Reikistjarnan sem varð að dverg

Teikning af geimfarinu New Horizons við Plútó og Karon.
Teikning af geimfarinu New Horizons við Plútó og Karon. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Full­trúi mann­kyns­ins mun heim­sækja dverg­reiki­stjörn­una Plútó í fyrsta skipti á þriðju­dag þegar geim­farið New Horizons þeyt­ist þar fram hjá. Hnött­ur­inn olli hat­römm­um deil­um í sam­fé­lagi stjarn­vís­inda­manna fyr­ir nokkr­um árum sem enduðu með því að Plútó breytt­ist úr reiki­stjörnu í dverg. 

Plútó er virki­lega smár og dauf­ur hnött­ur á ystu mörk­um sól­kerf­is­ins, að meðaltali tæp­lega sex millj­arða kíló­metra frá sól­inni. Því þarf eng­an að undra að hnött­ur­inn fannst ekki fyrr en árið 1930, 84 árum eft­ir fund Neptúnus­ar. Vís­inda­menn töldu sig hafa vís­bend­ing­ar um að aðra reiki­stjörnu væri að finna utan við braut Neptúnus­ar og var það ung­ur áhuga­stjörnu­fræðing­ur að nafni Clyde Tom­bough sem fann loks Plútó eft­ir að hafa legið yfir mynd­um af stjörnu­himn­in­um sem tekn­ar voru frá Lowell-stjör­un­stöðinni í Arizona í Banda­ríkj­un­um.

Ýmis nöfn komu til greina fyr­ir það sem þá var tal­in ní­unda reikistjarna sól­kerf­is­ins en á end­an­um fékk hún nafnið Plútó að til­lögu ell­efu ára gam­all­ar skóla­stúlku frá Oxford á Englandi, að því er kem­ur fram á Stjörnu­fræðivefn­um. Plútó var guð und­ir­heimanna í róm­verskri goðafræði en nöfn allra reikistjarn­anna eru feng­in úr henni.

Litmynd LORRI-myndavélar New Horizons af Plútó sem tekin var 3. …
Lit­mynd LORRI-mynda­vél­ar New Horizons af Plútó sem tek­in var 3. júlí. Hún var tek­in þegar farið var í 12,5 millj­ón kíló­metra fjar­lægð frá Plútó. NASA/​Johns Hopk­ins Uni­versity App­lied Physics La­boratory/​Sout­hwest Rese­arch Institu­te

Skil­greind­ur út úr klúbbi reikistjarna

Lengi vel var lítið vitað um eðli þessa nýj­asta meðlims í fjöl­skyldu sól­ar­inn­ar. Engu að síður áttuðu vís­inda­menn sig fljótt á að Plútó væri tals­vert frá­brugðinn reiki­stjörn­un­um sem voru þekkt­ar áður. Hann er marg­falt minni en reiki­stjörn­unn­ar, er raun­ar minni en tunglið okk­ar, og braut hans um sól­ina er mun sporöskju­lagaðri en reikistjarn­anna. Svo­nefnd miðskekkja í braut Plútós er svo mik­il að hnött­ur­inn fer stund­um nær sólu en Neptún­us. Braut­irn­ar eru hins veg­ar svo ólík­ar að eng­in hætta er á að hnett­irn­ir rek­ist sam­an.

Vegna þess hversu ólík­ur Plútó var reiki­stjörn­un­um vildu ýms­ir fræðimenn meina að ekki ætti að telja hann til reikistjarna. Ekki var hins veg­ar til nein skil­grein­ing á reiki­stjörnu og því héldu deil­urn­ar áfram án nokk­urr­ar niður­stöðu.

Eft­ir að sí­fellt fleiri hnett­ir fund­ust á svipaðri braut og Plútó dró til tíðinda í ágrein­ingn­um um skil­grein­ingu Plútós, ekki síst eft­ir að hnött­ur­inn Eris fannst þar sem er stærri en Plútó. Það var 26. þing Alþjóðasam­bands stjarn­fræðinga í Prag sem skar á hnút­inn í ág­úst 2006. Þar var lögð fram til­laga að skil­grein­ingu á reiki­stjörnu sem hefði þýtt að þrjár hefðu bæst í hóp­inn. Hún var felld og önn­ur samþykkt í staðinn sem lækkaði Plútó í tign.

Til að telj­ast reikistjarna þarf hnött­ur nú að vera á braut um sól­ina, hafa nægi­leg­an þyngd­ar­kraft til að vera því sem næst hnatt­laga og hafa fjar­lægt allt efni í næstu ná­grenni við braut sína. Þar sem að Plútó deil­ir braut sinni með öðrum fyr­ir­bær­um fell­ur hann ekki und­ir skil­grein­ing­una. Þingið samþykkti hins veg­ar einnig skil­grein­ingu á nýj­um flokki, dverg­reiki­stjörn­um, sem þurfa aðeins að upp­fylla tvö þess­ara skil­yrða. Hef­ur Plútó síðan verið tal­inn dverg­reikistjarna.

Deilurnar um hvort Plútó sé reikistjarna eða ekki draga enn …
Deil­urn­ar um hvort Plútó sé reikistjarna eða ekki draga enn dilk á eft­ir sér eins og sést á teikn­ingu Randall Mun­roe á xkcd.com. xkcd.com

Loft­hjúp­ur mynd­ast og frýs

Vegna fjar­lægðar­inn­ar og smæðar Plútós hafa jafn­vel stærstu sjón­auk­ar jarðar aðeins getað náð óskýr­um mynd­um af dverg­reiki­stjörn­unni. Þrátt fyr­ir það hafa menn orðið ým­iss vís­ari á þeim 85 árum sem liðin eru frá upp­götv­un Plútós.

Plútó snýst mun hæg­ar en jörðin og því er einn dag­ur þar á við rúma sex jarðneska daga. Þá tek­ur það dverg­reiki­stjörn­una 248 og hálft jarðár að ferðast einn hring í kring­um sól­ina. Þegar Karon, stærsta fylgi­tungl Plútós, fannst árið 1978 var hægt að mæla massa hnatt­anna og þar með lík­lega efna­sam­setn­ingu þeirra. Þannig álykta menn að Plútó sé 50-75% úr bergi og ís.

Yf­ir­borð Plútós virðist til­tölu­lega bjart og end­ur­varp­ar meiri­hluta þess sól­ar­ljóss sem á það fell­ur. Það bend­ir til þess að yf­ir­borðið sé til­tölu­lega ungt og er það talið af völd­um met­an­hríms sem fell­ur á yf­ir­borðið þegar örþunn­ur loft­hjúp­ur hnatt­ar­ins frýs þegar hann fjar­læg­ist sól­ina.

Karon er hlut­falls­lega stærsta tungl sól­kerf­is­ins en hann er um það bil helm­ing­ur­inn af stærð Plútós. Á und­an­förn­um árum hafa vís­inda­menn fundið fleiri smá­tungl við Plútó: Nix, Hýdru, Ker­beros og Styx.

Þar til að New Horizons kom til sögunnar voru þetta …
Þar til að New Horizons kom til sög­unn­ar voru þetta skýr­ustu mynd­ir sem til voru af Plútó. Hubble-geim­sjón­auk­inn tók þær af dverg­reiki­stjörn­unni árin 2002 og 2003. NASA, ESA, og M. Buie (Sout­hwest Rese­arch Institu­te)

Hraðskreiðasta mann­gerða fyr­ir­bærið

Geim­farið New Horizons, sem var skotið á loft í janú­ar árið 2006, mun ef allt geng­ur eft­ir bæta miklu við þekk­ingu manna á Plútó og færa mann­kyn­inu fyrstu skýru mynd­irn­ar af hnett­in­um og fylgi­tungl­um hans sem hafa fund­ist á síðustu árum og ára­tug­um.

Það varð hraðskreiðasta mann­gerða fyr­ir­bærið þegar því var skotið á loft með Atlas V-eld­flaug, sem er sú öfl­ug­asta sem banda­ríska geim­vís­inda­stofn­un­in NASA not­ar enn sem komið er. Þá náði farið 58.338 kíló­metra hraða á klukku­stund eða um 16 kíló­metra hraða á sek­úndu, að því er seg­ir á Stjörnu­fræðivefn­um. Það tók það aðeins níu klukku­stund­ir að þeyt­ast fram hjá tungl­inu en til sam­an­b­urðar tók það tungl­far­ana í Apollo-leiðöngr­un­um þrjá til fjóra daga að ferðast sömu vega­lengd.

Þrátt fyr­ir þenn­an ógn­ar­hraða hef­ur það tekið New Horizons níu og hálft ár að kom­ast að Plútó og þurfti farið að nota þyngd­ar­kraft Júpíters sem teygju­byssu til að skjóta sér áfram á leiðinni. Um borð í far­inu er lít­ill kjarna­ofn sem sér því fyr­ir raf­magni til að knýja vís­inda­tæk­in sjö. Þeim er meðal ann­ars ætlað að kort­leggja hita­stig, efna­sam­setn­ingu og jarðmynd­an­ir á Plútó og Karoni, rann­saka loft­hjúp Plútós, leita að hringj­um og tungl­um um­hverf­is dverg­reiki­stjörn­una og gera svipaðar rann­sókn­ir á ein­um eða fleiri hnött­um í svo­nefndu Kui­pers­belti. Plútó er á meðal stærstu fyr­ir­bæra belt­is­ins en það eru efn­is­leif­ar frá mynd­un sól­kerf­is­ins.

Tek­ur gögn­in níu mánuði að skila sér til jarðar

Könn­un­ar­farið mun ekki staldra við hjá Plútó held­ur þeys­ast fram hjá kerf­inu. Ástæðan fyr­ir því er að gríðarlega orku þarf til þess að koma því á þann hraða sem það ferðast á núna. Ætluðu menn sér að hægja nægi­lega á því til að staðnæm­ast við Plútó hefði það þurft að hafa aðra eins orku meðferðis. Ómögu­legt hefði verið að koma svo þungu geim­fari út úr þyngd­ar­sviði jarðar­inn­ar.

New Horizons fer næst Plútó þriðju­dag­inn 14. júlí og verður þá í minnst um 12.500 kíló­metra fjar­lægð. Til sam­an­b­urðar er tunglið um 380.000 kíló­metr­um frá jörðinni. Þá mun New Horizons hafa ferðast lengra en nokk­urt ann­ar geim­far í sög­unni til að ná aðal­mark­miði sínu.

Með fram­hjá­flug­inu munu menn fá bestu mynd­ir sem feng­ist hafa af Plútó og tungl­um hans. Það mun hins veg­ar taka gögn­in sem New Horizons tím­ana tvenna að ber­ast til vís­inda­manna á jörðinni. Jafn­vel þó að út­varps­merkið sem það send­ir til jarðar ferðist á ljós­hraða tek­ur það á fimmtu klukku­stund að ber­ast hingað. Gagna­flutn­ing­ur­inn verður aðeins 0,6-1,2 kílóbit á sek­úndu og því mun það taka níu mánuði fyr­ir öll gögn­in að skila sér.

Þrátt fyr­ir ör­litla hnökra um síðustu helgi þegar tölvu­kerfi New Horizons færðist of mikið í fang stefn­ir allt í að geim­farið muni skrá nýj­an kafla í sögu rann­sókna mann­kyns­ins á sól­kerf­inu á þriðju­dag. Strax á miðviku­dag ættu íbú­ar jarðar að geta notið fyrstu svart­hvítu mynd­anna af af reiki­stjörn­unni sem breytt­ist í dverg.

Grein á Stjörnu­fræðivefn­um um Plútó

Grein á Stjörnu­fræðivefn­um um New Horizons

Vefsíða New Horizons-leiðang­urs­ins

mbl.is
Fleira áhugavert
Fleira áhugavert