Plutão é o mais distante planeta do Sistema Solar em relação à Terra. Ele só foi descoberto em 1930 pelo astrônomo estadunidense Clyde Tombaugh. Durante décadas o planeta ficou cercado de mistério, uma vez que mesmo nos mais potentes telescópios instalados na Terra, o planeta aparece como um simples ponto luminoso.
FOTOGRAFIA DE PLUTÃO A PARTIR DA NAVE NEW HORIZONS (NASA) OBTIDA EM 14/07/2015. A REGIÃO EM FORMA DE CORAÇÃO FOI DENOMINADA DE TOMBAUGH REGIO.
Plutão apresenta uma órbita bastante excêntrica, ou seja, é uma elipse bastante alongada, se comparada às órbitas dos outros planetas do Sistema Solar. Isso faz com que no perihélio - a distância mais perto do Sol - Plutão chegue a ficar 30 UA [1] da estrela, enquanto que no afélio - maior distância do Sol - este valor passe a ser de 49 UA. Além disso, enquanto as órbitas dos outros planetas encontram-se muito próximos de um plano, a eclíptica, Plutão se movimenta em sua órbita fazendo um ângulo de 17 graus em relação ao plano dos outros planetas. Estes aspectos da órbita de Plutão são deveras interessante, uma vez que por causa da grande excentricidade de sua órbita, em alguns momentos o planeta está mais próximo do Sol do que Netuno. À princípio poder-se-ia imaginar que em algum instante as duas órbitas se cruzassem e ocorresse um choque entre os dois planetas. Isso não acontece por várias razões. A primeira é que quando Plutão encontra-se no perihélio, a sua posição espacial está a cerca de 8 UA acima da órbita de Netuno. Os pontos onde a órbita de Plutão atravessa a eclíptica são separados pelos de Netuno por cerca de 21 graus. Entretanto, a beleza da sintonia das duas órbitas não para aí. Também é conhecido que aproximadamente a cada três órbitas realizadas por Netuno em torno do Sol, Plutão realiza duas revoluções. Embora o tempo desta chamada 'ressonância orbital' não seja exatamente 3:2, numa longa escala de milhões de anos verifica-se que a cada perihélio de Plutão ele encontra-se ou 50 graus a frente, ou 50 graus atrás de Netuno [2, 3]. Na verdade, há outros aspectos mais sutis e outras ressonâncias que garantem que os dois planetas realmente nunca se encontrem [4].
Plutão tem uma massa de 1,32×1022 kg. Isso significa que 7 satélites naturais [Ganimedes, Titã, Calisto, Io, Lua, Europa e Tritão] possuem massa maior do que o planeta Plutão. Tendo um diâmetro equatorial de cerca de 2370 km [5], Plutão possui uma densidade de aproximadamente 2000 kg/m3. Isso implica que a densidade do planeta anão é pouco menos da metade da densidade da Terra, embora seja maior do que a densidade dos planetas Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
Atmosfera:
Quando se fala em atmosfera de um planeta, imagina-se a existência de uma camada de gases englobando a esfera sólida. Orbitando em torno do Sol entre 4,4 and 5,9 bilhões de quilômetros, a temperatura reinante em Plutão é extremamente baixa. Como consequência, é difícil que existam substância no estado gasoso, embora certamente existam gases nestas condições como mostrou a nave New Horizons em julho de 2015. Entretanto, mesmo antes deste incrível feito tecnológico que foi a missão New Horizons, já se sabia da existência de uma atmosfera no maior planeta do cinturão de Kuiper. Este conhecimento foi adquirido graças a observação de duas ocultações de estrelas pelo planeta. Em 21 de agosto de 2002 através da ocultação da estrela P131.1 descobriu-se que o valor da pressão atmosférica no planeta havia aumentado por um fator de 2 desde o ano de 1988 (quando ocorrera um outro eclipse). A razão para o aumento da pressão, possivelmente, foi o aumento da temperatura da superfície do planeta, liberando nitrogênio para a atmosfera. Entretanto, a observação de 2002 não indicou nenhuma modificação na temperatura da parte mais alta da atmosfera. Além disso, a observação de 2002 também mostrou mais turbulência do que a observação realizada anteriormente, e que a extinção da luz da estrela ocultada é compatível com a ocorrência de pequenas partículas na atmosfera [6].
Satélites naturais:
Acredita-se, no momento, que este planeta também possua cinco satélites naturais, denominados de Caronte, Nix, Hidra, Cérbero e Estige. Destaca-se que a massa de Caronte é grande o suficiente para que o centro de massa do sistema Plutão - Caronte encontre-se fora da superfície do planeta principal. Por essa razão, alguns astrônomos preferem denominar Plutão - Caronte de sistema binário de planetas. Num estudo realizado em 2005, que consistiu na observação da ocultação de uma estrela por diversos observatórios astronômicos em vários países, foi possível estimar o raio de Caronte como sendo de 602,4 km [7]. Com uma tal dimensão, Caronte teria uma densidade de cerca de 1700 kg/m3. É possível que a nave New Horizons, que em julho de 2015 se aproximou bastante do planeta, consiga obter estas dimensões com uma maior precisão e que também descubra outros satélites de Plutão.
Atmosfera:
Quando se fala em atmosfera de um planeta, imagina-se a existência de uma camada de gases englobando a esfera sólida. Orbitando em torno do Sol entre 4,4 and 5,9 bilhões de quilômetros, a temperatura reinante em Plutão é extremamente baixa. Como consequência, é difícil que existam substância no estado gasoso, embora certamente existam gases nestas condições como mostrou a nave New Horizons em julho de 2015. Entretanto, mesmo antes deste incrível feito tecnológico que foi a missão New Horizons, já se sabia da existência de uma atmosfera no maior planeta do cinturão de Kuiper. Este conhecimento foi adquirido graças a observação de duas ocultações de estrelas pelo planeta. Em 21 de agosto de 2002 através da ocultação da estrela P131.1 descobriu-se que o valor da pressão atmosférica no planeta havia aumentado por um fator de 2 desde o ano de 1988 (quando ocorrera um outro eclipse). A razão para o aumento da pressão, possivelmente, foi o aumento da temperatura da superfície do planeta, liberando nitrogênio para a atmosfera. Entretanto, a observação de 2002 não indicou nenhuma modificação na temperatura da parte mais alta da atmosfera. Além disso, a observação de 2002 também mostrou mais turbulência do que a observação realizada anteriormente, e que a extinção da luz da estrela ocultada é compatível com a ocorrência de pequenas partículas na atmosfera [6].
Fotografia de Plutão e sua atmosfera, captada pela nave New Horizons quando estava a apenas 2 milhões de quilômetros do planeta, e enviada à Terra em 24/07/2015 (NASA).
Satélites naturais:
Acredita-se, no momento, que este planeta também possua cinco satélites naturais, denominados de Caronte, Nix, Hidra, Cérbero e Estige. Destaca-se que a massa de Caronte é grande o suficiente para que o centro de massa do sistema Plutão - Caronte encontre-se fora da superfície do planeta principal. Por essa razão, alguns astrônomos preferem denominar Plutão - Caronte de sistema binário de planetas. Num estudo realizado em 2005, que consistiu na observação da ocultação de uma estrela por diversos observatórios astronômicos em vários países, foi possível estimar o raio de Caronte como sendo de 602,4 km [7]. Com uma tal dimensão, Caronte teria uma densidade de cerca de 1700 kg/m3. É possível que a nave New Horizons, que em julho de 2015 se aproximou bastante do planeta, consiga obter estas dimensões com uma maior precisão e que também descubra outros satélites de Plutão.
FOTOGRAFIA DE PLUTÃO ENVIADA PELA NAVE NEW HORIZONS (NASA).
FOTOGRAFIA DA SUPERFÍCIE DE PLUTÃO ENVIADA PELA NAVE NEW HORIZONS (NASA).
Notas e referências:
[1] UA significa unidade astronômica, que é a distância média da Terra ao Sol.
[2] Renu Malhotra (1997). http://nineplanets.org/plutodyn.html, visitado em 10/09/2015.
[3] De fato, o período orbital de Plutão é 248,09 anos, enquanto que o de Netuno é de 164,79 anos. Isso significa que dois períodos de Plutão perfazem 496,2 anos, enquanto que três períodos de Netuno perfazem 494,4 anos.
[4] X.-S. Wan, T.-Y. Huang, K.A. Innanen, The 1:1 superresonance in Pluto's motion. The Astronomical Journal 121, 1155 (2001).
[5] Emily Dakdawalla. http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2015/07131311-pluto-first-science. html, visitado em 12/09/2015. É interessante notar - como destaca o blog de Lakdawalla - que até a chegada da nave New Horizons a Plutão, não se tinha certeza se este era ou não maior do que Éris, o outro planeta anão do chamado "Cinturão de Kuiper". Com a medição mais precisa de 1185 (± 10) km para o raio de Plutão, então fica estabelecido que este é maior do que Éris, que possui um raio de 1163 (± 6) km.
[6] J.M. Pasachoff et al. The structure of Pluto's atmosphere from the 2002 August 21 stellar occultation. The Astronomical Journal 129, 1718 (2005).
[7] B.Sicardy et al. Charon's size and an upper limit on its atmosphere from a stellar occultation. Nature (London) 439, 52 (2006).
[6] J.M. Pasachoff et al. The structure of Pluto's atmosphere from the 2002 August 21 stellar occultation. The Astronomical Journal 129, 1718 (2005).
[7] B.Sicardy et al. Charon's size and an upper limit on its atmosphere from a stellar occultation. Nature (London) 439, 52 (2006).
