El planeta enano Plutón ♇

El otrora considerado noveno planeta del Sistema Solar, que la UAI desposeyó de su título en 2006 y convirtió en planeta menor por no haber limpiado su órbita.

Datos del planeta enano Plutón

Categoria: Planeta enano

Datos orbitales

Radio de la órbita: 39,53 UA
Periodo: 248,54 años
Velocidad orbital: 4,7 Km/s
Excentricidad: 0,248
Inclinación de orbita a eclíptica: 17,15º

Características físicas

Rotación: -6.4 días
Inclinación axial del planeta: 122,5º
Gravedad en la superfície: 0,061 g   (0,6 m/s²)
Masas terrestres: 0,002 Tierras

Descubrimiento

Descubierto el año: 1930
Descubierto por: Clyde William Tombaugh

Satélites de Plutón

Plutón tiene cinco satélites naturales conocidos. En orden de descubrimientos son Caronte, Nix, Hidra, Cerbero ("P4") y Estix ("P5").
Caronte es el satélite más grande y presenta rotación síncrona con Plutón. Tiene 1.207 kilómetros de diámetro y orbita a una distancia media del planeta de 17.536 kilómetros.
Fue descubierto en 1978. Con el tiempo, la gravedad ha frenado las rotaciones de Caronte y Plutón, por lo que ahora presentan siempre la misma cara el uno al otro.
Este fenómeno se llama rotación síncrona y ocurre también entre la Tierra y la Luna. Pero, a diferencia de lo que ocurre en el sistema Tierra-Luna, en el sistema plutoniano este vínculo gravitacional se extiende también hasta Plutón, de modo que, observando desde uno de los hemisferios de Plutón, Caronte es siempre visible en el cielo pero, desde el hemisferio inverso, Caronte no es nunca visible.
La rotación de esta pareja es única en el sistema solar.

Caronte es tan masivo, ya que tiene casi la mitad del diámetro de Plutón y una octava parte de su masa, que el baricentro del sistema se encuentra fuera de la superficie de Plutón.

Su rotación es casi la de un sólido rígido, formado por dos masas unidas por una barra rígida y que giran alrededor de un centro situado en la barra, más cercano a Plutón, que tiene 8 veces más massa que Caronte y el doble de su diámetro. Suele decirse que constituyen un planeta doble.

La Unión Astronómica Internacional consideró en agosto de 2006 la proposición de reclasificar a Plutón y Caronte como planeta doble, pero la propuesta fue desestimada

La densidad de Caronte es mucho menor que la de Plutón. Esta diferencia hace pensar que se formaron separadamente, y después se juntaron.

El 31 de octubre de 2005, el telescopio espacial Hubble detectó otros dos cuerpos orbitando alrededor de Plutón. Las lunas han recibido los nombres definitivos de Hidra (Plutón III, designación provisional S/2005 P1) y Nix (Plutón II, designación provisional S/2005 P2) el 22 de junio de 2006. Nix orbita a 48.700 km del centro de masas del sistema Plutón-Caronte y Hydra a 64.800 km. Sus órbitas son casi circulares y se encuentran en el mismo plano orbital que Caronte y casi en resonancias orbitales 4:1 y 6:1 con Caronte.
En los años 2011 y 2012 se descubrieron dos nuevos satélites, Cerbero y Estix, respectivamente. Simulaciones teóricas sugieren que podría haber hasta 10 satélites y uno o más sistemas de anillos.

Se cree que los satélites de Plutón se crearon después de un gran impacto que provocó una familia de colisión, similar a la colisión propuesta en la hipótesis del gran impacto como la que se supone que creó la Luna .[4][5] En ambos casos, sólo puede explicarse el alto momento angular de los satélites teniendo la cuenta este supuesto. Las órbitas prácticamente circulares de los satélites más pequeños sugieren que también se formaron en la misma colisión, y no que fueron objetos del cinturón de Kuiper capturados. Este hecho sumado a su próxima resonancia orbital con Caronte sugiere que se formaran incluso más cerca de Plutón de lo que se encuentran actualmente y que posteriormente migraron hacia afuera mientras Caronte alcanzaba la actual órbita. La situación quedaría resuelta si resultara que Hidra y Nix presentan rotación síncrona como lo hace Caronte, puesto que las fuerzas de marea son insuficientes para amortiguar sus rotaciones en las órbitas actuales. El color de los satélites es como el de Caronte, de un gris lunar, lo que sería congruente con un origen común. La diferencia de color con Plutón, uno de los cuerpos más rojos del sistema solar, se debe a los efectos de la luz solar sobre los geles de nitrógeno y metano de su superficie, quizás por una pérdida de estos componentes volátiles durante el impacto o la fusión subsiguiente, dejando las superficies de los satélites con predominio de hielo de agua. Se piensa que este impacto habría creado escombros adicionales (más satélites), pero que podrían ser relativamente pequeños y, por tanto, no visibles por el Hubble. También es posible la existencia de satélites irregulares no descubiertos y que sean objetos del cinturón de Kuiper capturados.

S/2012 P 1, Nix, S/2011 P 1 e Hidra forman una secuencia de casi resonancia 1:3:4:5:6 con el período orbital de Caronte-Plutón: S/2012 P 1 es cerca de 5,4% de la resonancia, Nix está dentro del 2,7% de resonancia, S/2011 P 1 es aparentemente dentro del 0,6%, mientras que Hidra está dentro del 0,3%, aunque ninguna de éstos parece estar en exacta resonancia. Posiblemente, estas órbitas se originaron como resonancias forzadas cuando Caronte fue impulsado por la marea en la actual órbita geosíncrona, y entonces liberados de la resonancia cuando la excentricidad de la órbita de Caronte fue amortiguada. Actualmente, el conjunto Caront-Plutó sigue produciendo fuertes fuerzas de marea, con el campo gravitatorio de los satélites exteriores variando un 15% de pico a pico. En una estimación del tamaño a la baja, Nix no tendría precesión significativa, mientras que Hidra presentaría un período de precesión de 15 años. Sin embargo, en las masas máximas proyectadas (asumiendo una albedo del 4%), los dos satélites podrían estar a una resonancia orbital de 3:2, con unos períodos de libración de 400 a 450 días, aunque esto podría ser excluido por la baja excentricidad de Caronte.

Recientemente, se ha calculado que la resonancia con Caronte podría impulsar a Nix o Hidra en su actual órbita, pero no a los dos: impulsar a Hidra supondría una excentricidad de Caronte cerca de cero, 0,024, mientras que impulsar a Nix supondría una mayor excentricidad, de al menos 0,05. Esto sugiere que Nix e Hidra fueron materiales capturados, formados alrededor de Plutón-Caronte, y migrados hacia adentro hasta ser atrapados en resonancia con Caronte. Los dos satélites recientemente descubiertos P4 y P5 podrían corroborar esta idea.

El sistema de Plutón es altamente compacto: los cinco satélites conocidos orbitan dentro del 3% de la región donde la órbita prógrada sería estable.

Las órbitas de los satélites son circulares y coplanares, con inclinaciones que difieren menos de 0,4° y excentricidades menores a 0,005. Vistas desde la Tierra, estas órbitas circulares parecen acuestas a elipsis dependiendo de la posición de Plutón.

Lista de satélites de Plutón

El planeta Plutón tiene 5 satélites conocidos con designación permanente.

Principales lunas de Plutón

Caronte

Radio: 606±0.5 Km
Semieje mayor de la órbita: 19 591 Km
Periodo orbital: 6387 días
Descubierto en: 1978
Descubierto desde: Flagstaff
Descubierto por: James W. Christy

Exploración de Plutón

Enviar sondas espaciales para explorar Plutón presenta grandes desafíos debido a tanto a su pequeña masa como a su lejanía respecto a la Tierra.
Entre las misiones planteadas para explorar este recóndito planeta estuvo la sonda espacial Voyager 1: después de la visita que hizo a Saturno en 1980 se pensó en utilizar la asistencia gravitatoria de este planeta para dirigirla hacia Plutón y realizar así sobre él un sobrevuelo, que hubiera ocurrido en marzo de 1986.
Sin embargo, los responsables del programa Voyager tomaron como objetivo preferente enviarla al segundo satélite más grande del sistema solar, Titán.

En agosto de 1989 la Voyager 2 sobrevoló Neptuno, quedando Plutón como el único planeta (en la época aún se le consideraba así) que no había sido visitado por una sonda espacial y no existía ninguna misión para su exploración por parte de ninguna de las agencias espaciales.
Es ahora cuando resurge el interés de plantear en serio una misión a Plutón y su entorno, comprobar la existencia del Cinturón de Kuiper y buscar cuerpos potencialmente similares a Tritón.

En 1990, gracias a presión de la comunidad científica, entre quienes estaba el grupo Pluto Underground, la NASA decidió realizar proyectos para una misión a Plutón. En esa época se pensaba que la atmósfera de Plutón congelaría y precipitaría a la superficie durante el invierno, por lo que era necesaria una nave o sonda ligera capaz de lograr la llegada a Plutón antes de dicho acontecimiento.
Uno de los primeros proyectos fue una aeronave de 40 kilogramos que alcanzaría Plutón en 5 o 6 años. Sin embargo, la idea se desechó toda vez que las técnicas de la época no permitían una miniaturización razonable del instrumental científico a bordo.

Otra propuesta de misión, la Plutón 350, fue desarrollada por Robert Farquhar, desde el Centro de vuelo espacial Goddard, igualmente junto con Alan Stern y Fran Bagenal. Su objetivo era enviar una sonda de 350 kilogramos hasta Plutón.​ El diseño minimalista perseguía viajar más rápido y de manera más eficiente, en contraste con la mayoría de proyectos de gran presupuesto de la NASA que se desarrollaban en esa época, como Galileo o Cassini-Huygens. Aun así, Plutón 350 traería polémica entre los responsables de la misión de la NASA, que consideraron al proyecto demasiado pequeño y con un alto riesgo.
Una alternativa considerada por entonces era enviar a Plutón una configuración del Mariner Mark II, de unos dos mil kilogramos y con un coste de 3'2 mil millones de dólares, en fuerte contraste con el proyecto Plutón 350, de solo 543 millones de dólares.
Entre tanto, la carrera espacial tocaba a su fin con la caída del bloque soviético, con lo que al no existir la necesidad imperiosa de quedar delante de ningún otro, el presupuesto de la NASA comenzó a disminuir y se empezaban a elegir misiones cada vez más pequeñas como la Mars Pathfinder o la NEAR Shoemaker.

Durante el transcurso de la década de 1990, se descubrieron una serie de objetos transneptuniano, confirmando la existencia del cinturón de Kuiper. El interés en una misión al cinturón de Kuiper fue tal que la NASA encargó al JPL redefinir el propósito de la misión no sólo como sobrevuelo de Plutón, sino también como sobrevuelo de varios objetos del cinturón de Kuiper. Por ello, la misión fue rebautizada como Pluto Kuiper Express, tras haber sido anunciada breve e inicialmente como Pluto Express. El peso de la nave espacial fue aumentado nuevamente, esta vez a 175 kilogramos y la NASA fue más permisiva con el presupuesto del proyecto.​ Sin embargo, Goldin decidiría posteriormente que Pluto Kuiper Express tenía poca importancia y la financiación del proyecto fue reducida drásticamente. Finalmente, a pesar de la selección oficial de instrumentos científicos y el nombramiento de varios investigadores, el Director de Misiones Científicas de la NASA, Edward J. Weiler, canceló toda la misión concerniente al cinturón de Kuiper y Plutón en el año 2000

Tras una intensa batalla política, la misión revisada a Plutón denominada New Horizons, recibió la financiación necesaria del gobierno de Estados Unidos en 2003,​ lanzándose con éxito el 19 de enero de 2006.

New Horizons capturó sus primeras imágenes, aún lejanas, de Plutón a finales de septiembre de 2006, durante una prueba de reconocimiento de largo alcance del reproductor de imágenes.

Hasta la fecha, en las mejores fotos, suministradas por el telescopio Hubble, Plutón no era más que un difuso punto blanco.

A principios de 2007, la nave hizo uso de la asistencia gravitatoria de Júpiter para llegar a su objetivo.

El 4 de febrero de 2015 la NASA publicó nuevas imágenes de Plutón, tomadas entre el 25 y el 27 de enero por la sonda durante su aproximación. LA sonda New Horizons aún se encontraba a más de 203 millones de kilómetros de distancia de Plutón, pero las fotografías mostraban ya al sistema de Plutón y Caronte, con cierto detalle.

Entre abril y junio de 2015, New Horizons comenzó a enviar imágenes cada vez de mejor resolución, y ya excedían la calidad que el telescopio espacial Hubble era capaz de captar.

El máximo acercamiento a Plutón de la New Horizons tuvo lugar el 14 de julio de 2015, después de un viaje de 3.462 días a través del Sistema Solar.

New Horizons fotografió las superficies tanto de Plutón como de Caronte, y su instrumental permitió estudiar la geología y morfología global del sistema doble Plutón-Caronte, mapear su composición superficial y analizar la atmósfera neutral de Plutón y su tasa de escape.

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