Hành tinh lùn Pluto

Sao Diêm Vương, thành viên lớn, ở xa của hệ mặt trời trước đây được coi là hành tinh ngoài cùng và nhỏ nhất. Nó cũng được coi là hành tinh được phát hiện gần đây nhất, được tìm thấy vào năm 1930. Vào tháng 8 năm 2006, Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAU), tổ chức được cộng đồng khoa học buộc tội phân loại các vật thể thiên văn, đã bỏ phiếu loại bỏ Sao Diêm Vương khỏi danh sách các hành tinh và đưa ra đó là phân loại mới của hành tinh lùn. Sự thay đổi này phản ánh nhận thức của các nhà thiên văn học rằng Sao Diêm Vương là một thành viên lớn của vành đai Kuiper, một tập hợp các mảnh vụn của băng và đá còn sót lại từ sự hình thành của hệ mặt trời và giờ xoay quanh Mặt trời ngoài quỹ đạo của sao Hải Vương. (Để biết sự khác biệt của IAU giữa hành tinh và hành tinh lùn và thảo luận thêm về sự thay đổi trong phân loại của Sao Diêm Vương, hãy xem hành tinh này.)

Sao Diêm Vương không nhìn thấy được trên bầu trời đêm với con mắt vô hồn. Mặt trăng lớn nhất của nó, Charon, có kích thước đủ gần với Sao Diêm Vương đến nỗi nó trở nên phổ biến để gọi hai cơ thể là một hệ thống kép. Sao Diêm Vương được chỉ định bởi ký hiệu ♇.

Sao Diêm Vương được đặt theo tên của vị thần của thế giới ngầm trong thần thoại La Mã (tương đương với Hy Lạp là Hades). Nó là như vậy xa mà ánh sáng của Mặt Trời, mà di chuyển khoảng 300.000 km (186.000 dặm) mỗi giây, mất hơn năm giờ để đạt được nó. Một người quan sát đứng trên bề mặt Sao Diêm Vương sẽ thấy Mặt trời như một ngôi sao cực kỳ sáng trên bầu trời tối, cung cấp cho Sao Diêm Vương trung bình 1 / 1.600 lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới Trái đất. Do đó, nhiệt độ bề mặt của Sao Diêm Vương lạnh đến mức các loại khí phổ biến như nitơ và carbon monoxide tồn tại ở đó dưới dạng ices.

Do sự xa xôi và kích thước nhỏ của Sao Diêm Vương, ngay cả những kính thiên văn tốt nhất trên Trái đất và trên quỹ đạo Trái đất cũng có thể giải quyết được từng chi tiết nhỏ trên bề mặt của nó. Thật vậy, trong nhiều thập kỷ, những thông tin cơ bản như bán kính và khối lượng của nó rất khó xác định. Mãi cho đến khi Sao Diêm Vương được thăm bởi tàu vũ trụ New Horizons của Hoa Kỳ, được bay bởi Sao Diêm Vương và vệ tinh Charon của nó vào tháng 7 năm 2015, nhiều câu hỏi chính về nó và môi trường của nó đã được trả lời.

Dữ liệu thiên văn cơ bản

Pluto’s mean distance from the Sun, about 5.9 billion km (3.7 billion miles or 39.5 astronomical units), gives it an orbit larger than that of the outermost planet, Neptune. (One astronomical unit [AU] is the average distance from Earth to the Sun—about 150 million km [93 million miles].) Its orbit, compared with those of the planets, is atypical in several ways. It is more elongated, or eccentric, than any of the planetary orbits and more inclined (at 17.1°) to the ecliptic, the plane of Earth’s orbit, near which the orbits of most of the planets lie. In traveling its eccentric path around the Sun, Pluto varies in distance from 29.7 AU, at its closest point to the Sun (perihelion), to 49.5 AU, at its farthest point (aphelion). Because Neptune orbits in a nearly circular path at 30.1 AU, Pluto is for a small part of each revolution actually closer to the Sun than is Neptune. Nevertheless, the two bodies will never collide, because Pluto is locked in a stabilizing 3:2 resonance with Neptune; i.e., it completes two orbits around the Sun in exactly the time it takes Neptune to complete three. This gravitational interaction affects their orbits such that they can never pass closer than about 17 AU. The last time Pluto reached perihelion occurred in 1989; for about 10 years before that time and again afterward, Neptune was more distant than Pluto from the Sun.

Observations from Earth have revealed that Pluto’s brightness varies with a period of 6.3873 Earth days, which is now well established as its rotation period (sidereal day). Of the planets, only Mercury, with a rotation period of almost 59 days, and Venus, with 243 days, turn more slowly. Pluto’s axis of rotation is tilted at an angle of 120° from the perpendicular to the plane of its orbit, so that its north pole actually points 30° below the plane. (By convention, above the plane is taken to mean in the direction of Earth’s and the Sun’s north poles; below, in the opposite direction. For comparison, Earth’s north polar axis is tilted 23.5° away from the perpendicular, above its orbital plane.) Pluto thus rotates nearly on its side in a retrograde direction (opposite the direction of rotation of the Sun and most of the planets); an observer on its surface would see the Sun rise in the west and set in the east.

Compared with the planets, Pluto is also anomalous in its physical characteristics. Pluto has a radius less than half that of Mercury; it is only about two-thirds the size of Earth’s Moon. Next to the outer planets—the giants Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune—it is strikingly tiny. When these characteristics are combined with what is known about its density and composition, Pluto appears to have more in common with the large icy moons of the outer planets than with any of the planets themselves. Its closest twin is Neptune’s moon Triton, which suggests a similar origin for these two bodies (see below Origin of Pluto and its moons). For additional orbital and physical data about Pluto, see the table.

Basic data for Pluto
*Time required for Pluto to return to the same position in the sky relative to the Sun as seen from Earth.
**Smallness of deviation from sidereal day is due to Pluto's huge orbit.
mean distance from Sun	5,910,000,000 km (39.5 AU)
eccentricity of orbit	0.251
inclination of orbit to ecliptic	17.1°
Plutonian year (sidereal period of revolution)	247.69 Earth years
visual magnitude at mean opposition	15.1
mean synodic period*	366.74 Earth days
mean orbital velocity	4.72 km/s
radius	1,185 km
mass	1.2 x 1022 kg
mean density	about 2 g/cm3
mean surface gravity	58 cm/s
escape velocity	1.1 km/s
rotation period (Plutonian sidereal day)	6.3873 Earth days (retrograde)
Plutonian mean solar day**	6.3874 Earth days
inclination of equator to orbit (obliquity)	120°
mean surface temperature	about 40 K (−387 °F, −233 °C)
surface pressure (near perihelion)	about 10−5 bar
number of known moons	5