Στα φεγγάρια του Πλούτωνα δεν ξημερώνει πάντα από την «ανατολή»

Αυτή η ομάδα από (φανταστικές) απεικονίσεις σε υπολογιστή του δορυφόρου Νύχτα του Πλούτωνα, δείχνει πώς αλλάζει μη προβλέψιμα ο προσανατολισμός του, καθώς περιφέρεται γύρω από τον «διπλό πλανήτη» Πλούτωνα - Χάροντα

Αν ζούσατε σε κάποιο από τα φεγγάρια του Πλούτωνα θα δυσκολευόσασταν να προσδιορίσετε το σημείο του ορίζοντα απ' όπου θα ανατείλει ο ήλιος την επόμενη μέρα. Ολοκληρωμένη ανάλυση δεδομένων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ έδειξε ότι δύο από τους δορυφόρους του Πλούτωνα, η Νυξ (Νύχτα) και η Υδρα, εκτελούν απρόβλεπτη ταλάντωση, ως αποτέλεσμα της κίνησής τους μέσα στο διαρκώς μεταβαλλόμενο βαρυτικό πεδίο του διπλού πλανητικού συστήματος του Πλούτωνα και του Χάροντα.

Ο Χάροντας δεν είναι πολύ μικρότερος σε μέγεθος από τον Πλούτωνα (όπως η Σελήνη σε σχέση με τη Γη). Ετσι το κέντρο βαρύτητας του συστήματος βρίσκεται στο χώρο ανάμεσά τους και στην ουσία ο Πλούτωνας και ο Χάροντας γυρίζουν ο ένας γύρω από τον άλλο, αντί του συνηθισμένου που είναι ο δορυφόρος να γυρίζει γύρω από τον πλανήτη. Το αποτέλεσμα του διαρκώς μεταβαλλόμενου βαρυτικού περιβάλλοντος είναι τουλάχιστον τα δύο μικρότερα φεγγάρια να κινούνται παράδοξα και απρόβλεπτα, φαινόμενο που εντείνεται από το γεγονός ότι δεν είναι σφαιρικά, αλλά ωοειδή. Οι επιστήμονες δεν αποκλείουν και τα άλλα δύο μικρά φεγγάρια του Πλούτωνα, ο Κέρβερος και η Στυξ να συμπεριφέρονται ανάλογα.

Πριν από τη μελέτη των παρατηρήσεων του Χαμπλ κανείς αστρονόμος δεν είχε εικόνα για την ιδιαίτερη δυναμική του συστήματος του Πλούτωνα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν, επίσης, ότι τρεις από τους δορυφόρους του Πλούτωνα έχουν «κλειδωμένο» συντονισμό, δηλαδή ακριβή και σταθερή αναλογία μεταξύ των χρόνων περιφοράς τους γύρω από τον νάνο πλανήτη. Αν κάποιος καθόταν στην επιφάνεια της Νύχτας, τότε θα παρατηρούσε ότι η Στυξ κάνει δύο περιφορές γύρω από τον Πλούτωνα για κάθε τρεις περιφορές της Υδρας. Τα δεδομένα από το Χαμπλ αποκάλυψαν επίσης ότι ο Κέρβερος είναι τόσο μαύρος όσο το ξυλοκάρβουνο, ενώ τα υπόλοιπα παγωμένα φεγγάρια είναι φωτεινά όπως η άμμος. Εως τώρα θεωρούνταν ότι η σκόνη από τις προσκρούσεις μετεωριτών θα έδινε στο πέρασμα δισεκατομμυρίων ετών ομογενή εμφάνιση σε όλους τους δορυφόρους του Πλούτωνα, αλλά ο Κέρβερος φαίνεται ότι έχει διαφορετική ιστορία.

Τα φεγγάρια του Πλούτωνα θεωρείται ότι σχηματίστηκαν όταν ο νάνος πλανήτης συγκρούστηκε με κάποιο ανάλογου μεγέθους σώμα στην πρώιμη ιστορία του πλανητικού μας συστήματος. Από τα συντρίμμια της σύγκρουσης προήλθαν, κατά τη θεωρία αυτή, όλοι οι δορυφόροι του, μεταξύ τους και ο Χάροντας, που έχει μέγεθος περίπου το μισό του Πλούτωνα. Ο δορυφόρος αυτός ανακαλύφθηκε το 1978, η Νύχτα και η Υδρα το 2005 και ο Κέρβερος και η Στυξ το 2012. Τα τέσσερα μικρά φεγγάρια εντοπίστηκαν τυχαία σε έρευνα του Χαμπλ για ουράνια σώματα, που ενδεχομένως να βρίσκονται σε τροχιά σύγκρουσης με τη Γη.

Πιο συγκεκριμένες και ενδεχομένως οριστικές απαντήσεις για τα φεγγάρια του Πλούτωνα θα δώσει η αποστολή «Νέοι Ορίζοντες» της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας (NASA), που θα κάνει τον Ιούλη ένα πέρασμα σε απόσταση μερικών χιλιάδων χιλιομέτρων απ' αυτόν. Ημέρα πλησιέστερης προσέγγισης αναμένεται να είναι η 14 Ιούλη. Το σύστημα του Πλούτωνα θα είναι στο στόχαστρο και του νέου διαστημικού τηλεσκοπίου «Τζέιμς Γουέμπ», καθώς τα επίγεια τηλεσκόπια δεν μπορούν να δουν τους μικρούς δορυφόρους.

Η αναταραχή στο σύστημα Πλούτωνα - Χάροντα είναι ένα πρότυπο για την κατανόηση της συμπεριφοράς πλανητών, που περιφέρονται γύρω από διπλά συστήματα άστρων. Ηδη το διαστημικό τηλεσκόπιο Κέπλερ έχει εντοπίσει πολλά τέτοια πλανητικά συστήματα σε μικρές (με την αστρονομική έννοια) αποστάσεις. Η σχετικά χαοτική κίνηση αυτών των πλανητών θα έχει αναπόφευκτα συνέπειες στην ενδεχόμενη ανάπτυξη και εξέλιξη της ζωής σ' αυτούς.

ΑΠΟΣΤΟΛΗ «ΧΑΡΑΥΓΗ»

Πάγος τα λευκά σημεία στον κρατήρα του νάνου πλανήτη Δήμητρα

Από απόσταση 5.100 χλμ. η «Χαραυγή» πήρε στις 23 Μάη φωτογραφίες όπως αυτή, που δείχνουν αμέτρητους δευτερεύοντες κρατήρες στην επιφάνεια της Δήμητρας. Οι κρατήρες αυτοί δημιουργούνται όταν υλικά από προσκρούσεις μετεωριτών και κομητών στην επιφάνεια εκτινάσσονται και τελικά πέφτουν γύρω από την περιοχή της πρόσκρουσης

Καθώς το σκάφος της αποστολής «Χαραυγή» («Dawn») της NASA μελετά το νάνο πλανήτη Δήμητρα από όλο και πιο κοντά και στέλνει φωτογραφίες υψηλότερης ανάλυσης, η εικόνα γι' αυτό το μακρινό ουράνιο σώμα ξεκαθαρίζει λίγο λίγο. Το ενδιαφέρον επικεντρώνεται φυσικά στα δύο έντονα φωτεινά λευκά σημεία μέσα σε κρατήρα στην επιφάνεια της Δήμητρας, που είχαν εντοπιστεί εδώ και δύο αιώνες μέσω τηλεσκοπίου.

Φωτογραφίες που λήφθηκαν πριν από είκοσι μέρες δείχνουν ότι είναι στην ουσία ένα μεγάλο φωτεινό σημείο και κοντά του μια διασπορά μικρότερων λευκών περιοχών, οδηγώντας τους επιστήμονες στο καταρχήν συμπέρασμα ότι δεν πρόκειται ούτε για ηφαίστειο, ούτε για κάποιου είδους γκέιζερ (όπως σε φεγγάρια του Δία), ούτε για κάποιο βράχο με πολύ μεγάλη φωταύγεια σε σχέση με τον περίγυρο, ούτε για αποθέσεις αλάτων. Η πιο βάσιμη εικασία είναι ότι πρόκειται για πάγο, που αποτέθηκε εκεί ενδεχομένως από κάποια πρόσκρουση μικρού κομήτη, ή βρισκόταν κάτω από το επιφανειακό στρώμα εδάφους και αποκαλύφθηκε ως αποτέλεσμα κάποιας πρόσκρουσης, χωρίς να έχει προλάβει ακόμα να εξαχνωθεί.

Σε άλλη φωτογραφία που λήφθηκε από τη «Χαραυγή» τον περασμένο μήνα, φαίνεται σε ανάλυση 480 μέτρων ανά εικονοστοιχείο (πίξελ), μια περιοχή διάστικτη με δευτερεύοντες μικροκρατήρες και άλλα χαρακτηριστικά διασποράς υλικών, ως αποτέλεσμα πρόσκρουσης μετεωριτών. Να σημειωθεί ότι φωτογραφίες σαν αυτή πάρθηκαν για σκοπούς πλοήγησης και οι φωτογραφίες για επιστημονική μελέτη θα είναι μέχρι και τρεις φορές πιο λεπτομερείς. Οι φωτογραφίες χρησιμοποιούνται για πλοήγηση, επειδή στην τωρινή τροχιά του σκάφους η Δήμητρα σχεδόν γεμίζει το οπτικό πεδίο της κάμερας και έτσι δεν μπορεί να γίνει πλοήγηση με βάση τα άστρα, παρά μόνο με βάση τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του νάνου πλανήτη (ώστε να υπολογιστεί η θέση του σκάφους σε σχέση μ' αυτά).

Νέες φωτογραφίες του κρατήρα της Δήμητρας με τα λευκά σημεία, που λήφθηκαν στις 16 Μάη από απόσταση 7.200 χλμ., οδηγούν την επιστημονική ομάδα της αποστολής «Χαραυγή» σε καταρχήν συμπεράσματα για τη φύση των παράξενων σημαδιών

Η «Χαραυγή» έφτασε στη Δήμητρα στις 6 Μάρτη και είναι το πρώτο σκάφος που μπήκε σε τροχιά γύρω από νάνο πλανήτη. Επί 14 μήνες, από το 2011 έως το 2012 είχε μελετήσει τον γιγαντιαίο αστεροειδή Εστία. Τις τελευταίες βδομάδες χρησιμοποιούσε τον αδύναμο αλλά εξαιρετικά αποδοτικό κινητήρα ιόντων που διαθέτει, ώστε σιγά σιγά να κατέβει σε κυκλική τροχιά ύψους 4.400 χιλιομέτρων. Αν όλα πήγαν καλά η διαδικασία αυτή πρέπει να ολοκληρώθηκε χτες. Σε αυτό το ύψος κάθε περιφορά γύρω από τη Δήμητρα διαρκεί τρεις γήινες μέρες. Το ημερονύκτιο στη Δήμητρα διαρκεί 9 ώρες. Το σκάφος θα μείνει σε αυτήν την τροχιά έως το τέλος του Ιούνη και στη συνέχεια θα κατέβει ακόμη χαμηλότερα.

Οι ακριβείς μετρήσεις της «Χαραυγής» προσδιόρισαν τη διάμετρο της Δήμητρας σε 963 χιλιόμετρα στον ισημερινό. Το σχήμα της είναι σφαιρικό πεπλατυσμένο στους πόλους, όπως το σχήμα της Γης. Ετσι η πολική διάμετρός της είναι μόλις 891 χιλιόμετρα. Με βάση αυτές τις διαστάσεις η μάζα της υπολογίστηκε σε 939 τρισεκατομμύρια τόνους. Αυτά τα μεγέθη είναι πολύ κοντά σ' εκείνα που είχαν υπολογίσει οι αστρονόμοι με βάση τις τηλεσκοπικές παρατηρήσεις. Η μεγαλύτερη ακρίβεια είναι απαραίτητη για τους υπολογισμούς που χρειάζονται οι διαδικασίες αλλαγής τροχιάς της διαστημοσυσκευής.

Να σημειωθεί ότι εδώ και χρόνια έχουν χαλάσει τα δύο από τα τέσσερα γυροσκόπια της «Χαραυγής» και η πλοήγησή της γίνεται με άλλα μέσα. Η ομάδα που ελέγχει το σκάφος πρόκειται το επόμενο διάστημα να δοκιμάσει τα εναπομένοντα γυροσκόπια. Αν λειτουργούν καλά αυτό θα σημάνει παράταση της ζωής του σκάφους και των επιστημονικών μετρήσεων που θα πραγματοποιήσει

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγές: http://www.nasa.gov, http://dawnblog.jpl.nasa.gov

"Ριζοσπάστης" Κυριακή 07 Ιούνη 2015