פלוטו וירחיו

כוכב הלכת הננסי המרוחק עומד להיבחן ב-2014 על ידי החללית ניו הוריזונס. חיים מזר מסכם את הידוע עד כה על פלוטו, כארון ושני הירחים הנוספים שהתגלו בשנים האחרונות

לפלוטו אטמוספירה דקה פי 10,000 מזו של כדור הארץ העשויה בעיקרה מחנקן עם כמויות קטנות של מתאן ופחמן חד חמצני. במהלך הקפתו את השמש, בעונת החורף האטמוספירה קופאת לאיטה ונופלת לקרקע. תצפיות מהשנים האחרונות הראו שהיא מכילה כמויות גדולות יותר של מתאן ממה שהעריכו וכי היא חמה יותר ב- C°40 ממה שהיה מקובל לחשוב. הטמפרטורה שלה היא C °180 – וטמפרטורת הקרקע היא C° 200 – . ככל שמגביהים באטמוספירה היא נעשית חמה יותר. כל ק”מ הטמפרטורה עולה ב- C ° 15-CC ° 3 . ההסבר לכך הוא בשכבות או כתמי מתאן הנמצאים על הקרקע המעכבים את ההתאדות של קרח החנקן (1). חלק מהשינויים שנצפו על הקרקע באמצעות הטלסקופ האבל מקורם כנראה באגנים ובמכתשים צעירים, אם כי רוב אפיוני הקרקע שהתגלו נוצרו כנראה על ידי הפצה של כפור הנע על פני השטח במקביל לתנועת פלוטו סביב השמש ולמחזורים העונתיים. בתקופה החמה הקצרה כאשר פלוטו מתקרב לשמש קרח החנקן, המתאן והפחמן החד חמצני מתאדים ומעשירים את האטמוספירה הנעשית צפופה יותר. האזורים הבהירים דומים לשלג של קולרדו. האזורים הכהים הם חומרים שאריתיים הידרוקרבונטיים כתוצאה מהקרינה האולטרה סגולית של השמש ומהקרינה הקוסמית (2). התברר כי עם התחממות האטמוספירה הטמפרטורה עולה ב-C°1.5 וצפיפות האטמוספירה מוכפלת (3).

בין השנים 2002-2003 הטלסקופ האבל ביצע סדרת תצלומים של פלוטו. בעזרת טכניקת עיבוד מיוחדת שנמשכה 4 שנים ואשר היו מעורבים בה 20 מחשבים שפעלו בו זמנית התקבלו תצלומים בעלי רזולוציה גבוהה במיוחד שאפשרו לראשונה לראות את פני השטח ברמת פירוט חסרת תקדים, אם כי עדיין אי אפשר להבחין במכתשים במידה ואלה אכן קיימים. אפשר להבחין בשינויים העונתיים החלים בפני הקרקע. שינויים אלה הם כנראה תוצר להתאדות הקרח בעקבות השמש המאירה את פני השטח. אור השמש גורם להתאדות הקרח בקוטב אחד ולקפיאתו בקוטב השני. צילומים חדשים אלה מעידים על מורכבותה של קרקע כוכב הלכת. אפשר להבחין בבירור בגוונים שלהם-לבן, תפוז כהה ושחור פחמי. הקרינה האולטרה סגולה של השמש היא שיוצרת צבעים אלה. היא מפרקת את המתאן שעל הקרקע ומשאירה עליה חומר שאריתי עשיר בפחמן.

כאשר השוו תצלומים אלה עם תצלומים שנעשו ב-1994 ראו בבירור שהקוטב הצפוני נעשה בהיר יותר והקוטב הדרומי נהיה כהה יותר. הבדלים אלה מעידים על תהליכים מורכבים המשפיעים על פני השטח וכי פלוטו הוא כוכב לכת דינמי שמתחוללים בו שינויים אטמוספריים דרמטיים. מקורם של שינויים אלה הוא בשינויים העונתיים המושפעים מנטייתו של פלוטו וממסלולו האקסצנטרי סביב השמש, בניגוד לכדור הארץ המושפע רק מנטייתו. מסלול זה תורם לכך שעונות השנה אינן סימטריות באורכן. המעבר מאביב לקיץ בקוטב מהיר יותר בחצי הכדור הצפוני מכיון שפלוטו נע מהר יותר כאשר מסלולו קרוב יותר לשמש. בצילומים אלה הבחינו גם בכתם בהיר שזוהה כעשיר במיוחד בכפור של פחמן חד חמצני (4).

כארון

כרון הוא ירחו הגדול של פלוטו. קוטרו 1200 ק”מ, נמצא במרחק 2,000 ק”מ ממנו ומקיף אותו פעם ב-6.6 ימים. פלוטו נע סביב עצמו גם כן פעם ב- 6.6 ימים וכרון מראה לו רק צד אחד. שניהם מראים זה לזה את אותו צד. כרון בצורת תנועתו סביב פלוטו הוא כמו לווין משווני נייח. קוטרו של פלוטו הוא 2200 ק”מ. המשמעות היא שלפלוטו ירח שהקוטר שלו היא מחצית מזו שלו. לשם השוואה קוטר הירח שלנו הוא ¼ מזה של כדור הארץ. אפשר להתייחס למערכת פלוטו-כרון כאל כוכב לכת כפול. בעוד צפיפותו של פלוטו היא 2 גרם/סמ”ק, צפיפותו של כרון 1.65 גרם/סמ”ק והמסה הסלעית שלו קטנה ב-10% מזו של פלוטו (5).

תצפיות ספקטרליות ברזולוציה גבוהה מעידות על כך שהירח פולט הידרטים של אמוניה וגם גבישי קרח המכסים חלקים מפני השטח שלו בתהליך קריאוולקני. ההערכה שמקורם של אלה הוא ממעבה האדמה. בתוך הירח נמצאים מים בכמויות גדולות במצב נוזלי הודות למקור חום רדיואקטיבי. הם פורצים החוצה ביחד עם אמוניה. האמוניה היא ששומרת על מצב הצבירה הנוזלי שלהם. הפריצה החוצה היא דרך סדקים ומשעה
שהמים בחוץ הם עולים למעלה, קופאים וחוזרים לקרקע בצורה של קרח. מכיון שתהליך זה מתרחש הרבה פעמים קרוב לוודאי שנמצאים שם שכבות של קרח. על הקרקע הם נראים כמו כתמים בהירים. אפשר להבחין בהם באינפרה אדום הקרוב. טמפרטורת הקרקע בצד שאינו נראה מפלוטו היא בין C°233-C°223- . (6)

בשל הקירבה הרבה בין פלוטו לכרון יכולים לפעול ביניהם כוחות גיאות הדדיים וחזקים. יכול להיות שזרמי קונבקציה נעים בתוכם בעומק של עשרות קילומטרים. בהגיעם לאותה נקודה הנמצאת מול כרון או מול פלוטו, כוח הגיאות של כל אחד מהם פועל על משנהו ויוצר נקודת שיא, מעין שיא של גל ועם המשך הזרימה נקודת השיא נופלת.

ירחים קטנים

בשנים האחרונות התגלו שני ירחים קטנים המקיפים את המערכת פלוטו-כרון. ירח אחד, ניקס שמו, גודלו 88 ק”מ, מקיף את המערכת במרחק 48,700 ק”מ פעם ב-24.9 ימים. הירח השני, הידרה שמו, גודלו 72 ק”מ, מקיף את המערכת במרחק 64,800 ק”מ פעם ב-38 ימים (7). מדובר כנראה בגושי סלעים חסרי צורתה ספרית כדוגמת האסטרואידים והגופים הקטנים המקיפים את כוכבי הלכת הגזיים. נראה שהם נלכדו על ידי המערכת פלוטו-כרון ונכנסו למסלול סביבה. אם זה כך, סביר להניח שגופים אחרים נלכדו על ידי כוחות המשיכה של פלוטו וכרון וכתשו את פני השטח שלהם.
מקורות

1.”The lower atmosphere of Pluto revealed” 3.3. 2009
http://spacedaily.com/reports/ The_ Lower _Atmosphere_ Of_ Pluto_ Revealed_999.html

2.”Pluto the full news release story”
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1996/09text/

3.”Does the atmosphere of Pluto goes through the fast freese?” 25.9.2006
http://spacedaily.com/reports/ Does _The_ Atmosphere_ Of_ Pluto_Goes_Through_ The _Fast_ Freese_999.html

4.”Hubble catches Pluto changing with the year” 5.2.2010
http://spacedaily.com/reports/ Hubble_ Catches _Pluto _Changing_ With_ The_ Year_999.html

5.”Rare opportunity seized measure Pluto’s large moon” 4.1.2006 http://www.spaceflightnow.com/news/n0601/04charon.

6.”Charon:An ice machine in the ultimate deep freeze” 18.7.2007
http://spacedaily.com/reports/ Charon_An_ Ice_ Machine _In_ The_Ultimate_ Deep_ Freeze_999.html

7.Pluto
http://wikipedia.org?wiki/Pluto