Chaotyczne orbity i rotowanie małych księżyców Plutona

0

Analiza obserwacji z kosmicznego teleskopu Hubble wykazała, że przynajmniej dwa małe księżyca Plutona rotują w nieprzewidywalny sposób.

Już za sześć tygodni, 14 lipca, sonda New Horizons (NH) przeleci obok Plutona, Charona i mniejszych księżyców: Styxa, Nixa, Kerberosa i Hydry. Te mniejsze księżyce odkryto na przestrzeni ostatniej dekady, tuż przed albo w trakcie lotu sondy NH. Nix i Hydra zostały odkryte w 2005 roku, Kerberos w 2011 roku a Styx w 2012 roku.

Jak na razie niewiele wiadomo o tych księżycach, jednak podstawowe cechy tych małych obiektów muszą być poznane zanim sonda NH przeleci obok Plutona. W tym celu astronomowie z NASA postanowili wykonać dodatkową analizę obrazów uzyskanych przez kosmiczny teleskop Hubble (HST). Wyniki okazały się być bardzo zaskakujące.

Dotychczas znane były podstawowe parametry orbit małych księżyców oraz orientacyjne rozmiary i kształt (poza Styxem, który jest zbyt mały). Ponadto, astronomowie przewidywali, że ruch małych księżyców dookoła Plutona i Charona będzie taki jak większości innych księżyców w Układzie Słonecznych – zawsze zwróconych jedną stroną do Plutona (tzw. “obrót synchroniczny”).

Okazało się, że przynajmniej Nix i Hydra obracają się wokół własnej osi w sposób bardzo chaotyczny. Obrót jest tak nieprzewidywalny, że bieguny tych księżyców mogą się zamienić pozycjami w trakcie swojego obrotu. Prawdopodobnie mniejsze księżyce Styx i Kerberos także obracają się w sposób chaotyczny, ale dostępne obserwacje nie są w stanie tego wykazać. Poniższe nagranie prezentuje przykład obrotu Nixa wokół własnej osi. Dwie sekundy tego nagrania odpowiadają 25 dniom obrotu Nixa. Podobnego obrotu można się spodziewać także w przypadku księżyca Hydra.

Chaotyczny ruch obrotowy Nixa / Credits – STScI and Mark Showalter, SETI Institute, NASA.gov Video

Na tym nie kończą się niespodzianki związane z małymi księżycami Plutona. Co ciekawe, Nix i Hydra mają albedo około 40%, co jest stosunkowo wysoką wartością. Natomiast Kerberos, krążący pomiędzy Nixem a Hydrą, jest zupełnie odmienny – odbija zaledwie 4% światła. Naukowcy jak na razie nie są w stanie wyjaśnić tej różnicy, gdyż aktualne modele sugerują, że wszystkie księżyce Plutona powstały z tej samej materii w tym samym czasie. Spekuluje się, że Kerberos to pozostałość niezależnego obiektu, który niegdyś uderzył w jeden z księżyców lub w samego Plutona. Jest to możliwe, gdyż jedna z teorii powstania Plutona i Charona zakłada uderzenie dużego obiektu w “proto-Plutona”, z czego wykształcił się Charon.

Pluton i Charon wpływają na kształt orbit pozostałych małych księżyców, okresowo je “wydłużając” a następnie “ukołowiają”. Trzy księżyce Plutona, Hydra, Nix i Styx krążą dookoła Plutona i Charona w rezonansie orbitalnym. Jedyny inny taki znany rezonans orbitalny trzech księżyców to Io, Europa i Ganimedes krążące wokół Jowisza.

Na tym nie kończy się porównanie małych księżyców Plutona z dużymi księżycami Jowisza. Okazuje się, że Hydra i Nix mają taki sam stosunek masy do Plutona jak księżyce Jowisza do tego gazowego giganta. Jest to ciekawa analogia, którą będą dalej badać astronomowie – oczywiście z pewną różnicą, którą jest obecność Charona. Taki sam chaos w ruchu obrotowym i orbitalnym księżyców Jowisza by nastąpił, gdyby wokół tego gazowego giganta krążył obiekt o masie porównywalnej z Neptunem.

Podczas przelotu sondy NH księżyce Nix i Hydra będą mieć na najlepszych zdjęciach maksymalnie 50-100 pikseli. Wystarczy to na określenie rozmiarów, kształtu oraz dużych obszarów o różnej jasności.

Już za sześć tygodni New Horizons zbada zagadkowy układ Plutona i jego księżyców. W kolejnych miesiącach, w miarę napływania danych z sondy, powinniśmy poznać wiele tajemnic tej planety karłowatej i krążących wokół niej księżyców.

Porównanie wielkości, albedo i kształtu (od lewej) Nixa, Kerberosa i Hydry z Charonem / Credits - NASA, ESA, A. Feild (STScI)

Porównanie wielkości, albedo i kształtu (od lewej) Nixa, Kerberosa i Hydry z Charonem / Credits – NASA, ESA, A. Feild (STScI)

(NASA)

Przekaż dalej

Komentarze są wyłączone.