Plutone, un tempo considerato il nono e più lontano pianeta dal sole, è oggi il più grande pianeta nano conosciuto del sistema solare. È anche uno dei più grandi membri conosciuti della Fascia di Kuiper, una zona d’ombra oltre l’orbita di Nettuno che si pensa sia popolata da centinaia di migliaia di corpi rocciosi e ghiacciati ognuno più grande di 62 miglia (100 chilometri) di diametro, insieme a 1 trilione o più di comete.
Nel 2006, Plutone è stato riclassificato come pianeta nano, un cambiamento ampiamente considerato come una retrocessione. La questione dello status di pianeta di Plutone ha attirato polemiche e suscitato dibattiti nella comunità scientifica, e tra il pubblico in generale, da allora. Nel 2017, un gruppo di scienziati (tra cui i membri della missione New Horizon) ha proposto una nuova definizione di pianeta basata su “oggetti rotondi nello spazio più piccoli delle stelle”, che farebbe espandere il numero di pianeti nel nostro sistema solare da 8 a circa 100.
L’astronomo americano Percival Lowell ha colto per la prima volta indizi dell’esistenza di Plutone nel 1905 da strane deviazioni che ha osservato nelle orbite di Nettuno e Urano, suggerendo che la gravità di un altro mondo stava tirando questi due pianeti dall’esterno. Lowell predisse la posizione del pianeta misterioso nel 1915, ma morì senza trovarlo. Plutone fu infine scoperto nel 1930 da Clyde Tombaugh all’Osservatorio Lowell, sulla base delle previsioni di Lowell e di altri astronomi.
Plutone prese il suo nome dall’undicenne Venetia Burney di Oxford, in Inghilterra, che suggerì al nonno che il nuovo mondo prendesse il nome dal dio romano degli inferi. Suo nonno passò poi il nome all’Osservatorio Lowell. Il nome onora anche Percival Lowell, le cui iniziali sono le prime due lettere di Plutone.
Caratteristiche fisiche
Siccome Plutone è così lontano dalla Terra, si sapeva poco sulle dimensioni o sulle condizioni della superficie del pianeta nano fino al 2015, quando la sonda spaziale New Horizons della NASA ha effettuato un flyby ravvicinato di Plutone. New Horizons ha mostrato che Plutone ha un diametro di 1.473 miglia (2.370 km), meno di un quinto del diametro della Terra, e solo circa due terzi della larghezza della luna terrestre.
Le osservazioni della superficie di Plutone da parte della sonda New Horizons hanno rivelato una varietà di caratteristiche superficiali, comprese le montagne che raggiungono l’altezza di 11.000 piedi (3.500 metri), paragonabili alle Montagne Rocciose sulla Terra. Mentre il metano e il ghiaccio di azoto coprono gran parte della superficie di Plutone, questi materiali non sono abbastanza forti per sostenere tali enormi vette, così gli scienziati sospettano che le montagne si siano formate su un letto di ghiaccio d’acqua.
Anche la superficie di Plutone è coperta da un’abbondanza di ghiaccio di metano, ma gli scienziati di New Horizons hanno osservato differenze significative nel modo in cui il ghiaccio riflette la luce sulla superficie del pianeta nano. Il pianeta nano possiede anche un terreno con creste di ghiaccio che sembra assomigliare a una pelle di serpente; gli astronomi hanno individuato caratteristiche simili ai penitenti della Terra, o caratteristiche formate dall’erosione sul terreno montuoso. Le caratteristiche di Plutone sono molto più grandi; sono stimate a 1.650 piedi (500 m) di altezza, mentre le caratteristiche della Terra sono solo pochi metri di dimensione.
Un’altra caratteristica distinta sulla superficie di Plutone è una grande regione a forma di cuore conosciuta ufficiosamente come Tombaugh Regio (da Clyde Tombaugh; regio è la parola latina per regione). Il lato sinistro della regione (un’area che assume la forma di un cono gelato) è coperto di ghiaccio di monossido di carbonio. Altre variazioni nella composizione dei materiali di superficie sono state identificate all’interno del “cuore” di Plutone.
Nel centro a sinistra della Tombaugh Regio c’è una regione molto liscia non ufficialmente conosciuta dal team New Horizons come “Sputnik Planum”, dal nome del primo satellite artificiale della Terra, lo Sputnik. Questa regione della superficie di Plutone è priva di crateri causati dall’impatto di meteoriti, il che suggerisce che l’area è, su una scala temporale geologica, molto giovane – non più di 100 milioni di anni. È possibile che questa regione sia ancora modellata e cambiata da processi geologici.
Queste pianure ghiacciate mostrano anche strisce scure lunghe alcune miglia e allineate nella stessa direzione. È possibile che le linee siano state create dai forti venti che soffiano sulla superficie del pianeta nano.
Il telescopio spaziale Hubble della NASA ha anche rivelato prove che la crosta di Plutone potrebbe contenere molecole organiche complesse.
La superficie di Plutone è uno dei luoghi più freddi del sistema solare, a circa meno 375 gradi Fahrenheit (meno 225 gradi Celsius). Se confrontate con le immagini del passato, le foto di Plutone scattate dal telescopio spaziale Hubble hanno rivelato che il pianeta nano è apparentemente diventato più rosso nel corso del tempo, apparentemente a causa dei cambiamenti stagionali.
Plutone potrebbe avere (o potrebbe aver avuto) un oceano sotterraneo, anche se la prova è ancora fuori su questa scoperta. Se l’oceano sotterraneo è esistito, potrebbe aver influenzato notevolmente la storia di Plutone. Per esempio, gli scienziati hanno scoperto che la zona di Sputnik Planitia ha reindirizzato l’orientamento di Plutone a causa della quantità di ghiaccio nella zona, che era così pesante da influenzare Plutone nel suo complesso; New Horizons ha stimato che il ghiaccio è circa 6 miglia (10 km di spessore). Un oceano sotterraneo è la migliore spiegazione per l’evidenza, i ricercatori hanno aggiunto, anche se guardando a scenari meno probabili, uno strato di ghiaccio più spesso o movimenti nella roccia possono essere responsabili del movimento. Se Plutone avesse un oceano liquido, e abbastanza energia, alcuni scienziati pensano che Plutone potrebbe ospitare la vita.
Caratteristiche orbitali
L’orbita altamente ellittica di Plutone può portarlo più di 49 volte più lontano dal sole della Terra. Poiché l’orbita del pianeta nano è così eccentrica, o lontana da quella circolare, la distanza di Plutone dal sole può variare considerevolmente. Il pianeta nano si avvicina al sole più di Nettuno per 20 anni dell’orbita di Plutone, lunga 248 anni, offrendo agli astronomi una rara possibilità di studiare questo piccolo, freddo e lontano mondo.
Come risultato di quell’orbita, dopo 20 anni come ottavo pianeta (in ordine di uscita dal sole), nel 1999, Plutone ha attraversato l’orbita di Nettuno per diventare il pianeta più lontano dal sole (finché non è stato retrocesso allo status di pianeta nano).
Quando Plutone è più vicino al sole, i suoi ghiacci superficiali si sciolgono e formano temporaneamente una sottile atmosfera, composta principalmente da azoto, con qualche metano. La bassa gravità di Plutone, che è poco più di un ventesimo di quella della Terra, fa sì che questa atmosfera si estenda molto più in alto in altitudine di quella terrestre. Quando si allontana dal sole, si pensa che la maggior parte dell’atmosfera di Plutone si congeli e scompaia. Tuttavia, nel tempo in cui ha un’atmosfera, Plutone può apparentemente sperimentare forti venti. L’atmosfera ha anche variazioni di luminosità che potrebbero essere spiegate da onde gravitazionali o dall’aria che scorre sulle montagne.
Mentre l’atmosfera di Plutone è troppo sottile per permettere ai liquidi di fluire oggi, essi potrebbero essere fluiti lungo la superficie nell’antico passato. New Horizons ha fotografato un lago ghiacciato a Tombaugh Regio che sembra avere antichi canali nelle vicinanze. Ad un certo punto dell’antico passato, il pianeta potrebbe aver avuto un’atmosfera circa 40 volte più spessa di quella di Marte.
Nel 2016, gli scienziati hanno annunciato che potrebbero aver individuato delle nuvole nell’atmosfera di Plutone utilizzando i dati di New Horizons. Gli investigatori hanno visto sette caratteristiche luminose che si trovano vicino al terminatore (il confine tra la luce del giorno e l’oscurità), che è comunemente dove si formano le nuvole. Le caratteristiche sono tutte di bassa altitudine e più o meno della stessa dimensione, indicando che si tratta di caratteristiche separate. La composizione di queste nuvole, se sono davvero nuvole, sarebbe probabilmente acetilene, etano e acido cianidrico.
Composizione & struttura
Alcuni dei parametri di Plutone, secondo la NASA:
Composizione atmosferica: Metano, azoto. Le osservazioni di New Horizons mostrano che l’atmosfera di Plutone si estende fino a 1.000 miglia (1.600 km) sopra la superficie del pianeta nano.
Campo magnetico: Non si sa ancora se Plutone abbia un campo magnetico, ma le piccole dimensioni del pianeta nano e la sua lenta rotazione suggeriscono che tale campo sia minimo o nullo.
Composizione chimica: Plutone è probabilmente costituito da una miscela di 70 per cento di roccia e 30 per cento di ghiaccio d’acqua.
Struttura interna: Il pianeta nano ha probabilmente un nucleo roccioso circondato da un mantello di ghiaccio d’acqua, con ghiacci più esotici come metano, monossido di carbonio e azoto sulla superficie.
Orbita & rotazione
La rotazione di Plutone è retrograda rispetto agli altri mondi del sistema solare; gira all’indietro, da est a ovest.
Distanza media dal sole: 3.670.050.000 miglia (5.906.380.000 km) – 39,482 volte quella della Terra
Perielio (approccio più vicino al sole): 2.756.902.000 miglia (4.436.820.000 km) – 30.171 volte quello della Terra
Afelio (la distanza più lontana dal sole): 4.583.190.000 miglia (7.375.930.000 km) – 48,481 volte quello della Terra
Le lune di Plutone
Plutone ha cinque lune: Caronte, Stige, Nix, Kerberos e Idra, con Caronte che è il più vicino a Plutone e Idra il più lontano.
Nel 1978, gli astronomi scoprirono che Plutone aveva una luna molto grande, grande quasi la metà del pianeta nano. Questa luna fu chiamata Caronte, dal nome del demone mitologico che nella mitologia greca traghettava le anime agli inferi.
Perché Caronte e Plutone hanno dimensioni così simili, la loro orbita è diversa da quella della maggior parte dei pianeti e delle loro lune. Sia Plutone che Caronte orbitano in un punto dello spazio che si trova tra di loro, simile alle orbite dei sistemi stellari binari, Per questo motivo, gli scienziati si riferiscono a Plutone e Caronte come a un doppio pianeta nano, doppio pianeta o sistema binario.
Plutone e Caronte sono distanti solo 12.200 miglia (19.640 km), meno della distanza in volo tra Londra e Sydney. L’orbita di Caronte intorno a Plutone dura 6,4 giorni terrestri, e anche una rotazione di Plutone – un Plutone-giorno – richiede 6,4 giorni terrestri. Questo perché Caronte si libra sullo stesso punto della superficie di Plutone, e lo stesso lato di Caronte si affaccia sempre su Plutone, un fenomeno noto come blocco di marea.
Mentre Plutone ha una tinta rossastra, Caronte appare più grigiastro. Nei suoi primi tempi, la luna potrebbe aver contenuto un oceano sotterraneo, anche se il satellite probabilmente oggi non può sostenerne uno.
Rispetto alla maggior parte dei pianeti e delle lune del sistema solare, il sistema Plutone-Caronte è inclinato su un lato rispetto al Sole.
Le osservazioni di Caronte da parte di New Horizons hanno rivelato la presenza di canyon sulla superficie della luna. Il più profondo di questi canyon si immerge verso il basso per 6 miglia (9,7 km). Una lunga striscia di scogliere e avvallamenti si estende per 600 miglia (970 km) attraverso il centro del satellite. Una sezione della superficie lunare vicino a un polo è coperta da un materiale molto più scuro del resto del pianeta. Simile alle regioni di Plutone, gran parte della superficie di Caronte è priva di crateri – suggerendo che la superficie è piuttosto giovane e geologicamente attiva. Gli scienziati hanno visto prove di frane sulla sua superficie, la prima volta che tali caratteristiche sono state individuate nella Cintura di Kuiper. La luna potrebbe anche aver posseduto la propria versione della tettonica a placche, che causa il cambiamento geologico sulla Terra.
Nel 2005, gli scienziati hanno fotografato Plutone con il telescopio spaziale Hubble in preparazione della missione New Horizons e hanno scoperto altre due piccole lune di Plutone, ora chiamate Nix e Hydra. Questi satelliti sono due e tre volte più lontani da Plutone rispetto a Caronte. In base alle misurazioni di New Horizons, si stima che Nix sia lungo 26 miglia (42 km) e largo 22 miglia (36 km), mentre Hydra è lungo 34 miglia (55 km) e largo 25 miglia (40 km). È probabile che la superficie di Hydra sia rivestita principalmente di ghiaccio d’acqua.
Gli scienziati che usano Hubble hanno scoperto una quarta luna, Kerberos, nel 2011. Si stima che questa luna abbia un diametro da 8 a 21 miglia (da 13 a 34 km). L’11 luglio 2012 è stata scoperta una quinta luna, Styx (con una larghezza stimata di 6 miglia o 10 km), alimentando ulteriormente il dibattito sullo status di Plutone come pianeta.
Le quattro nuove lune individuate potrebbero essersi formate dalla collisione che ha creato Caronte. Le loro orbite sono risultate altamente caotiche.
Ricerca & esplorazione
La missione New Horizons della NASA è la prima sonda a studiare da vicino Plutone, le sue lune e altri mondi della fascia di Kuiper. È stata lanciata nel gennaio 2006 e si è avvicinata con successo a Plutone il 14 luglio 2015. Gli ultimi dati sono stati scaricati sulla Terra nel 2016. New Horizons è ora in viaggio verso l’oggetto della cintura di Kuiper 2014 MU69, che volerà vicino il 1 gennaio 2019.
La sonda New Horizons porta alcune delle ceneri dello scopritore di Plutone, Clyde Tombaugh.
La conoscenza limitata del sistema di Plutone ha creato pericoli senza precedenti per la sonda New Horizons. Prima del lancio della missione, gli scienziati sapevano dell’esistenza di solo tre lune intorno a Plutone. La scoperta di Kerberos e Styx durante il viaggio della sonda ha alimentato l’idea che altri satelliti potrebbero orbitare intorno al pianeta nano, non visti dalla Terra. Collisioni con lune invisibili, o anche piccoli pezzi di detriti, avrebbero potuto danneggiare seriamente la navicella. Ma il team di progettazione di New Horizons ha dotato la sonda spaziale di strumenti per proteggerla durante il suo viaggio.
La formazione di Plutone & origini
L’ipotesi principale per la formazione di Plutone e Caronte è che un Plutone nascente sia stato colpito di striscio da un altro oggetto grande come Plutone. La maggior parte della materia combinata è diventata Plutone, mentre il resto è filato via per diventare Caronte, questa idea suggerisce.
Relazione aggiuntiva della scrittrice Calla Cofield e di Elizabeth Howell e Nola Taylor Redd, collaboratori di Space.com.