Τα φεγγάρια του Πλούτωνα «χορεύουν» χαοτικά. Pluto's strange family of moons are locked in a mysterious waltz

H NASA έδωσε στη δημοσιότητα μια καλλιτεχνική απεικόνιση του Πλούτωνα και των δορυφόρων του όπως θα την έβλεπε κάποιος με ένα τηλεσκόπιο από την περιοχή του Ήλιου. Σύμφωνα με τις νέες παρατηρήσεις τα φεγγάρια ακολουθούν χαοτικές τροχιές. This illustration provided by NASA/JPL/Mark Showalter, SETI Institute depicts Pluto and its five moons from a perspective looking away from the sun. It is adapted from a classic Voyager I montage of Jupiterís Galilean moons, and is intended to highlight similarities between the Pluto and Jupiter systems when adjusted for size. Approaching the system, the outermost moon is Hydra, seen in the bottom left corner. The other moons are roughly scaled to the sizes they would appear from this perspective, although they are all enlarged relative to the planet. Credit: (NASA/JPL/Mark Showalter, SETI Institute via AP)

Μέχρι πριν από δύο χρόνια οι επιστήμονες είχαν εντοπίσει δύο σώματα να κινούνται σε τροχιά γύρω από τον Πλούτωνα. Όμως διαπιστώθηκε ότι ο απομακρυσμένος παγωμένος κόσμος του ηλιακού μας συστήματος διαθέτει συνολικά πέντε δορυφόρους τον Χάροντα, τον Κέρβερο, τη Νύχτα, την Ύδρα και τη Στύγα. Νέες παρατηρήσεις στο σύστημα του Πλούτωνα αποκαλύπτουν ότι πρόκειται για ένα χαοτικό σύστημα όπου οι δορυφόροι κινούνται με ακανόνιστο τρόπο σε απρόβλεπτες τροχιές.

Απουσιάζει ο άξονας

These illustrations of Pluto’s moon Nix show how the orientation of the moon changes unpredictably while it orbits the Pluto-Charon system. Credit: NASA, ESA, M. Showalter (SETI Inst.), G. Bacon (STScI)

Αστρονόμοι, με επικεφαλής τον Μαρκ Σόουαλτερ του Ινστιτούτου SETI της Καλιφόρνια μελέτησαν στοιχεία που κατέγραψε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Όπως αποκαλύπτεται οι δορυφόροι του Πλούτωνα ακολουθούν άκρως παράξενες και απρόβλεπτες τροχιές περιφοράς γύρω από αυτόν. Παράλληλα, δεν περιστρέφονται γύρω από έναν σταθερό άξονα, αλλά κλυδωνίζονται ακανόνιστα.

Αν κανείς ζούσε πάνω στην Ύδρα ή τη Νύχτα, θα δυσκολευόταν πολύ να ρυθμίσει το ξυπνητήρι του, επειδή δεν θα μπορούσε να είναι σίγουρος πότε και από πού θα ανέτειλε ο Ήλιος (μπορεί να μην ανέτειλε και καθόλου), ενώ κάθε μέρα ή νύχτα δεν θα είχε την ίδια διάρκεια με την προηγούμενη. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι και τα άλλα δύο φεγγάρια του Πλούτωνα, ο Κέρβερος και η Στύγα, «τραμπαλίζονται» με εξίσου ακανόνιστο τρόπο, αν και αυτό θα πρέπει να επιβεβαιωθεί με μελλοντικές παρατηρήσεις.

Το κοντινό πέρασμα του διαστημικού σκάφους New Horizons της NASA από το σύστημα του Πλούτωνα και του Χάροντα στα μέσα Ιουλίου αναμένεται να φωτίσει περισσότερο την κατάσταση. Μέχρι στιγμής, στο ηλιακό μας σύστημα μόνο ο Υπερίων, ο δορυφόρος του Κρόνου, είχε ανακαλυφθεί να βρίσκεται σε παρόμοια χαοτική κίνηση γύρω από τον άξονά του και τον πλανήτη του

Το σύστημα

Dwarf planet Pluto has one giant moon, Charon, but now is known to have four more tiny satellites. See how Pluto's moons measure up in this SPACE.com infographic. Credit: Karl Tate, SPACE.com Contributor

Ο Πλούτωνας θεωρείτο ο ένατος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος έως το 2006, όταν υποβιβάσθηκε σε νάνο-πλανήτη, αν και οι αντιδράσεις συνεχίζονται ακόμη για την υποβάθμισή του. Με διάμετρο 2.350 χλμ., είναι μικρότερος και από τη Σελήνη.

Ο Χάροντας, ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Πλούτωνα, ανακαλύφθηκε το 1978 και έχει το μισό περίπου μέγεθος (διάμετρο 1.207 χλμ). Ουσιαστικά αποτελεί «δίδυμο» με τον Πλούτωνα, συνιστώντας έναν ιδιόμορφο διπλό πλανήτη, καθώς οι δυό τους κινούνται πέριξ ενός κοινού βαρυτικού κέντρου, το οποίο βρίσκεται κάπου στο διάστημα ανάμεσά τους. Μερικοί επιστήμονες θεωρούν ότι και το δίδυμο Γης-Σελήνης αποτελεί ένα διπλό πλανήτη, αν και στη δική μας περίπτωση το κέντρο της βαρύτητας βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της Γης και όχι στο διάστημα.

Οι δορυφόροι Νυξ και Ύδρα ανακαλύφθηκαν το 2005 από το τηλεσκόπιο Hubble, ο Κέρβερος το 2011 και η Στύγα το 2012. Καθένα από αυτά τα φεγγάρια έχει διάμετρο λίγες μόνο δεκάδες χιλιόμετρα, από 6,8 χλμ. η Στύγα που είναι η μικρότερη, έως 45,4 χλμ. η Ύδρα που είναι ο μεγαλύτερος δορυφόρος, γι' αυτό μέχρι σήμερα κανένα επίγειο τηλεσκόπιο δεν έχει καταφέρει να τα παρατηρήσει.

Ο χορός των φεγγαριών

This animation illustrates how Pluto’s moon Nix changes its spin unpredictably as it orbits the Pluto-Charon system. The view is from the centre of the system as the moon circles around it. The time-lapse animation is based on a computer simulation which calculated the chaotic movement of the four smaller moons in the Pluto-Charon system. Astronomers used this simulation to try and understand the unpredictable changes in reflected light from Nix as it orbits Pluto-Charon. They also found that Pluto’s moon Hydra undergoes a chaotic spin as well. The football-shape of both moons contributes to their wild motion. Credit: NASA, ESA, M. Showalter (SETI Inst.), G. Bacon (STScI)

Το χάος προκαλείται από τις μεταβαλλόμενες βαρυτικές επιδράσεις που ασκεί στους τέσσερις δορυφόρους το βαρυτικό πεδίο του Πλούτωνα και του Χάροντα, καθώς περιφέρονται ο ένας γύρω από τον άλλο. Το εν λόγω δίδυμο ωθεί, με τη σειρά του, το «κουαρτέτο» των δορυφόρων σε έναν απρόβλεπτο χορό, γεγονός που επιτείνεται από ότι τα φεγγάρια δεν έχουν σφαιρικό σχήμα, αλλά ελλειψοειδές, σαν μπάλες του ράγκμπι. Οι επιστήμονες δεν πιστεύουν πάντως ότι το σύστημα του Πλούτωνα βρίσκεται στο χείλος της αποσύνθεσης.

Επίσης ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά ότι ο Κέρβερος είναι σκούρος σαν κάρβουνο, καθώς αντανακλά μόλις το 4% του ηλιακού φωτός που πέφτει πάνω του, ενώ αντίθετα τα άλλα φεγγάρια είναι πολύ ανοιχτόχρωμα, σαν άσπρη άμμος. Αυτή η έντονη χρωματική διαφορά είναι ανεξήγητη προς το παρόν. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».