SCHEDE ASTRONOMIA : PLUTONE E CARONTE e satelliti minori. by Andreotti Roberto.

Plutone e Caronte

Plutone e Caronte fotografati dalla sonda New Horizons

Plutone

Dati fisici ed orbitali:
(39,7672 UA) è un pianeta nano, ed è il più grande oggetto conosciuto della fascia di Kuiper (2376,6 km), ha una massa di 0,00218 Mt ed una densità di 1,854 kg/dm3, con una gravità di 0,61 m/s2 ed una velocità di fuga di 1,230 km/s.
Plutone ha un’orbita relativamente eccentrica, inclinata di 17 gradi rispetto al piano dell’eclittica, e il suo perielio si trova a 29,7 UA dal Sole, all’interno dell’orbita di Nettuno, mentre l’afelio è situato a 49,5 UA dal Sole.
Ricevendo dal Sole rispettivamente da 1,54 a 0,55 W/m2 di energia.

Scoperta e classificazione:
Quando venne scoperto, nel 1930 Clyde Tombaugh, fu ritenuto il nono pianeta del sistema solare, ma nel 2006, in seguito alla scoperta di altri corpi simili, è stato riclassificato in pianeta nano, dopo l’adozione, da parte della IAU, di una definizione formale di pianeta.
Non è ancora chiaro se Caronte, la luna più grande di Plutone, continuerà a essere classificato come tale o verrà riclassificato come pianeta nano.

Composizione superficiale:
Nello schema sotto in falsi colori la concentrazione del ghiaccio d’acqua sulla superficie di Plutone:

La concentrazione del ghiaccio di Metano in superficie:

La concentrazione superficiale del monossido di carbonio su Plutone:

Baricentro:
Il baricentro del sistema dei due pianeti non si trova in nessuno dei due corpi (vedi scheda sotto su Caronte), ma cade nello spazio, e per questo Plutone-Caronte è ritenuto un sistema binario, inoltre Plutone e Caronte si rivolgono entrambi sempre la solita faccia in rotazione sincrona, pari a 6,38723 giorni.
Attorno al loro baricentro orbitano anche altre quattro piccole lune : Stige, Notte, Cerbero e Idra.

Orbita risonante:
Plutone è un corpo classificato come oggetto risonante della fascia di Kuiper, e ha una risonanza orbitale di 2:3 con Nettuno, ovvero Plutone orbita due volte intorno al Sole ogni tre orbite di Nettuno. Gli oggetti della fascia di Kuiper che condividono questo rapporto di risonanza sono chiamati plutini.

Superficie:
Le prime immagini della New Horizon, rivelano una brillante e vasta regione la Tombaugh Regio, di forma simile ad un cuore, e nell’area equatoriale una grande catena montuosa relativamente giovane (epoche geologiche), con cime di circa 3.500 m. Da un primo riscontro risulta che siano formate da acqua ghiacciata, che alle temperature del pianeta nano è resistente come la roccia sulla Terra.
Analisi spettroscopiche hanno rivelato che la superficie di Plutone risulta composta per il 98% da ghiaccio d’azoto, con tracce di metano e monossido di carbonio sempre ghiacciati.

Caronte

Dati:
Ha un diametro di 1.207,6 km con una massa di 0,00026 Mt ed una densità di 1,702 kg/dm3, una gravità di 0,288 m/s2 ed una velocità di fuga pari a 0,58 km/s.
Orbita a 19.591 km in 6.38723 giorni con un’eccentricità di 0,0002.

Superficie:
Mentre Plutone è ricoperto di ghiaccio di azoto e metano, la superficie di Caronte appare ricoperta dal meno volatile ghiaccio d’acqua e sembra priva di atmosfera.
Osservazioni effettuate nel 2007 dai telescopi Gemini su chiazze di idrati d’ammonio e cristalli d’acqua presenti sulla superficie fecero ipotizzare la presenza di crio-geyser o attività criovulcanica.
Il fatto che il ghiaccio fosse ancora in forma cristallina suggeriva che fosse stato depositato di recente, perché altrimenti la radiazione solare lo avrebbe degradato ad uno stato amorfo in circa trentamila anni, su Caronte ci sono anche depositi che provengono dall’atmosfera molto estesa, a causa della bassa gravità, di Plutone.
La mappatura fotometrica della superficie mostra una dipendenza dell’albedo in base alla latitudine, con un equatore più chiaro e poli più scuri. Inoltre la regione del polo sud sembra più scura di quella settentrionale. La sonda statunitense New Horizons ha individuato anche un lunghissimo canyon profondo circa nove chilometri.

Struttura:
Attualmente, come spiegato in scheda sotto, non sappiamo se l’interno di Caronte sia differenziato in nucleo, mantello e crosta, oppure se è omogeneo e quindi non differenziato, la sua densità indica che sia composto in egual misura di ghiaccio e roccia.

PLUTONE, CARONTE e LUNE MINORI:

SUPERFICIE DI PLUTONE:

CARONTE:

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I Satelliti minori:

Stige

Precedentemente conosciuto come S/2012 (134340) 1 o informalmente P5, è un satellite naturale di Plutone, la cui scoperta è stata annunciata l’11 luglio 2012 da un team di astronomi capeggiato da Mark Showalter.

Dopo le misurazioni fornite dalla sonda New Horizons si è scoperto che la luna ha una forma piuttosto irregolare di 5 km × 7 km.
Si ipotizza che il processo di formazione della luna abbia prodotto un corpo composto principalmente da ghiaccio d’acqua.

Il satellite percorre la sua orbita circolare, il cui raggio è circa 45 000 km, in 20,2 giorni. Così come per Cerbero, l’inclinazione orbitale è di circa 0°.

Notte

E’ un satellite naturale di Plutone, scoperto il 15 giugno 2005 grazie all’analisi di fotografie scattate dal telescopio spaziale Hubble nel maggio dello stesso anno. Il suo nome deriva da quello di Notte, o Nyx, personaggio femminile della mitologia greca. Il satellite era precedentemente noto attraverso la designazione provvisoria S/2005 P 2.
Ha le dimensioni di 53 x 41 x 36 km, una massa di (4.5±4.0)×1016 kg, un periodo di rotazione caotico di 1.829 ± 0.009 giorni, al fly-by, cresciuto del 10% rispetto alla sua scoperta.
Il satellite orbita attorno al baricentro del sistema plutoniano sullo stesso piano orbitale di Caronte e di Idra, ad una distanza di circa 48 600 km. Il suo periodo orbitale di 24,9 giorni è prossimo ad una risonanza orbitale di 1:4 con quello di Caronte, tuttavia la discrepanza nei tempi del 2,7% indica che non si tratta di una vera risonanza. Un’ipotesi per spiegare tale quasi-risonanza è che si sia originata prima della migrazione di Caronte verso l’esterno in seguito alla formazione dei tre satelliti, e che sia mantenuta in atto dalla periodica fluttuazione locale del campo gravitazionale del sistema Plutone-Caronte.

Cerbero

Precedentemente conosciuto come P4 o S/2011 (134340) 1, è un satellite naturale di Plutone, la sua scoperta è stata annunciata il 20 luglio 2011.
È la quarta luna conosciuta di Plutone. Prende nome da Cerbero, il cane tricefalo a guardia dell’Ade.
Le osservazioni indicano un’orbita equatoriale circolare con un raggio di circa 58.000 km. Cerbero orbita tra Notte e Idra e fa un’orbita completa intorno a Plutone approssimativamente ogni 32,1 giorni, questo periodo è vicino ad una risonanza orbitale 1:5 con Caronte, con la discrepanza di temporale che è circa dello 0,7%.
Le sue dimensioni sono di 19 × 10 × 9 km, ed ha un periodo di rotazione caotico di 5.31 ± 0.10 giorni, quindi non è in rotazione sincrona.
Ha una massa di 1.65×1016 kg , ed un albedo pari a 0.56 ± 0.05 .
La colorazione superficiale di Cerbero risulta essere grigia, come per gli altri satelliti minori.

Idra

Si tratta di un satellite di Plutone scoperto il 15 giugno 2005 grazie all’analisi di fotografie scattate dal telescopio spaziale Hubble nel maggio dello stesso anno. Il suo nome deriva da quello dell’Idra, il mostruoso serpente policefalo che secondo la mitologia greca era a guardia dell’Oltretomba. Il satellite era precedentemente noto attraverso la designazione provvisoria S/2005 P 1.
Le sue dimensioni sono di ≈ 7004650000000000000♠65 km × 45 km × 25 km, ed ha una massa di (4.8±4.2)×1016 kg, inoltre ha un periodo di rotazione caotico di 0.4295 ± 0.0008 giorni.
Il satellite orbita attorno al baricentro del sistema plutoniano sullo stesso piano orbitale di Caronte e di Notte, ad una distanza di circa 65 000 km, ma a differenza degli altri satelliti, tuttavia, possiede un’orbita lievemente eccentrica (0.005862±0.000025). Il suo periodo orbitale, pari a 38,2 giorni terrestri, è prossimo ad una risonanza di 1:6 con quello di Caronte, e lo scarto è di appena lo 0,3% , quindi si ritiene che la causa della discrepanza sia una fluttuazione periodica del campo gravitazionale del sistema Plutone-Caronte dovuto alle diverse configurazioni spaziali dei due corpi.
Il periodo di rotazione di Idra non è costante, così come quello di una luna di Saturno Iperione, e di Notte, perciò essa è definita una rotazione “caotica”. Ciò è dovuto principalmente al fatto che, essendo un sistema binario, l’interazione con il campo gravitazionale è variabile. Un’altra causa di questo strano periodo di rotazione, tra l’altro molto breve, è la strana forma di Idra, che può avere una differenza di dimensioni, tra un asse e l’altro, anche del 30%.

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ANDREOTTI ROBERTO