Plüton

Plüton, Neptün'ün ötesinde bulunan ilk cisim, bilinen en büyük cüce gezegen ve Güneş Sistemi'nin en çok tartışılan üyesidir. 1930'da keşfedildiğinde dokuzuncu gezegen sayıldı; 2006'da IAU'nun yeni tanımıyla cüce gezegen sınıfına alındı ve (134340) Plüton numarasını aldı. Yüzeyi, 2015'te New Horizons geçene kadar en iyi görüntülerde bile birkaç bulanık lekeden ibaretti.

O geçişten sonra Plüton, "donmuş ölü bir kaya topu" tahmininden "jeolojik olarak etkin, atmosferi olan, buzulları akan karmaşık bir dünya" tarifine taşındı. Bu, son yirmi yılın gezegen biliminde en köklü beklenti değişikliklerinden biridir.

Temel sayılar

Plüton'un çapı 2.376,6±1,6 km; Ay'ın çapının yaklaşık yüzde 68'i kadardır. Kütlesi 1,3025×10²² kg, yani Ay'ın kütlesinin yüzde 17,7'si, Dünya'nın ise binde ikisinden azı. Ortalama yoğunluğu 1,853 g/cm³ — kaya ile buzun karışımına işaret eden bir değer. Yüzey çekimi 0,620 m/s², Dünya'dakinin on altıda biri: 70 kiloluk bir insan Plüton'da 4,4 kilo gibi hissedilir.

Yörünge: eğik, basık ve Neptün'e kilitli

Plüton'un yörüngesi gezegenlerin düzgün, neredeyse daire biçimli yörüngelerine benzemez. Güneş'e ortalama uzaklığı 39,482 AB'dir (5,91 milyar km), ama basıklığı (dışmerkezliği) 0,2488 olduğu için günberide 29,658 AB'ye kadar yaklaşır, günöteside 49,305 AB'ye kadar uzaklaşır. Günberideyken Neptün'den daha içeride olur; son günberi 5 Eylül 1989'daydı, günötesine Şubat 2114'te varacak. Yörünge düzlemi ekliptiğe 17,16° eğiktir.

Yörüngelerin kesişmesine karşın Plüton ile Neptün çarpışamaz, çünkü aralarında 3:2 yörünge rezonansı vardır: Plüton iki tur atarken Neptün tam üç tur atar. Bu kilitlenme iki cismin hep aynı göreli konumlarda buluşmasını sağlar ve milyarlarca yıl boyunca yörüngeyi kararlı tutar. Aynı rezonansı paylaşan Kuiper kuşağı cisimlerine onun adından türetilerek plütino denir.

Plüton kendi çevresinde 6,387 günde, gezegenlerin çoğunun tersi yönde döner. Eksen eğikliği 119,51°'dir; yani neredeyse yan yatmış durumdadır ve kutuplarında onlarca yıl süren mevsimler yaşanır.

Yüzey: kalpten buzullara

New Horizons'ın görüntülerindeki en çarpıcı yapı, resmî olmayan adıyla Tombaugh Regio, yani "kalp"tir. Kalbin batı yarısını kaplayan Sputnik Planitia yaklaşık 1.000 km genişliğinde, 3 km derinliğinde bir havzadır ve yüzde 98'den fazlası azot buzundan oluşur; içinde eser miktarda metan ve karbon monoksit vardır.

Sputnik Planitia'nın en şaşırtıcı yanı, üzerinde hiç çarpma krateri bulunmamasıdır. Krater sayımına dayanan yaş hesapları yüzeyin 180.000 yıl kadar genç olduğunu söylüyor — Güneş Sistemi'nin 4,5 milyar yıllık ölçeğinde bu, dün demektir. Nedeni buzun altındaki ısının yarattığı konveksiyondur: azot buzu hücreler hâlinde yükselip alçalır, yüzeyi sürekli yeniden karıştırır. Buzulun kenarlarında su buzundan dağlar, azot buzunun içinde yüzer gibi sürüklenir; su buzu azot buzundan hafif olduğu için bu mümkündür.

Yüzeyin başka yerlerinde Wright Mons ve Piccard Mons adlı iki büyük yükselti var. Tepelerindeki çukurlar bunların buz yanardağı (kriyovolkan) olabileceğini düşündürüyor: lav yerine su-amonyak karışımı püskürten yapılar. Plüton'un kızılımsı kahverengi renkleri ise tolin denen bileşiklerden gelir; metan ve azotun Güneş'in morötesi ışığıyla parçalanıp yeniden birleşmesiyle oluşan karmaşık organik moleküllerdir.

İç yapı ve olası okyanus

Yoğunluk ve New Horizons'ın yerçekimi ölçümleri, Plüton'un katmanlara ayrılmış olduğunu gösteriyor: ortada yaklaşık 1.700 km çapında — cismin çapının yüzde 70'i kadar — silikat bir kaya çekirdek, onun üstünde su buzundan bir manto.

Daha ilginç olanı, çekirdek ile manto sınırında 100-180 km kalınlığında sıvı su katmanı bulunabileceğine dair kanıtlardır. Sputnik Planitia havzasının Plüton-Charon ekseni üzerindeki konumu, havzanın altında yoğun bir kütle fazlalığı olduğunu düşündürür; bunu açıklamanın en kolay yolu, çarpmanın buz kabuğu inceltmesi ve altındaki yoğun suyun yukarı doğru çıkmasıdır. Yüzeydeki geniş gerilme çatlakları da buzlu bir kabuğun altındaki suyun donarken genişlemesiyle uyumludur.

Atmosfer

Plüton'un ince bir atmosferi var: 2015 ölçümlerine göre yüzey basıncı 1,0 paskal, Dünya'nın deniz seviyesindeki basıncının yüz binde biri kadar. Bileşiminde azot, metan ve karbon monoksit bulunur. New Horizons'ın Plüton'u geride bırakırken Güneş'e karşı aldığı görüntüler, atmosferin onlarca kat hâlinde yükselen mavi pusla dolu olduğunu gösterdi; mavi renk, tolin tanecikleri üzerinde ışığın saçılmasından kaynaklanır.

Atmosfer, Plüton Güneş'e yaklaştıkça yüzey buzlarının süblimleşmesiyle beslenir, uzaklaştıkça yeniden yüzeye çöker. Günberiden bu yana otuz yılı aşkın süre geçtiği için atmosferin önümüzdeki on yıllarda büyük ölçüde donup çökmesi bekleniyor.

Charon ve dört küçük uydu

Plüton'un beş bilinen uydusu vardır. En büyüğü Charon, 22 Haziran 1978'de James Christy tarafından bulundu. Çapı 1.212 km — Plüton'un yarısından biraz fazla — ve kütlesi Plüton'un yüzde 12,2'si kadardır. Bu oran Güneş Sistemi'nde eşsizdir: iki cismin ortak kütle merkezi (barimerkez) Plüton'un dışında kalır, yani ikisi birbirinin çevresinde dolanır. Her ikisi de birbirine gelgit kilitlidir; 6,387 günde bir kez dolanırlar ve hep aynı yüzlerini birbirine gösterirler. Bu yüzden Plüton-Charon ikilisine kimi gökbilimciler "ikili gezegen" demeyi yeğler.

Charon'un kuzey kutbundaki kızıl kahverengi leke (Mordor Macula) büyük olasılıkla Plüton'dan kaçan gazların burada donmasıyla, sonra Güneş ışığı altında tolinlere dönüşmesiyle oluştu. Yüzeyinde Argo Chasma gibi, 9 km derinliğe ulaşabilen dev kanyonlar vardır; bunlar da donup genişleyen bir yüzey altı okyanusun kabuğu çatlatmasına işaret eder. Dört küçük uydu — Styx, Nix, Kerberos ve Hydra — düzensiz biçimlidir ve büyük bir çarpışmanın artıkları olduğu düşünülür.

Keşif, adlandırma ve 2006

Plüton, Neptün'ün yörüngesindeki sapmaları açıklayacağı düşünülen varsayımsal bir "Gezegen X" arayışının ürünüdür. Clyde W. Tombaugh, Lowell Gözlemevi'nde 23 ve 29 Ocak 1930'da çekilen iki fotoğraf plağını karşılaştırarak 18 Şubat 1930'da cismi buldu. (Neptün'ün yörüngesindeki sapmalar sonradan ölçüm hatası çıktı; yani Plüton, var olmayan bir sorunun aranması sırasında bulundu.)

Adı, Oxford'da yaşayan on bir yaşındaki Venetia Burney önerdi. Öneriyi dedesi Falconer Madan astronomi profesörü Herbert Hall Turner'a iletti, Turner da 16 Mart 1930'da Lowell Gözlemevi'ne telgrafla gönderdi. Ad 1 Mayıs 1930'da oybirliğiyle kabul edildi.

Yetmiş altı yıl sonra, 24 Ağustos 2006'da IAU gezegen tanımını üç ölçüte bağladı. Plüton üçüncü ölçütü — yörüngesini temizlemiş olmayı — sağlamıyordu ve cüce gezegen sınıfına alındı. Ayrıntısı Cüce gezegenler sayfasındadır.

New Horizons: tek geçişte bir dünya

New Horizons, 14 Temmuz 2015'te Plüton'un 35.445 km yakınından geçti. Araç yörüngeye girmedi — o hızda frenlemek için gereken yakıt taşınamazdı — ve sistemi birkaç saat içinde tarayıp geçti. Verilerin Dünya'ya tam olarak ulaşması on altı ay sürdü.

Geçişin kazanımları şunlardı: Sputnik Planitia'nın genç ve etkin olduğunun ortaya çıkması; yüzey bileşiminin bölge bölge büyük değişiklik gösterdiğinin görülmesi; Wright Mons ve Piccard Mons'ta olası buz yanardağlarının bulunması; katmanlı mavi pusun ölçülmesi; ve yüzey altı okyanus savının güçlenmesi. Araç sonra Kuiper kuşağına devam ederek 1 Ocak 2019'da Arrokoth'un yanından geçti; ayrıntısı Kuiper kuşağı sayfasındadır.

Kısaca

• Plüton 2.376,6 km çapındadır; bilinen en büyük cüce gezegendir, ama Eris'ten daha az kütlelidir.
• Güneş'e ortalama 39,48 AB uzaklıkta, 247,94 yılda bir tur atar; Neptün'le 3:2 rezonansta olduğu için iki cisim hiç çarpışmaz.
• Yüzeyin yüzde 98'i azot buzu olan Sputnik Planitia'da hiç krater yoktur; buz konveksiyonla sürekli yenilenir.
• Çekirdek-manto sınırında 100-180 km kalınlığında bir sıvı su katmanı bulunabileceğine dair kanıtlar vardır.
• Atmosferi incedir (2015'te 1,0 Pa) ve azot, metan, karbon monoksitten oluşur; katmanlı mavi bir pus taşır.
• Charon Plüton'un kütlesinin yüzde 12,2'si kadardır; ortak kütle merkezi Plüton'un dışındadır, bu yüzden ikili sistem sayılır.
• 18 Şubat 1930'da Clyde Tombaugh buldu, adını on bir yaşındaki Venetia Burney önerdi, 24 Ağustos 2006'da cüce gezegen sınıfına alındı.

Kaynaklar: Wikipedia — Pluto, Wikipedia — Charon, Wikipedia — Dwarf planet