ο Πλούτωνας έχει πέντε γνωστά φεγγάρια, ένα πολύ μεγάλο και τέσσερα μικρά. Το άκρο του Χάροντα φαίνεται στο κάτω μέρος, για κλίμακα. Τα υπόλοιπα φεγγάρια ονομάζονται Νύχτα (μητέρα του Πλούτωνα), Ύδρα (εννιακέφαλο τέρας, φύλακα του Κάτω Κόσμου), Κέρβερος (ο σκύλος με τα τρία κεφάλια που φύλαγε τις Πύλες του Άδη στο Νεκρομαντείο Αχέροντα) και Στύγα (χθόνια θεότητα και προσωποποίηση του ομώνυμου ποταμού του Κάτω κόσμου). Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Ο Χάροντας, το μεγαλύτερο φεγγάρι του Πλούτωνα, έχει περίπου το μισό μέγεθος του Πλούτωνα – το μεγαλύτερο γνωστό φεγγάρι σε σχέση με το μέγεθος του μητρικού πλανήτη – μπορούμε επίσης να θεωρήσουμε τον Πλούτωνα και τον Χάροντα ως σύστημα δύο νάνων πλανητών. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Το New Horizons απεικόνισε επίσης το φεγγάρι του Πλούτωνα Χάροντα και την εκπληκτική του γεωλογία. Ο Χάροντας έχει δύο ξεχωριστούς τύπους εδάφους: μια τεράστια, νότια πεδιάδα (λεκάνη) που ονομάζεται Vulcan Planitia (από το Star Trek) και τραχύ έδαφος που εκτείνεται βόρεια μέχρι τον βόρειο πόλο και ονομάζεται Oz Terra (από τον Μάγο του Οζ). Και οι δύο περιοχές φαίνεται να έχουν σχηματιστεί από το πάγωμα και την διαστολή ενός αρχαίου ωκεανού κάτω από τον φλοιό του Χάροντα. Το Vulcan Planitia πιστεύεται ότι καλύφθηκε εξολοκλήρου με αναβλύσεις κρυοηφαιστείων νωρίς στη γεωλογική ιστορία του Χάροντα. Στο βόρειο τμήμα μπορούμε να δούμε χάσματα έως και 10 χιλιόμετρα σε βάθος, ενώ τα ψηλότερα χαρακτηριστικά φτάνουν τα 5-6 χιλιόμετρα. Παρατηρούμε δηλαδή μια υψομετρική διαφορά 15 χιλιομέτρων σε όλο το φεγγάρι!

Ο Πλούτωνας και ο Χάροντας, αν και οι μικροί είναι μοναδικοί κόσμοι. Για να έχουμε μία εικόνα της κλίμακας, ο Πλούτωνας έχει διάμετρο 2,337 km (μικρότερος από τη Σελήνη) και ο Χάροντας το μισό του μεγέθους. Η διαφορά στη μάζα είναι ακόμη πιο έντονη. Ο Πλούτωνας έχει μόνο το 0,2% της μάζας της Γης ή 18% της μάζας της Σελήνης. Και η μάζα του Χάροντα είναι 12% της μάζας του Πλούτωνα.

Κώστας Σακκάς

Asto Tours Greee

Planetarium on The Go