In virtù dei suoi parametri
orbitali, Plutone è anche considerato un classico esempio di
oggetto transnettuniano.
Pur avendo la sua orbita il semiasse maggiore più lungo di
quello dell'orbita di Nettuno, esso si avvicina al Sole
più dello stesso Nettuno.
Plutone è stato assunto quale elemento di riferimento della
classe dei pianeti
nani transnettuniani,
denominati ufficialmente plutoidi dalla Unione
Astronomica Internazionale.
Plutone ha cinque satelliti
conosciuti, il più massiccio e importante dei quali
è certamente Caronte,
scoperto nel 1978
e avente un raggio poco più della metà di quello
di
Plutone.toria delle osservazioni.
Si sospettava da tempo l'esistenza di un pianeta esterno rispetto a
quelli già noti, a causa del fatto
che Urano e Nettuno
sembravano muoversi in modo diverso dal previsto, come se fossero
perturbati dall'attrazione gravitazionale di un altro oggetto.
Alle stesse conclusioni arrivarono William Henry Pickering e Percival
Lowell all'inizio del Novecento.
Perfino lo scrittore Howard P. Lovecraft aveva
ipotizzato, sulla base di calcoli astronomici, l'esistenza di un altro
pianeta oltre Nettuno. La tecnica delle perturbazioni aveva
già
riportato un grande successo nel 1846, quando Nettuno
era stato scoperto allo stesso modo.
Clyde Tombaugh era un giovane che
iniziò ad interessarsi di astronomia negli anni venti,
periodo durante il quale
iniziò a costruirsi telescopi amatoriali per l'osservazioni
di oggetti del
sistema solare. Nel 1928 mandò alcuni disegni di
osservazioni compiute
su
Marte e Giove a Vesto Slipher, allora direttore dell'Osservatorio
Lowell di
Flagstaff, in Arizona.
Slipher lo assunse all'osservatorio e lo
incaricò della ricerca del Pianeta X, previsto da Lowell e
Pickering.
Seguendo le
previsioni teoriche e dopo lunghe ricerche, il 18 febbraio 1930, per
mezzo del confronto di lastre fotografiche
impressionate pochi giorni prima, il
23 e il 29 gennaio, Tombaugh scoprì
l'oggetto cercato, che già
dai primi calcoli pareva orbitare al di là dell'orbita di
Nettuno.
Dopo che
l'osservatorio ebbe ottenuto fotografie di conferma, la notizia della
scoperta
fu telegrafata all'Harvard College
Observatory il 13 marzo 1930, in
quanto l'osservatorio volle far coincidere la data con quella della
scoperta di
Urano da parte di Herschel e con la data di nascita di Percival Lowell,
avvenuta nel 1855. Il pianeta fu in seguito
ritrovato in fotografie risalenti al
19 marzo 1915.
Plutone fu trovato quasi esattamente
nella posizione prevista dai calcoli teorici, per cui inizialmente si
credette di aver trovato il corpo
perturbatore, il Pianeta X. Col
passare degli anni le misurazioni rivelarono tuttavia che Plutone era
di gran lunga
troppo piccolo per spiegare le perturbazioni osservate, e si
pensò quindi che non si potesse trattare dell'ultimo pianeta
del sistema
solare.
Ripartì quindi la cacciaal decimo pianeta.
La questione fu risolta solo nel 1989,
quando l'analisi dei dati della sonda Voyager 2 rivelò che
le
misure della massa di Urano e Nettuno comunemente accettate in
precedenza erano
lievemente sbagliate. Le orbite calcolate con
le nuove masse non mostravano alcuna
anomalia, il che escludeva categoricamente la presenza di
qualunque pianeta più esterno di Nettuno con una massa
elevata.
La scoperta di Plutone fu in
definitiva casuale, trovandosi il pianeta al posto giusto nel momento
giusto mentre
si dava la caccia a
qualcos'altro.Formazione.Sono state diverse le teorie avanzate per
spiegare le piccole
dimensioni di Plutone, simile a quella dei satelliti
del gigante Nettuno, in particolare di Tritone. Il matematico
britannico
Raymond Lyttleton riteneva, nel 1936, che
Plutone e Tritone ruotassero un tempo
attorno a Nettuno, fintanto che una perturbazione gravitazionale
espulse
Plutone dalla sua orbita, mentre Tritone si inserì su
un'orbita
retrograda, sempre vincolato a Nettuno. La teoria fu ripresa anche da
Gerard Kuiper, che
sosteneva che Tritone e Plutone avevano in comune alcune
caratteristiche
atmosferiche e geologiche. La teoria fu
abbandonata solo molti anni
più tardi, quando nel 1992 vennero scoperti diversi corpi
ghiacciati simili a
Plutone, al di là dell'orbita di Nettuno, e ci si rese conto
che Plutone
rappresentava solo uno dei più grandi di questi oggetti
transnettuniani fino a quel
momento sconosciuti.
Secondo lo scenario della formazione
del sistema solare accettato anche nel XXI secolo, Plutone proviene
dalla
Fascia di Kuiper, così come Tritone, in seguito catturato da
Nettuno, ed Eris,
scoperto in tempi recenti e che risulta più massiccio anche
dello stesso Plutone. Plutone e Caronte potrebbero essersi formati per
accrescimento, e furono inizialmente scagliati oltre l'orbita di
Nettuno per
l'influenza gravitazionale dei pianeti giganti.
Mentre alcuni di questi corpi furono
espulsi nel sistema solare esterno, formando la fascia di Kuiper, la
coppia Plutone-Caronte potrebbe essersi costituita da una cattura
reciproca o
da una collisione, i cui resti possono essere identificati nelle lune
minori
Notte e Idra. L'arrivo della sonda New Horizons nel sistema
Plutone-Caronte
nel 2015 potrebbe definitivamente
confermare questo scenario, studiando
da vicino la composizione di Plutone e delle sue piccole lune.
Caratteristiche fisiche.
Massa e diametro.
La massa di Plutone è di 1,31 × 1022 kg,
equivalente allo 0,22% di quella terrestre, e il suo diametro
è di 2368 km, ovvero circa il 68% di quella della Luna. La
sua superficie (1.665
× 107 km2) è circa il 10% inferiore a quella del
Sud America. L'atmosfera di
Plutone complica la precisa determinazione del corpo solido.
L'albedo di Plutone varia da 0,40 a 0,60.
La scoperta del satellite Caronte
avvenuta nel 1978 ha permesso la determinazione della massa del sistema
Plutone-Caronte mediante
l'applicazione della terza legge di
Keplero. Una volta misurato l'effetto gravitazionale di Caronte
è
stato possibile determinare la vera massa di Plutone. Una serie di
occultazioni
avvenuta tra Plutone e Caronte tra il 1985 e il 1990 ha permesso di
determinare i
raggi dei due corpi.
Tra gli oggetti del sistema solare,
Plutone è molto meno massiccio dei pianeti terrestri, e la
sua massa
è meno del 20% di quella lunare, ma è anche meno
massiccio di altri sette
satelliti del sistema solare: Ganimede, Titano,
Callisto, Io, la Luna, Europa e
Tritone.
Plutone ha un diametro più
che doppio del pianeta nano Cerere, il più grande oggetto
della fascia degli asteroidi,
ma è meno massiccio del pianeta nano Eris, un oggetto
transnettuniano
scoperto nel 2005. Plutone ed Eris hanno diametri simili, anche se
stando alle
misurazioni di Lellouch et al. del 2014
Plutone sembrerebbe leggermente
più grandeSuperficie.
Mappa di Plutone basata su osservazioni del telescopio Hubble.
Una mappa in falsi colori di Plutone,
basata su osservazioni realizzate con il telescopio spaziale Hubble,
raccoglie in una immagine circa due anni di lavoro. Le zone rosse,
diffuse quasi
ovunque, indicano metano ghiacciato; le
zone scure probabilmente indicano
ghiaccio d'acqua (sporco); le zone più chiare indicano la
presenza di azoto
ghiacciato. La macchia più luminosa al centro potrebbe
essere un segno di
monossido di carbonio.
Anche con telescopi di grande apertura, Plutone resta un punto luminoso
apparentemente di natura stellare
visto da Terra. Le migliori mappe della sua superfice sono state
riprese dal
Telescopio spaziale Hubble, tra la fine del XX secolo e l'inizio del
XXI. 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. La superficie non appare uniforme, come dimostrano le
sensibili
variazioni di albedo riscontrabili dalla Terra
nel corso della rotazione del pianeta.
Una mappa a bassa risoluzione
è stata realizzata fra il 1994 e il 1996 a partire da
osservazioni effettuate
grazie al telescopio spaziale Hubble, ma i dettagli visibili sono
pochi. Sembra
vi siano macchie più chiare, probabilmente composte di azoto
e
metano solido, che riflettono la debole luce presente, contrastando con
il
resto della superficie più scura, probabilmente costituita
da antiche
pianure laviche
Una nuova mappa è stata
realizzata tramite 12 osservazioni effettuate dal telescopio spaziale
Hubble nel 2002 e
2003 e ha rivelato sostanziali mutazioni nella topografia plutoniana,
sulla cui natura ci si interroga tuttora. È plausibile che
l'avanzamento delle stagioni possa provocare l'evaporazione dell'azoto
ghiacciato
dal suolo dell'emisfero maggiormente irradiato dal sole e conseguenti
precipitazioni nevose nell'emisfero opposto (nel 1987 il polo sud
è
uscito dalla sua notte invernale che dura 120 anni).
Nel corso delle osservazioni è stato anche riscontrato un aumento della tonalità rossa del pianeta rispetto agli anni precedenti, a fronte di una stabilità cromatica del suo satellite Caronte. Secondo l'astronomo Michael E. Brown, Plutone ha la superficie più cangiante di tutto il Sistema Solare.
La temperatura superficiale sulla
superficie di Plutone si aggira tra i 40 e i 50 K.Status planetario
controverso.
Fin dalle prime analisi di Plutone è emerso che il pianeta
fosse un pianeta anomalo, la sua orbita era molto
diversa da quella degli altri pianeti e la sua dimensione era modesta
rapportata
a quella degli altri pianeti. Tuttavia, dal momento della sua scoperta
fino
alla fine del XX secolo Plutone è sempre stato considerato
come il nono pianeta
del sistema solare. Quando si è scoperto che Plutone altri
non era che
uno degli oggetti più grandi della Fascia di Kuiper, alcuni
astronomi
cominciarono a dubitare del suo status di pianeta.
Nel 2001, appare la notizia sul New York Times che il Rose Center for Earth and Space, parte dell'American Museum of Natural History, aveva tolto Plutone dal suo planetario già dall'anno prima precedente, non considerandolo più alla pari degli altri pianeti.
Nel 2002, venne scoperto 50000 Quaoar,
un oggetto della Fascia di Kuiper con un diametro di 1280 km, ossia
circa la
metà di quello di Plutone. Nel 2004, venne scoperto 90377
Sedna, avente un
diametro massimo di 1800 km circa,
molto vicino a quello di Plutone,
anche se poi il diametro di Sedna è stato ricalcolato in
meno di 1600 km nel
2007. Così proprio come Cerere, Pallade, Giunone e Vesta
alla fine persero il
loro status di pianeta dopo la scoperta di molti altri asteroidi, si
pensò che anche Plutone doveva essere riclassificato come
uno dei tanti
oggetti della fascia di Kuiper.
Il 29 luglio 2005, è stata
annunciata la scoperta di un nuovo oggetto trans-nettuniano, Eris,
avente le stesse
dimensioni di Plutone. Eris è stato l'oggetto più
grande
scoperto nel sistema solare dalla scoperta di Tritone, avvenuta nel
1846. Scopritori e stampa
inizialmente definirono Eris il decimo pianeta, anche se non c'era
consenso
unanime su questa definizione. Piuttosto nella comunità
scientifica
la scoperta di Eris fu l'argomento più menzionato per
riconsiderare la classificazione
di Plutone.
Saturno (9,5 UA), distinto dal suo sistema di anelli, ha diverse
analogie con Giove, come la sua composizione
atmosferica. Saturno è molto meno massiccio, essendo solo 95
masse terrestri. Sono
noti 60 satelliti (più tre non confermati), due dei quali,
Titano e
Encelado, mostrano segni di attività geologica, anche se
sono in gran parte
criovulcani. Titano è più grande di Mercurio ed
è l'unico
satellite del sistema solare ad avere una atmosfera densa formata da
azoto e metano.
