Plutón es el mayor planeta enano conocido del Sistema Solar, descubierto en 1930. Se pensó que era el noveno planeta de nuestro sistema durante 75 años hasta el descubrimiento de Eris y otros objetos similares que llevaron a su degradación de un planeta a un planeta enano en 2006.
Mediante el uso de la mecánica newtoniana en 1840 por Urbain Le Verrier, se descubrió que había perturbaciones en la órbita de Urano. Después de que se descubrió Neptuno y se calculó su masa, se especuló que se necesitaba un objeto más grande para explicar esto, así nació la hipótesis del Planeta X. En 1894 Percival Lowell, un hombre de negocios y astrónomo fundó el Observatorio Lowell y en 1906 comenzó la búsqueda del Planeta X durante casi una década hasta que Lowell falleció en 1916.
Sin que Lowell lo supiera, sus estudios habían captado dos débiles imágenes de Plutón, pero no fueron reconocidas por lo que eran. La búsqueda del Planeta X se reanudó en 1929 después de que su viuda luchara por su legado y la búsqueda continuó.
El director del observatorio encargó la tarea de encontrar el Planeta X a un joven de 23 años llamado Clyde Tombaugh, quien después de un año de duro trabajo finalmente lo había encontrado. La noticia apareció en los titulares de todas partes, y el Observatorio Lowell se ganó así el derecho a nombrar el nuevo descubrimiento.
El nombre Plutón fue propuesto por Venetia Burney, una colegiala de once años de Oxford, Inglaterra, después de que se realizara una encuesta y el nombre Plutón ganara por votación. El nombre fue anunciado el 1 de mayo de 1930. La entonces pequeña niña recibió un equivalente moderno de 450 dólares. La elección final del nombre se vio favorecida en parte por el hecho de que las primeras letras de Plutón son las iniciales de Percival Lowell.
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La controversia de la clasificación
La degradación de Plutón como un planeta a un planeta enano es todavía muy controvertida hasta el día de hoy. Incluso ahora hay personas en altos cargos de la NASA que optan con vehemencia por la reclasificación de Plutón como planeta, mientras que otros todavía lo consideran como un planeta, independientemente de la decisión de la UIA.
El administrador de la NASA, Jim Bridenstine, declaró públicamente que Plutón debería ser definitivamente un planeta. Las observaciones de la nave espacial New Horizons de la NASA en 2015 revelaron una mayor complejidad de Plutón de lo que se creía anteriormente. Se revelaron un probable océano subterráneo, materiales orgánicos (los posibles precursores de la vida) en la superficie y una atmósfera de múltiples capas, lo que dio lugar a nuevos debates en torno a Plutón. Plutón fue clasificado como planeta durante 75 años y posteriormente fue degradado a la categoría de planeta enano después de que se descubrieran objetos similares en el Cinturón de Kuiper. Sin embargo, el descubrimiento de Eris en 2005, un planeta enano similar a Plutón, causó problemas de erupción y por lo tanto desencadenó el debate en la comunidad científica sobre lo que debería considerarse un planeta. Se establecieron tres requisitos:
El objeto debe estar en órbita alrededor del Sol
El objeto debe ser lo suficientemente masivo como para ser redondeado por su propia gravedad.
Debe haber despejado el vecindario alrededor de su órbita.
Plutón no cumplió con la tercera condición. Su masa es sustancialmente menor que la masa combinada de los otros objetos en su órbita 0,07 veces, en contraste con la Tierra, que es 1,7 millones de veces la masa restante en la órbita, sin la Luna.
A pesar de ello, el debate sigue en curso. En 2006 la Sociedad Americana de Dialectos votó a Plutón, como la palabra del año. «Plutón» es «degradar o devaluar a alguien o algo». Aún así, Plutón ganó algo de valor ya que el término «plutón» se usaría para referirse tanto a él como a otros objetos que tienen un eje orbital semimayor que el de Neptuno y suficiente masa para tener una forma casi esférica.
Formación
Plutón es el miembro más grande de un grupo de objetos que orbitan en una zona con forma de disco más allá de la órbita de Neptuno, llamada el Cinturón de Kuiper. Este lejano reino está poblado con miles de mundos helados en miniatura, que se formaron a principios de la historia de nuestro Sistema Solar hace unos 4.500 millones de años. El origen y la identidad de Plutón ha desconcertado a los astrónomos durante mucho tiempo.
Plutón comparte características con los cometas, como el viento solar que gradualmente sopla la superficie de Plutón hacia el espacio. Se ha teorizado que Plutón puede haberse formado como resultado de la conglomeración de numerosos cometas y objetos relacionados del cinturón de Kuiper. Aunque Plutón es el mayor objeto conocido del Cinturón de Kuiper, la luna de Neptuno, Tritón, es ligeramente más grande, tiene una geología y una atmósfera similares, y se cree que fue un objeto capturado del Cinturón de Kuiper. Eris es aproximadamente del mismo tamaño que Plutón, pero no es un miembro permanente del Cinturón de Kuiper, ya que también alcanza una población vinculada llamada el disco disperso. Objetos del Cinturón de Kuiper:
Muchos objetos del cinturón de Kuiper tienen una resonancia orbital de 2:3 con Neptuno y se llaman plutinos. Se piensa que son residuos de un cuerpo que podría unirse con muchos otros para formar un planeta, pero no se fusionaron completamente en un planeta completo. Se cree que Plutón debe su posición actual a la repentina migración que sufrió Neptuno al principio de la formación del Sistema Solar. El modelo de Niza requiere que había alrededor de mil cuerpos del tamaño de Plutón en el disco planetesimal original, que incluía a Tritón y Eris.
La distancia, el tamaño y la masa
Debido a su órbita, Plutón se acerca periódicamente al Sol más que Neptuno. Una resonancia orbital estable con Neptuno evita que colisionen. La luz del Sol llega a Plutón en unas 5,5 horas a su distancia media de 39,5 UA. En su punto más lejano, Plutón está a 48,9 UA de distancia del Sol, en su punto más cercano está a 29,7 UA. Actualmente Plutón está a 34,3 UA de distancia de la Tierra, la luz tarda unas 4 horas y 45 minutos en llegar a nosotros.
La superficie de Plutón es un poco mayor que la de Rusia, y es aproximadamente la mitad de ancha que la de los Estados Unidos, con una gravedad de 0,063 g, la Tierra tiene 1 g. Tiene un diámetro de 2.376 kilómetros o 1476 millas y un radio de 1.188 kilómetros o 738 millas. Tiene aproximadamente 1/6 del tamaño de la Tierra o 18%, y tiene el 70% del diámetro de la luna de la Tierra.
La masa de Plutón es de 1,3 x 1022 kg, que es sólo el 0,22% de la de la Tierra o el 18% de la de la luna de la Tierra. La masa de Plutón también es más pequeña que la de otras seis lunas: Titán, Calisto, Io, Ganímedes, Europa y Tritón. Plutón tiene más del doble del diámetro y una docena de veces la masa del planeta enano Ceres, el objeto más grande del cinturón de asteroides. Es menos masivo que el planeta enano Eris.
Órbita y rotación
Un día en Plutón dura alrededor de 153 horas mientras que un viaje entero alrededor del Sol se completa en unos 248 años. Tiene una órbita inusual, tanto elíptica como inclinada. Su órbita ovalada puede llevarla a 48,9 UA de distancia del Sol y a 29,7 UA en su punto más cercano, pero en promedio es de alrededor de 39 UA.
Incluso si parece que Plutón colisionará con Neptuno, sus órbitas están alineadas de tal manera que nunca podrán hacerlo o incluso acercarse una a la otra de cerca. El período de rotación de Plutón, un día, es igual a 6,39 días terrestres. Como Urano y Venus, exhibe una rotación retrógrada, girando de Este a Oeste. Plutón rota de lado en su plano orbital, con una inclinación axial de 120°, por lo que su variación estacional es extrema. En su solsticio, un cuarto de la superficie está en continua luz de día, otro cuarto en completa oscuridad.
Geología, Estructura y Atmósfera
La superficie de Plutón está compuesta en su mayor parte por cerca del 98% de hielo de nitrógeno, con trazas de metano y monóxido de carbono. El nitrógeno y el monóxido de carbono son más abundantes en la cara anti-Carón donde se encuentra el lóbulo occidental de Tombaugh Regio, Sputnik Planitia. Tiene montañas cubiertas de hielo de agua.
La superficie de Plutón es bastante variada, con grandes diferencias tanto en brillo como en color. Es uno de los cuerpos más contrastados del Sistema Solar, similar en contraste con la luna de Saturno Iapetus. El color varía entre el negro carbón, el naranja oscuro y el blanco. Es similar en color con Io, pero con un poco más de naranja, y tiene significativamente menos porciones de rojo que Marte.
Las regiones geográficas notables incluyen Tombaugh Regio, o el «Corazón», una gran área brillante en el lado opuesto a su luna Caronte, Cthulhu Macula, o la «Ballena», una gran área oscura en el hemisferio posterior, y «Nudillos de Latón», una serie de áreas oscuras ecuatoriales en el hemisferio principal. El Sputnik Planitia, el lóbulo occidental del «Corazón», es una cuenca de 1.000 kilómetros o 621 millas de ancho de hielos congelados de nitrógeno y monóxido de carbono. Hay claros signos de flujos glaciales tanto dentro como fuera de la cuenca. Sin embargo, no tiene cráteres, lo que sugiere que su superficie tiene menos de 10 millones de años.
La densidad de Plutón es de 1.860±0.013 g/cm3 y no tiene campo magnético. Dado que la descomposición de los elementos radiactivos calentaría eventualmente los hielos lo suficiente como para que la roca se separara de ellos, los científicos esperan que la estructura interna de Plutón se diferencie, con el material rocoso habiéndose asentado en un núcleo denso rodeado por un manto de hielo de agua.
La hipótesis es que el diámetro de su núcleo sería de unos 1.700 kilómetros o 1.056 millas, casi el 70% del diámetro de Plutón.
La atmósfera de Plutón es similar a la de un cometa. Tiene una atmósfera delgada y tenue que se expande cuando se acerca al sol y colapsa cuando se aleja. Cuando se acerca al sol, su superficie se sublima, cambiando de sólido a gas, y se eleva para formar temporalmente una delgada atmósfera. Los nuevos resultados indican que probablemente siga siendo gaseosa. La presencia de gases atmosféricos fue rastreada hasta 1670 kilómetros de altura o 1037 millas, y no tiene un límite superior agudo.
La tenue atmósfera está compuesta de nitrógeno, metano y monóxido de carbono. De acuerdo con las mediciones de New Horizons, la presión superficial es de aproximadamente 1 Pa, aproximadamente de un millón a 100.000 veces menor que la presión atmosférica de la Tierra.
A través de las observaciones de New Horizons, se ha revelado que la atmósfera superior de Plutón es mucho más fría de lo esperado, 70K o -203,15 grados Celsius. La atmósfera está dividida en unas 20 capas de neblina regularmente espaciadas hasta 150 kilómetros de altura, o unos 93 kilómetros.
Lunas
Sólo se han descubierto cinco satélites naturales orbitando Plutón. Se cree que este sistema de lunas se formó después de una colisión con un cuerpo de tamaño similar al de Plutón, en la historia temprana del sistema solar.
Caronte es la luna más grande de Plutón, seguida por cuatro lunas circulares mucho más pequeñas: Nix, Styx, Kerberos e Hydra. Fueron identificadas por primera vez en 1978 por el astrónomo James Christy. Los períodos de órbita de todas las lunas están unidos en un sistema de resonancias orbitales y resonancias cercanas. Las 4 pequeñas lunas giran y no mantienen la misma cara hacia Plutón, como lo hace Caronte.
Caronte
Se llama así por el barquero de los muertos en la mitología griega. Es la luna más grande de Plutón con un radio medio de 606 kilómetros o 377 millas. Tiene aproximadamente la mitad del diámetro de Plutón y también un octavo de su masa, siendo la mayor luna conocida de un planeta enano. Debido a su tamaño, la influencia gravitatoria es tal que el baricentro o el sistema plutoniano se encuentra fuera de Plutón, igual que en el caso del Sol y Júpiter. Algunos prefieren pensar en Plutón/Carón como un planeta doble en lugar de un planeta y una luna.
Caronte y Plutón orbitan entre sí una vez cada 6.387 días. Están gravitatoriamente unidos el uno al otro. Cada uno mantiene la misma cara hacia el otro. Está compuesto en un 55% de roca y en un 45% de hielo. No tiene atmósfera y su región polar rojiza, informalmente llamada Mordor, es el resultado de la presencia de tholines, moléculas orgánicas basadas en el metano y el nitrógeno. Se cree que estas moléculas no son nativas de Caronte, sino que se originaron en Plutón y fueron transportadas de alguna manera. Al cruzar su ecuador, un cinturón masivo de posibles fracturas tectónicas indica que algo intentó destrozar Caronte.
Se cree que Caronte se formó después de que Plutón sufrió una colisión con un cuerpo similar. La otra teoría es que Caronte colisionó con Plutón y así resultó en su etapa actual.
Nix
Tiene un diámetro de 49,8 kilómetros o 30,9 millas y fue descubierto junto con Hydra en junio de 2005. Fue nombrada en honor a la diosa griega de la noche. Es la tercera luna de Plutón por distancia, orbitando entre las lunas Estigia y Kerberos. La razón para nombrarla Nix, y la otra luna Hydra, fue para honrar la misión de la nave espacial Nuevos Horizontes, las iniciales N y H.
La zona rojiza de Nix se debe probablemente a un cráter de impacto. El brillo de Nix es unos 5.000 más débil que el de Plutón. Se cree que se formó a partir de escombros después de que Plutón sufriera una colisión. No está bloqueado por la marea y se tambalea caóticamente como las otras lunas pequeñas. Completa una rotación en 43,9 horas retrógrada hasta el ecuador de Plutón con una inclinación axial de 132 grados. La tasa de rotación ha aumentado desde que fue estimada, en alrededor del 10%.
Nix orbita el baricentro de Plutón-Carón a una distancia de 48.694 kilómetros de 30.257 millas, entre las órbitas de Styx y Kerberos. Todas las lunas de Plutón tienen órbitas muy circulares que son coplanares a la órbita de Caronte. Nix tiene un período orbital de aproximadamente 24.8546 días y su órbita es resonante con otras lunas de Plutón. Nix está en una resonancia orbital 3:2 con Hydra, y una resonancia 9:11 con Styx.
Styx
El descubrimiento de Styx fue anunciado en 2012, es el segundo satélite de Plutón por distancia y el último descubierto, un año después de Kerberos. Tiene aproximadamente 16 kilómetros o 9,9 millas a través de su dimensión más larga con un período orbital de 20,2 días.
Orbita el baricentro de Plutón-Carón a una distancia de 42.656 kilómetros, situándolo entre las órbitas de Caronte y Nix. Tiene una resonancia orbital de 11:6 con Hydra, y una resonancia de 11:9 con Nix. Estigia era tanto una deidad como un río que formaba el límite entre la Tierra y el Inframundo en la mitología griega.
Kerberos
Kerberos tiene unos 19 kilómetros o 12 millas en su dimensión más larga. Fue la cuarta luna que se descubrió, y se anunció en 2011. La forma de doble lóbulo de Kerberos está probablemente formada por dos objetos más pequeños que se fusionaron.
Como las otras lunas pequeñas, tiene una rotación caótica. En el momento del vuelo de New Horizons, el período de rotación de Kerberos fue de unos 5,33 días y su eje de rotación estaba inclinado unos 96 grados con respecto a su órbita. Orbita el baricentro de Plutón-Carón a una distancia de 57.783 kilómetros o 35.905 millas. Orbita entre Nix y Hydra y hace una órbita completa alrededor de Plutón aproximadamente cada 32.127 días. Se suponía que se llamaría Cerbero, pero el nombre fue tomado, por lo que la forma griega del nombre Kerberos era aceptable para la UIA. Cerbero en la mitología griega era un perro multicabeza que guardaba las puertas del inframundo.
Hydra
Es la segunda luna más grande de Plutón, con un diámetro de unos 51 kilómetros o 32 millas, ligeramente más grande que Nix. Ambas fueron descubiertas en 2005. Fue nombrada en honor a la serpiente de nueve cabezas del inframundo en la mitología griega.
Por la distancia, es la quinta y más exterior luna de Plutón, orbitando más allá de la cuarta luna de Plutón, Kerberos. Tiene una superficie altamente reflectante causada por la presencia de hielo de agua, similar a otras lunas plutonianas.
La hidra es unas 5.000 veces más débil que Plutón. El hielo de agua en la superficie de la Hydra es relativamente puro y no muestra un oscurecimiento significativo comparado con Caronte. El espectro de la superficie de la Hidra es ligeramente azulado comparado con el de Nix. En el momento del paso de Plutón y sus lunas por el Nuevo Horizonte, el período de rotación de la Hidra era de aproximadamente 10 horas y su eje de rotación estaba inclinado unos 110 grados con respecto a su órbita. Hydra es la única luna plutónica que completa una rotación en menos de un día, lo que la convierte en la más rápida.
La Hydra orbita el baricentro de Plutón-Carón a una distancia de 64.738 kilómetros o 40.226 millas. Hydra tiene un período orbital de aproximadamente 38,2 días y es resonante con otras lunas de Plutón. Hydra tiene una resonancia orbital de 2:3 con Nix, y una resonancia de 6:11 con Styx.
Habitabilidad de la vida
Debido a las temperaturas extremadamente bajas, parece poco probable que la vida pueda existir allí. Incluso si hay agua, es esencialmente como una roca.
Los planes futuros para Plutón
La sonda New Horizons de la NASA llegó a Plutón en 2015, pero pasó de largo el planeta enano en cuestión de minutos debido a su tremenda velocidad. Ahora, la agencia está considerando la posibilidad de enviar otra misión a Plutón, pero ésta se quedaría en órbita para estudiar la superficie. Dado que la última misión fue un éxito, revelando un mundo complejo, es natural que se envíen más expediciones allí.