sábado, 29 de marzo de 2008

Plutón - Pluto

Pluto in True Color
Credit: Eliot Young (SwRI) et al., NASA

Explanation: Pluto is mostly brown. The above picture captures the true colors of Pluto as well as the highest surface resolution so far recovered. No spacecraft has yet visited this most distant planet in our Solar System. The above map was created by tracking brightness changes from Earth of Pluto during times when it was being partially eclipsed by its moon Charon. The map therefore shows the hemisphere of Pluto that faces Charon. Pluto's brown color is thought dominated by frozen methane deposits metamorphosed by faint but energetic sunlight. The dark band below Pluto's equator is seen to have rather complex coloring, however, indicating that some unknown mechanisms may have affected Pluto's surface.

Pluto orbits beyond the orbit of Neptune (usually). It is much smaller than any of the official planets and now classified as a "dwarf planet". Pluto is smaller than seven of the solar system's moons (the Moon, Io, Europa, Ganymede, Callisto, Titan and Triton).

        orbit:    5,913,520,000 km (39.5 AU) from the Sun (average)
diameter: 2274 km
mass: 1.27e22 kg

In Roman mythology, Pluto (Greek: Hades) is the god of the underworld. The planet received this name (after many other suggestions) perhaps because it's so far from the Sun that it is in perpetual darkness and perhaps because "PL" are the initials of Percival Lowell.

Pluto was discovered in 1930 by a fortunate accident. Calculations which later turned out to be in error had predicted a planet beyond Neptune, based on the motions of Uranus and Neptune. Not knowing of the error, Clyde W. Tombaugh at Lowell Observatory in Arizona did a very careful sky survey which turned up Pluto anyway.

After the discovery of Pluto, it was quickly determined that Pluto was too small to account for the discrepancies in the orbits of the other planets. The search for Planet X continued but nothing was found. Nor is it likely that it ever will be: the discrepancies vanish if the mass of Neptune determined from the Voyager 2 encounter with Neptune is used. There is no Planet X. But that doesn't mean there aren't other objects out there, only that there isn't a relatively large and close one like Planet X was assumed to be. In fact, we now know that there are a very large number of small objects in the Kuiper Belt beyond the orbit of Neptune, some roughly the same size as Pluto.

Pluto has not yet been visited by a spacecraft. Even the Hubble Space Telescope can resolve only the largest features on its surface (left and above). A spacecraft called New Horizons was launched in January 2006. If all goes well it should reach Pluto in 2015.

Fortunately, Pluto has a satellite, Charon. By good fortune, Charon was discovered (in 1978) just before its orbital plane moved edge-on toward the inner solar system. It was therefore possible to observe many transits of Pluto over Charon and vice versa. By carefully calculating which portions of which body would be covered at what times, and watching brightness curves, astronomers were able to construct a rough map of light and dark areas on both bodies.

In late 2005, a team using the Hubble Space Telescope discovered two additional tiny moons orbiting Pluto. Provisionally designated S/2005 P1 and S/2005 P2, they are now known as Nix and Hydra. They are estimated to be between 60 and 200 kilometers in diameter.

Pluto's radius is not well known. JPL's value of 1137 is given with an error of +/-8, almost one percent.

Though the sum of the masses of Pluto and Charon is known pretty well (it can be determined from careful measurements of the period and radius of Charon's orbit and basic physics) the individual masses of Pluto and Charon are difficult to determine because that requires determining their mutual motions around the center of mass of the system which requires much finer measurements -- they're so small and far away that even HST has difficulty. The ratio of their masses is probably somewhere between 0.084 and 0.157; more observations are underway but we won't get really accurate data until a spacecraft is sent.

Pluto is the second most contrasty body in the Solar System (after Iapetus).

There has recently been considerable controversy about the classification of Pluto. It was classified as the ninth planet shortly after its discovery and remained so for 75 years. But on 2006 Aug 24 the IAU decided on a new definition of "planet" which does not include Pluto. Pluto is now classified as a "dwarf planet", a class distict from "planet". While this may be controversial at first (and certainly causes confusion for the name of this website) it is my hope that this ends the essentially empty debate about Pluto's status so that we can get on with the real science of figuring out its physical nature and history.

Pluto has been assigned number 134340 in the minor planet catalog.

Pluto's orbit is highly eccentric. At times it is closer to the Sun than Neptune (as it was from January 1979 thru February 11 1999). Pluto rotates in the opposite direction from most of the other planets.

Pluto is locked in a 3:2 resonance with Neptune; i.e. Pluto's orbital period is exactly 1.5 times longer than Neptune's. Its orbital inclination is also much higher than the other planets'. Thus though it appears that Pluto's orbit crosses Neptune's, it really doesn't and they will never collide. (Here is a more detailed explanation.)

Like Uranus, the plane of Pluto's equator is at almost right angles to the plane of its orbit.

The surface temperature on Pluto varies between about -235 and -210 C (38 to 63 K). The "warmer" regions roughly correspond to the regions that appear darker in optical wavelengths.

Pluto's composition is unknown, but its density (about 2 gm/cm3) indicates that it is probably a mixture of 70% rock and 30% water ice much like Triton. The bright areas of the surface seem to be covered with ices of nitrogen with smaller amounts of (solid) methane, ethane and carbon monoxide. The composition of the darker areas of Pluto's surface is unknown but may be due to primordial organic material or photochemical reactions driven by cosmic rays.

Little is known about Pluto's atmosphere, but it probably consists primarily of nitrogen with some carbon monoxide and methane. It is extremely tenuous, the surface pressure being only a few microbars. Pluto's atmosphere may exist as a gas only when Pluto is near its perihelion; for the majority of Pluto's long year, the atmospheric gases are frozen into ice. Near perihelion, it is likely that some of the atmosphere escapes to space perhaps even interacting with Charon. NASA mission planners want to arrive at Pluto while the atmosphere is still unfrozen.

The unusual nature of the orbits of Pluto and of Triton and the similarity of bulk properties between Pluto and Triton suggest some historical connection between them. It was once thought that Pluto may have once been a satellite of Neptune's, but this now seems unlikely. A more popular idea is that Triton, like Pluto, once moved in an independent orbit around the Sun and was later captured by Neptune. Perhaps Triton, Pluto and Charon are the only remaining members of a large class of similar objects the rest of which were ejected into the Oort cloud. Like the Earth's Moon, Charon may be the result of a collision between Pluto and another body.

Pluto can be seen with an amateur telescope but it is not easy. There are several Web sites that show the current position of Pluto (and the other planets) in the sky, but much more detailed charts and careful observations over several days will be required to reliably find it. Suitable charts can be created with many planetarium programs.




Plutón es el planeta más alejado del Sol (normalmente) y de lejos el más pequeño.

Plutón es más pequeño que siete de las lunas del sistema solar (La Luna, Ío, Europa, Ganímedes, Calisto, Titán y Tritón).

En la mitología romana, Plutón (griego: Hades) es el dios del mundo subterráneo. El planeta recibió este nombre (después de muchas otras propuestas) quizás debido a que está tan lejos del Sol que se encuentra en la oscuridad perpetua, y quizá porque "PL" son las iniciales de Percival Lowell.

Plutón fue descubierto en 1930 por un afortunado accidente. Unos cálculos que después resultaron ser erróneos predecían la existencia de un planeta más allá de Neptuno, basándose en el movimiento de Urano and Neptuno. Aún sin conocer el error, Clyde W. Tombaugh, en el Observatorio Lowell en Arizona, llevó a cabo una minuciosa inspección del cielo que mostró a Plutón.

Después del descubrimiento de Plutón, se determinó rápidamente que era demasiado pequeño para dar cuenta de las discrepancias en las órbitas de los otros planetas. La búsqueda del Planeta X continuó, pero no se encontró nada más. Ni tampoco parece que se vaya a encontrar jamás: las discrepancias desaparecen si se toma la masa de Neptuno determinada en el encuentro de la Voyager 2 con Neptuno. No hay décimo planeta.

Plutón es el único planeta que no ha sido visitado por una sonda. Hasta el Telescopio Espacial Hubble sólo puede resolver los rasgos más importantes de su superficie

Por fortuna, Plutón tiene un satélite, Caronte. Por suerte, Caronte fue descubierto (en 1978) justo antes de que su plano orbital se orientara hacia el sistema solar interior. Así fue posible observar muchos tránsitos de Plutón sobre Caronte y viceversa. Calculando con cuidado qué porción de qué cuerpo sería ocultada a qué hora y observando las curvas de luminosidad, los astrónomos pudieron levantar un burdo mapa de las áreas claras y oscuras de ambos cuerpos.

El radio de Plutón no está bien determinado. El valor dado por el JPL de 1137 tiene un margen de error de +/-8, casi el uno por ciento.

Aunque la suma de las masas de Plutón y Caronte se conoce bastante bien (se puede determinar a partir de medidas del periodo y radio de la órbita de Caronte y de la Tercera Ley de Kepler), las masas individuales de Plutón y Caronte son difíciles de determinar, ya que hace falta determinar sus movimientos mutuos alrededor del centro de masas del sistema. Para ello se necesitan medidas mucho más precisas -- son tan pequeños y lejanos que es difícil hasta para el HST. La relación de sus masas está probablemente entre 0.084 y 0.157. Se están llevando a cabo más observaciones, pero no tendremos datos realmente precisos hasta que se envíe una sonda.

Plutón es el segundo objeto del sistema solar con más contrastes (después de Japeto). Explorar el origen de estos contrastes es una de las metas de alta prioridad de la propuesta misión Pluto Express.

Hay quien opina que Plutón debería estar clasificado como un asteroide grande o un cometa en vez de considerarlo como un planeta. Algunos lo consideran el mayor de los objetos del cinturón de Kuiper (también llamados Objetos Trans-Neptunianos, TNOs). Hay considerables razones para aceptar esto último, pero históricamente Plutón ha sido clasificado como planeta y parece que se va a quedar así.

La órbita de Plutón es altamente excéntrica. A veces está más cerca del Sol que Neptuno (como estuvo desde enero de 1979 hasta el 11 de febrero de 1999). Plutón rota en sentido opuesto al resto de planetas.

Plutón está atrapado en una resonancia 3:2 con Neptuno; o sea que el periodo orbital de Plutón es exactamente 1.5 veces mayor que el de Neptuno. Su inclinación orbital también es mucho mayor que la de los otros planetas. Así, aunque parezca que la órbita de Plutón cruza la de Neptuno, en realidad no lo hace, por lo que nunca colisionarán. (Aquí hay una explicación más detallada.)

Igual que en Urano, el plano ecuatorial de Plutón forma casi un ángulo recto con el plano de su órbita.

La temperatura en la superficie de Plutón no es bien conocida, pero probablemente se encuentra entre 35 y 45 Kelvins (-228 y -238 C).

La composición de Plutón es desconocida, pero su densidad (sobre los 2 g/cm3) indica que probablemente está compuesto de una mezcla de 70% de roca y 30% de hielo de agua, muy parecido a Tritón. Las zonas brillantes de la superficie parecen estar cubiertas de hielos de nitrógeno con pequeñas cantidades de metano (sólido), etano y monóxido de carbono. La composición de las zonas oscuras de la superficie de Plutón es desconocida, pero puede que sea debida a material orgánico primordial o a reacciones fotoquímicas producidas por rayos cósmicos.

Se sabe muy poco de la atmósfera de Plutón, pero probablemente consiste principalmente de nitrógeno con algo de monóxido de carbono y metano. Es extremadamente tenue, la presión en superficie es sólo de unos pocos microbares. La atmósfera sólo se encuentra en forma gaseosa cuando Plutón se encuentra cerca de su perihelio; durante la mayor parte del largo año de Plutón los gases atmosféricos están congelados en forma de hielo. Cerca del perihelio puede que parte de la atmósfera escape al espacio, quizá interactuando con Caronte. Los responsables de la misión Pluto Express quieren que llegue a Plutón cuando la atmósfera aún no se haya congelado.

La naturaleza inusual de Plutón y de Tritón, y el parecido de las principales propiedades de los dos cuerpos sugieren alguna conexión histórica entre ellos. Antes se creía que Plutón podía haber sido un satélite de Neptuno, pero ahora parece descartado. Una idea más popular es que Tritón, así como Plutón, una vez se movía en una órbita independiente alrededor del Sol, y posteriormente fue capturado por Neptuno. Quizás Tritón, Plutón y Caronte son los únicos supervivientes de una clase de objetos semejantes que fueron eyectados hacia la nube de Oort. Igual que la Luna de la Tierra, Caronte puede ser el resultado de una colisión entre Plutón y otro cuerpo.

Plutón es visible con un telescopio de aficionado, pero no es fácil. Hay diversos sites Web que muestran la posición actual de Plutón (y de los otros planetas) en el cielo, pero para encontrarlo de verdad hacen falta cartas mucho más detalladas y observaciones cuidadosas a lo largo de varios meses. Cartas adecuadas se pueden crear con varios programas de planetario (Nota del Traductor: es más correcto decir "programas de planisferio", pero he mantenido la traducción literal por estar muy extendida") como el Starry Night.



Plutón es un planeta muy peculiar. De hecho, propiamente hablando, puede que ni siquiera se trate de un planeta. Es el más lejano, casi siempre, de los nueve mundos clásicos del Sistema Solar y, con diferencia, el más pequeño. Su diámetro ecuatorial, de unos 2.274 km con un error de un 1 %, determina que es menor que siete de los mayores satélites planetarios: nuestra Luna; Ío, Europa, Ganímedes y Calisto, de Júpiter; Titán, de Saturno; y Tritón, de Neptuno. ¿Por qué, entonces, la deferencia de clasificarlo como planeta?

A principios del siglo XX, siguiendo los pasos del hallazgo de Neptuno, realizado gracias a los cálculos de su influencia gravitatoria en Urano, unos astrónomos predijeron la existencia de un noveno planeta, también llamado planeta X, basándose en los movimientos de ambos. Sus deducciones resultaron ser erróneas, pero el estadounidense Clyde Tombaugh (1906-1997), contratado específicamente para buscarlo, halló a Plutón por casualidad en unas placas fotográficas que realizó en el Observatorio Lowell en enero de 1930. Automáticamente fue clasificado como planeta y recibió el nombre del dios romano del inframundo. Sin embargo, pronto se vio que su masa era demasiado pequeña como para ser responsable de las anomalías observadas en las órbitas de Urano y Neptuno.

En agosto de 1989, el sobrevuelo de la sonda Voyager 2 sobre Neptuno permitió estimar con gran exactitud su masa. Si ésta se usa para calcular las discrepancias de las órbitas, sencillamente no existen, lo que implica que la búsqueda del planeta X nunca tuvo un trasfondo real, aunque el hallado adquiriera un estatus planetario, que conserva en la actualidad por razones históricas. Pese a ello, muchos astrónomos opinan que debería ser clasificado como un gran asteroide, en vez de como un planeta. Algunos lo consideran el mayor de los objetos del Cinturón de Kuiper, un anillo de cuerpos helados situados más allá de la órbita neptuniana. Varios de los grandes asteroides conocidos son parte de este cinturón, como Quaoar o Sedna, recientemente descubiertos y con tamaños entre los 1.000 y los 2.000 km de diámetro, es decir, sólo un poco menores que Plutón.

Medio siglo después de su hallazgo, en 1978 se vio que poseía un satélite excepcional, que fue bautizado como Caronte. Con un diámetro estimado de 1.180 km, tiene la mitad del tamaño de Plutón y orbita en torno a su ecuador a apenas 20.000 km de distancia. Por tanto, disfruta de la distinción, que le arrebató a la Luna, de ser el satélite de mayor tamaño en relación con su planeta de todo el Sistema Solar. Las fuerzas de marea mutuas determinan que ambos cuerpos se muestren la misma cara el uno al otro, enlazados gravitatoriamente y girando de manera retrógrada cada 6,4 días. Hay investigadores que afirman que el sistema Plutón-Caronte es, en realidad, un “planeta doble”. Las observaciones de su movimiento han permitido acotar con mayor exactitud la masa conjunta del sistema, aunque aún existen incertidumbres considerables. La baja densidad que se deriva para los dos astros es de aproximadamente 2 gr/cm³, similar a la de los satélites helados de los planetas gaseosos.

Además de por su pequeño tamaño, el sistema Plutón-Caronte se caracteriza por poseer la órbita más excéntrica –elíptica– de los nueve planetas, lo que implica que en ocasiones se cruce en el camino de Neptuno y se posicione más cerca que éste del Sol. Ocurrió por última vez entre 1979 y 1999. Pese a ello, la inclinación de su órbita, de más de 17º, convierte en muy improbable una hipotética colisión con Neptuno, que se encuentra en el plano de la eclíptica, donde giran el resto de los planetas. La distancia media al Sol de Plutón es de casi cuarenta Unidades Astronómicas, ¡cuarenta veces la separación media Tierra-Sol!, o, lo que es lo mismo, unos 5.900 millones de kilómetros. Tarda 248 años en dar una vuelta completa en torno a nuestra estrella. La enorme lejanía hace que su temperatura superficial sea de entre 210 y 235 grados bajo cero.

Las observaciones del Telescopio Espacial Hubble muestran unas manchas borrosas, brillantes y oscuras en su superficie helada, probablemente compuesta mayormente de nitrógeno y metano sólidos, con algo de monóxido de carbono y etano. Se trata del único planeta que aún no ha sido visitado por una sonda espacial, aunque la NASA está en las etapas finales de la preparación de una pequeña sonda, la New Horizons, que será lanzada en 2006 y llegará a Plutón a mediados de 2015, tras un impulso gravitatorio con Júpiter en 2007. Los planes de la misión prevén un sobrevuelo a apenas 10.000 km del planeta, para después tratar de realizar otro paso por un objeto del Cinturón de Kuiper aún sin definir. Esta sonda ha de ser alimentada por un generador de radioisótopos, que produce apenas 200 W de energía proveniente de la desintegración de pastillas de plutonio, un sistema idéntico al que sustenta los instrumentos de la sonda Cassini, actualmente en órbita alrededor de Saturno.

Una de las características más intrigantes de Plutón es su atmósfera. Extremadamente tenue, de apenas unos microbares de presión, sólo existe en estado gaseoso cuando el planeta se encuentra cerca de su perihelio, como en las últimas décadas. Ésta es la razón de que conozcamos su existencia, ya que durante la mayor parte del año plutoniano está congelada en su superficie. Uno de los mayores atractivos de la misión New Horizons es poder estudiar esta efímera envoltura gaseosa antes de que Plutón se aleje demasiado del Sol y la atmósfera se congele de nuevo durante un par de siglos.

Plutón tiene un tamaño tan pequeño y está tan lejos del Sol y de la Tierra, que es invisible a simple vista. Incluso es necesario un telescopio de tamaño modesto, del orden de los 15 cm de abertura en adelante, para poderlo localizar con éxito. En vez de incluir unas cartas celestes detalladas, que son fáciles de conseguir en Internet o mediante un programa de planetario casero, adjuntamos un mapa de la región del cielo en la que se encuentra el noveno planeta, para dar una idea aproximada de dónde ubicarlo.

Durante la segunda quincena de octubre, residirá al oeste de la constelación de Sagitario, cerca del horizonte suroccidental al anochecer. Situado en la esquina más meridional de la constelación de Serpens Cauda, se está moviendo muy lentamente en dirección noreste, por lo que hasta el año 2007 no entrará en la constelación de Sagitario, donde permanecerá hasta 2024. En la actualidad, Plutón se encuentra a 31,5 Unidades Astronómicas del Sol (más de 4.700 millones de kilómetros). Si todo va bien, dentro de poco más de una década la misión New Horizons llegará al sistema Plutón-Caronte. ¿Qué sorprendentes descubrimientos nos aguardan en la frontera más lejana del Sistema Solar?

Angel Gómez Roldán

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