سیاره کوتوله پلوتو مجموعهای خیرهکننده از پدیدههای متناقض است؛ از آسمان آبیرنگ و کوههای ساخته شده از یخ آب گرفته تا یخچالهای عظیم نیتروژنی که تودههای یخی را مانند کوههای یخ شناور روی خود حمل میکنند. با وجود این ویژگیهای منحصربهفرد، این جرم آسمانی از زمان کشف آن در سال ۱۹۳۰ تاکنون حتی یک بار هم گردش کامل خود به دور خورشید را به پایان نرس نقطه صفر مدار خود نرسیده است.
آسمانی آبیپوش از غبارهای آلی
تصاویر اولیه رنگی از جو پلوتو نشان داد که لایه غبار مرتفع در جو این سیاره کوتوله دارای تهرنگ آبی است. ناسا با ترکیب دادههای آبی، سرخ و فروسرخ نزدیک به دست آمده از دوربین تصویربرداری چندطیف مرئی ماموریت نیوهورایزنز، این چشمانداز را بازسازی کرد تا رنگهایی را که چشم انسان قادر به دیدن آنهاست شبیهسازی کند. توضیح این پدیده شباهتهایی با آسمان آبی زمین دارد اما از نظر شیمیایی متفاوت است. در زمین، مولکولهای ریز جو، طول موجهای کوتاه آبی را به طور کارآمدی پراکنده میکنند. دانشمندان بر این باورند که در پلوتو، تابش نور خورشید واکنشهایی را میان نیتروژن و متان در لایههای فوقانی جو آغاز میکند که حاصل آن ذرات آلی دوده مانندی به نام تولین است.
بر اساس گزارش ناسا از این کشف، خود این ذرات خاکستری یا سرخرنگ هستند، اما ابعاد آنها به گونهای است که غبار معلق میتواند نور آبی را پراکنده کند. با بزرگتر شدن ذرات، گازهای فرار پیش از تهنشین شدن میتوانند سطوح آنها را بپوشانند و در نهایت رنگ سطح پلوتو را به سرخی بگرایانند.
نقشهای جابهجا شده؛ کوههای آبیی و یخچالهای نیتروژنی
پلوتو نقشهای آشنای زمین را وارونه میکند. یخ آب در دماهای نزدیک به ۳۸ کلوین (حدود منفی ۲۳۵ درجه سانتیگراد) چنان سخت است که به عنوان بستر ساختاری عمل کرده و میتواند کوههایی با ارتفاع چندین کیلومتر را نگه دارد. در مقابل، یخ نیتروژن در شرایط پلوتویی نرمتر و روانتر است. بارزترین نمونه این پدیده در اسپوتنیک پلانیتیا، نیمه غربی و روشن منطقه قلبیشکل تامبا رگیو دیده میشود که حاوی ورقه وسیعی از یخهای نیتروژنی با جریانهای یخچالمانند در حاشیهها است.
تحقیقات و تحلیل نیوهورایزنز که در نشریه نیچر منتشر شد نشان داد که همرفت درون لایه یخ نیتروژنی میتوانست به طور مداوم سطح را نوسازی کند. در این فرایند، مواد گرمتر بالا میآیند و مواد سردتر پایین میروند که این چرخش کند، علت کم بودن دهانههای برخوردی را در این دشت توجیه میکند.
کوههای یخ شناور بر بستر نیتروژن
فضاپیمای نیوهورایزنز تپههای مجزایی را در سرتاسر اسپوتنیک پلانیتیا ثبت کرد که ابعاد هر یک از آنها بین یک تا چندین کیلومتر متغیر است. تعبیر پیشرو این است که این تپهها از ارتفاعات ناهموار یخ آب جدا شده و وارد یخچال نیتروژنی شدهاند. یخ آب در مقایسه با یخ نیتروژن چگالی کمتری دارد و به همین دلیل قطعات آن شناور میمانند. تصویر حاشیهنویسیشده از تپههای شناور حاکی از آن است که این قطعات به مرور زمان مشابه کوههای یخ در ااقیانوس منجمد شمالی زمین جابهجا میشوند.
البته این تعابیر بر اساس ترکیب احتمالی، چگالی نسبی و الگوهای جریان و همرفت به دست آمدهاند، زیرا نیوهورایزنز با سرعت از کنار پلوتو عبور کرد و فرصتی برای ردیابی چندساله حرکات این تپهها وجود نداشت.
رقص گرانشی پلوتو و کارون
کارون حدود نصف قطر پلوتو و یکهشتم جرم آن را دارد که نسبتی غیرعادی برای یک قمر محسوب میشود. نتیجه این تناسب، شکلگیری یک مرکز جرم یا باریسنتر است که در فضایی خارج از سطح پلوتو قرار میگیرد. هر ۶.۴ روز زمینی، پلوتو و کارون به دور این نقطه مشترک در فضای میان خود میچرخند. تاریخچه مأموریت نیوهورایزنز تشریح میکند که به همین دلیل است که این زوج گاهی به عنوان یک سیستم دوتایی توصیف میشوند، هرچند اتحادیه بینالمللی اخترشناسی هنوز رده رسمی مشخصی برای سیارههای کوتوله دوتایی تعریف نکرده و کارون همچنان به عنوان قمر پلوتو شناخته میشود.
مطابق با سوابق کشف و مدار شارون، این دو جهان هر ۶.۳۸۷ روز یک بار دور مرکز جرم مشترک خود میگردند و قفل جزرومدی میان آنها باعث میشود همیشه یک نیمکره ثابت را به یکدیگر نشان دهند.
یک مسیر طولانی که هنوز تمام نشده است
کلاید تامبو پلوتو را در بهمن ۱۳۰۸ (فوریه ۱۹۳۰) روی پلتفرمهای عکاسی شناسایی کرد. مدار پلوتو حدود ۲۴۸ سال زمینی طول میکشد و از زمان کشف تاکنون تنها کسری از این مسیر طی شده است. مدار این سیاره کوتوله بیضوی و زاویهدار است و فاصله آن تا خورشید تغییرات زیادی دارد که فصلهایی طولانیمدت را رقم میزند. دادههای بهدستآمده از نتایج اولیه علمی نشان داد که این دنیای دوردست دارای پوستهای از یخ آب، انتقال فرار، جریانهای یخچالی و لایههای غبار است و با وجود فاصله زیاد از خورشید همچنان فعالیتهای درونی خود را حفظ کرده است.
در نهایت، شگفتیهای پلوتو نه نشانهای از قوانین فیزیکی ناشناخته، بلکه بازنمایی این واقعیت است که فیزیک آشنا در برخورد با مواد نامعمول، نور ضعیف خورشید و مقیاسهای زمانی چندقرنی چهرهای کاملاً متفاوت به خود میگیرد.
