بلوتو
الكوكب القزم في حزام كايبر: التنبؤ به واكتشافه، وسطحه الجليدي وأقماره الخمسة، وإعادة تصنيفه عام 2006، وتحليق نيو هورايزونز الذي كشفه.
بلوتو كوكب قزم في حزام كايبر، اكتشفه كلايد تومبو (Clyde Tombaugh) عام 1930 في مرصد لويل (Lowell Observatory) بعد بحث بيرسيفال لويل (Percival Lowell) عن كوكب تاسع، وأعاد الاتحاد الفلكي الدولي تصنيفه عام 2006. وفي 14 يوليو 2015 حلّقت مركبة نيو هورايزونز (New Horizons) التابعة لوكالة ناسا (NASA) عبر نظام بلوتو، فكشفت جبالًا ومثالج وضبابًا وعالمًا معقدًا يضم خمسة أقمار يتقدمها شارون (Charon) شبه المكافئ له في نظام ثنائي. وبلوتو هو النموذج الأصلي للكواكب القزمة وأشهر ساكن في حزام كايبر.
نظرة عامة
بلوتو كوكب قزم يقع في منطقة بعيدة من النظام الشمسي خارج نبتون تُعرف بحزام كايبر، وهو أكبر جسم في هذا الحزام الذي يمتد إلى 70 وحدة فلكية على الأقل من الشمس 1Why Pluto? · Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) ↗. ويُعرف بلوتو بأنه عالم معقّد وغامض يضم جبالًا ووديانًا وسهولًا وفوهات ومثالج 2Pluto: Facts · NASA Science ↗.
1. الاكتشاف والتسمية
في الثامن عشر من فبراير عام 1930، اهتدى كلايد تومبو إلى بلوتو في مرصد لويل بفلاغستاف في أريزونا 3About Clyde Tombaugh · Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) ↗. وقد جاء هذا الاكتشاف ثمرةً لبحث مضنٍ عن «الكوكب إكس»، استُؤنف في عام 1929 حين أُسندت المهمة إلى تومبو البالغ ثلاثة وعشرين عامًا 4Why is Pluto no longer a planet? · Library of Congress ↗. وكان تلسكوب اكتشاف بلوتو قد بُني في مرصد لويل خلال العامين 1928 و1929 خصيصًا للبحث عن ذلك الكوكب، فأدى في عام 1930 دورًا محوريًا في الاكتشاف 5Pluto Discovery Telescope · Lowell Observatory ↗. وبعد أقل من ثلاثة عشر شهرًا، وجد تومبو في فبراير 1930 بقعة الضوء الصغيرة المتحركة بين ملايين النجوم التي فحصها 3.
التُقطت ألواح الاكتشاف بفارق ستة أيام فقط، في الثالث والعشرين والتاسع والعشرين من يناير عام 1930 من مرصد لويل 3. وقد استخدم تومبو مقارنًا وامضًا لرصد جسم متحرك على ألواح فوتوغرافية التُقطت في هذين التاريخين 4. وفي الثامن عشر من فبراير عام 1930 وجد بقعة ضوء صغيرة تتحرك ببطء مقابل النمط الثابت للنجوم في كوكبة الجوزاء 6The Pluto System · Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) ↗. وقد التقط صورًا واسعة المجال باستخدام ألواح زجاجية فوتوغرافية بمقاس 14 × 17 بوصة كشفت عن موقع بلوتو بين النجوم البعيدة 5.
اقترحت فينيتيا بيرني، وهي تلميذة عمرها إحدى عشرة سنة في أكسفورد بإنجلترا، اسم بلوتو 4. وقد سُمي العالم الجديد تيمنًا ببلوتو، إله العالم السفلي الروماني 2. وأُعلن الاسم في الأول من مايو من عام 1930، وحصلت على خمسة جنيهات كمكافأة 4. وقد رُجّح الاسم جزئيًا لأن حرفيه الأولين هما أول حرفين من اسم بيرسيفال لويل 6.
2. الخصائص الفيزيائية
يبلغ قطر بلوتو نحو 1,477 ميلًا (2,377 كيلومترًا)، وهو بذلك أكبر قليلًا من إريس 7About the Kuiper Belt · Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) ↗. ويقارب قطره ثلثي قطر قمر الأرض، في حين لا تزيد كتلته على نحو سُدس كتلة ذلك القمر 2. ويُرجَّح أنه يمتلك نواة صخرية يحيط بها دثار من الجليد المائي 2.
ويميل هذا المدار 17.14 درجة بالنسبة إلى مسار الشمس، وهو أعلى ميل من بين كواكب النظام الشمسي 6.
تتراوح درجة حرارة سطح بلوتو بين -375 و-400 درجة فهرنهايت (من -226 إلى -240 درجة مئوية) 2. ويبلغ متوسط حرارته نحو -387 درجة فهرنهايت (-232 درجة مئوية)، وهي برودة شديدة لا تسمح باستمرار الحياة 2.
يستغرق اليوم الواحد على بلوتو نحو 153 ساعة 2. ويميل محور دورانه بنحو 57 درجة، فيدور تقريبًا على جانبه بحركة تراجعية من الشرق إلى الغرب 2.
يتمتع بلوتو بسطع عالٍ، إذ يبلغ متوسط انعكاسيته 0.5، وهو ما يفوق بكثير متوسط انعكاسية قمر الأرض البالغ نحو 10% 7.
يقع بلوتو في حزام كايبر، وهو أكبر جسم في هذه المنطقة الجليدية النائية من النظام الشمسي 1.
وأكبر جسمين في الحزام هما بلوتو وإريس، وبلوتو أكبر قليلًا بقطر يبلغ 2,377 كيلومترًا (1,477 ميلًا) 7.
3. المدار
يدور بلوتو حول الشمس في مدار إهليلجي مائل في الوقت نفسه، ويميل هذا المدار 17. 6
يحمل هذا المدار البيضوي بلوتو إلى مسافة تصل إلى 49.3 وحدة فلكية من الشمس، وإلى مسافة قريبة تصل إلى 30 وحدة فلكية 2. ومن عام 1979 إلى عام 1999 كان بلوتو قريبًا من الحضيض، وكان في الواقع أقرب إلى الشمس من نبتون 2.
لا يقترب بلوتو ونبتون أبدًا كثيرًا من بعضهما لأن مداريهما في رنين دقيق: فبلوتو يدور حول الشمس دورتين مقابل كل ثلاث دورات لنبتون 6.
4. الغلاف الجوي والسطح
يحيط ببلوتو غلاف جوي رقيق واهٍ يتكون أساسًا من النيتروجين الجزيئي مع الميثان وأول أكسيد الكربون 2. ويتمدد هذا الغلاف عند اقتراب الكوكب القزم من الشمس وينكمش عند ابتعاده عنها، على غرار ما يحدث للمذنبات 2. وكثافة غلافه الجوي أقل بنحو 100,000 مرة من كثافة غلاف الأرض، وقد يتجمد على السطح مع ابتعاد بلوتو عن الشمس 7.
ترتفع أعلى جبال بلوتو من 6,500 إلى 9,800 قدم، أي من 2 إلى 3 كيلومترات، وهي كتل كبيرة من الجليد المائي تكسوها أحيانًا غازات متجمدة مثل الميثان 2. أما أبرز سهوله فيبدو أنها مكوّنة من النيتروجين المتجمد ولا تُظهر أي فوهات 2. وفي هذه السهول تراكيب تشير إلى حدوث حمل حراري في المادة 2.
5. الأقمار
لبلوتو خمسة أقمار هي شارون ونيكس وهايدرا وكيربيروس وستيكس 8Pluto Moons: Facts · NASA Science ↗. وأكبر هذه الأقمار شارون، ويبلغ عرضه 754 ميلًا (1,214 كيلومترًا) 9Charon · NASA Science ↗. وهو يقارب نصف حجم بلوتو، ما يجعله أكبر قمر معروف نسبةً إلى كوكبه 10Pluto Moons · NASA Science ↗.
غالبًا ما يُسمى بلوتو وشارون كوكبًا مزدوجًا 2. وتواجه الأسطح نفسها من شارون وبلوتو بعضها بعضًا دائمًا في قفل مدّي متبادل 9. ويدور شارون حول بلوتو كل 6.4 يوم أرضي 9.
سُميت جميع أقمار بلوتو تيمنًا بشخصيات أسطورية مرتبطة بالعالم السفلي 8. وهو تقليد بدأ عندما أطلقت فينيتيا بيرني البالغة إحدى عشرة سنة اسم بلوتو 8.
وله خمسة أقمار هي شارون ونيكس وهايدرا وكيربيروس وستيكس، وأكبر هذه الأقمار شارون الذي يبلغ عرضه 754 ميلًا (1,214 كيلومترًا) 8 9.
أكبر جسم في حزام كايبر هو بلوتو، ويبلغ قطره 2,377 كيلومترًا (1,477 ميلًا)، بينما يبلغ عرض شارون 754 ميلًا (1,214 كيلومترًا). 1
ويبلغ قطر بلوتو نحو 1,477 ميلًا (2,377 كيلومترًا)، وهو أكبر قليلًا من إريس وأكبر جسم في حزام كايبر 7، كما أنه أكبر جسم في المنطقة الثالثة الجليدية من النظام الشمسي 1.
6. الاستكشاف
كانت مركبة نيو هورايزونز التابعة لوكالة ناسا أول مركبة فضائية تستكشف بلوتو عن قرب، إذ حلّقت بجواره في الرابع عشر من يوليو عام 201511Pluto · NASA Science ↗. وعند أقرب اقتراب لها وصلت إلى نحو 7,750 ميلًا (12,500 كيلومتر) من بلوتو، وإلى نحو 17,900 ميل (28,800 كيلومتر) من شارون12The Path to Pluto and Arrokoth · Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) ↗.
انطلقت نيو هورايزونز من كيب كانافيرال في يناير 200613The Year of Pluto · Lowell Observatory ↗، وتلقت دفعة جاذبية من المشتري في فبراير 200714New Horizons · NASA Science ↗. وقد رفع هذا اللقاء سرعة المركبة بنحو 9,000 ميل في الساعة (14,000 كيلومتر في الساعة)، فاختصر رحلتها إلى بلوتو بثلاث سنوات14. وبعد تسع سنوات ونصف وأكثر من ثلاثة مليارات ميل وصلت إلى بلوتو، الذي اكتشفه كلايد تومبو في مرصد لويل13.
ولم تزر حزام كايبر سوى مركبة فضائية واحدة: فقد حلّقت نيو هورايزونز بجوار بلوتو في يوليو 2015، ثم بجوار جسم من حزام كايبر يدعى أروكوث15The Kuiper Belt · NASA Science ↗. وفي أوائل عام 2019 حلّقت بجوار أروكوث، أبعد جسم يُستكشف عن قرب على الإطلاق14.
كشفت نيو هورايزونز أن بلوتو عالم نشط جيولوجيًا وجويًا، ولا يزال أكبر عالم من حيث الحجم في حزام كايبر12. وعندما نظرت المركبة إلى الوراء نحو بلوتو وهي تغادره، اكتشفت طبقات ضباب متعددة تلتف حول الكوكب بالكامل وتمتد على ارتفاع مئات الكيلومترات12. كما خلص تحليل جديد لصور نيو هورايزونز من لقاء عام 2015 إلى وجود دليل على صعود نيتروجين سائل إلى سطح بلوتو عبر شقوق عند الحافة الشمالية لسبوتنيك بلانيتيا، وهو أول دليل على سائل متدفق حديثًا على بلوتو16NASA's New Horizons Finds Evidence of Recent Liquid on Pluto's Surface · NASA Science ↗.
7. إعادة التصنيف
ظل بلوتو طويلًا يُعدّ الكوكب التاسع في النظام الشمسي، غير أن الاتحاد الفلكي الدولي أعاد تصنيفه في عام 2006 كوكبًا قزمًا 11. وقد جاء هذا التخفيض لأنه أخفق في استيفاء أحد المعايير الثلاثة لتعريف الكوكب كامل الحجم، إذ لم ينظّف جواره من الأجسام الأخرى 4. ويُعزى ذلك إلى وقوعه في منطقة ما وراء نبتون، حيث قد تعبر أجسام أخرى مسار مداره 2.
عرّف الاتحاد الفلكي الدولي الكوكب القزم بأنه جسم فلكي يدور حول الشمس وله كتلة كافية للتوازن الهيدروستاتيكي، ولم ينظّف محيط مداره، وليس تابعًا 17IAU 2006 General Assembly: Result of the IAU Resolution votes · International Astronomical Union ↗. وقد أعلن القرار رقم 6A اعتبار بلوتو كوكبًا قزمًا وفق هذا التعريف، مع الاعتراف به نموذجًا أصليًا لفئة جديدة من الأجسام الواقعة وراء نبتون 17. ويؤكد الاتحاد أنه منذ عام 2006 لم يتغير تعريف الكوكب في النظام الشمسي 18Frequently Asked Questions (FAQs) · International Astronomical Union ↗.
أُقرّ القرار 6A بـ237 صوتًا مؤيدًا و157 معارضًا و17 ممتنعًا، في حين حصل القرار 6B بشأن اسم الفئة على 183 صوتًا مؤيدًا و186 معارضًا 17. وقد وصف رئيس الاتحاد الفلكي الدولي رون إيكرز عملية القرار بأنها تقوم على مسار ديمقراطي مفتوح يشارك فيه المجتمع الفلكي على نطاق واسع 19The Final IAU Resolution on the definition of "planet" ready for voting · International Astronomical Union ↗. ويوضح الاتحاد أنه بعد نقاش حاد عُرضت أول مسودة لتعريف الكوكب في الجمعية العامة الـXXV في براغ، وتبيّن أن بلوتو لا يستوفي المعايير، فهو كوكب قزم 18.
كانت أولى أعضاء فئة الكواكب القزمة سيريس وبلوتو والجسم 2003 UB313 الذي سمي لاحقًا إريس 17. وكان مشروع قرار للاتحاد الفلكي الدولي في عام 2006 سيبقي بلوتو كوكبًا ويوسّع النظام الشمسي إلى 12 كوكبًا، بإضافة سيريس وشارون والجسم 2003 UB313، مع إبقاء بلوتو نموذجًا أصليًا لفئة جديدة من «البلوتونات» 20The IAU draft definition of "planet" and "plutons" · International Astronomical Union ↗.
8. حزام كايبر
حزام كايبر منطقة على شكل حلقة من أجسام جليدية تقع خارج مدار نبتون، وهو يضم بلوتو ومعظم الكواكب القزمة المعروفة وبعض المذنبات 15. ويشكّل هذا الحزام المنطقة الثالثة في النظام الشمسي، إلى جانب الكواكب الصخرية الداخلية والكواكب العملاقة الغازية 1. وهو نطاق قرصي الشكل من الأجسام الواقعة خارج نبتون، عامر بآلاف العوالم الجليدية المصغّرة التي تشكّلت قبل نحو 4.5 مليار سنة 2. ويضم الحزام بلوتو وأروكوث، وقد زارتهما مركبة نيو هورايزونز 15.
يمتد حزام كايبر إلى 70 وحدة فلكية على الأقل من الشمس، وهو خزان شاسع من الأجسام الجليدية خارج نبتون 1. وقد توجد فيه ملايين العوالم الجليدية الأخرى المتبقية من تشكّل النظام الشمسي 15. والأقزام الجليدية فيه هي أجنة كوكبية وآثار قديمة تشكّلت قبل أكثر من 4 مليارات سنة، وهي الأجسام التي تجمّعت منها الكواكب الخارجية الأكبر 1. ويُعدّ هذا الحزام المصدر الرئيسي للاصطدامات المذنبية بالأرض، ومنها على الأرجح الجسم الذي أفنى الديناصورات قبل نحو 65 مليون سنة 1.
ويقع بلوتو في هذه المنطقة البعيدة من النظام الشمسي خارج نبتون 11، ويُعتقد أن نظام أقماره تشكّل بعد اصطدام بين بلوتو وجسم آخر من حزام كايبر في مرحلة مبكرة من تاريخ النظام الشمسي 8.
في عام 1992 اكتشف ديف جيويت وجين لو جسمًا صغيرًا يحمل التسمية 1992QB1 يدور خارج نبتون على مسافة نحو 40 وحدة فلكية 7. ومنذ ذلك الحين عُثر على أكثر من 3,100 جسم مماثل 7. وكانت نيو هورايزونز التابعة لوكالة ناسا أول بعثة تستكشف حزام كايبر، المنطقة الثالثة في النظام الشمسي 21Pluto: Exploration · NASA Science ↗، وقد صُمّمت لدراسة بلوتو وأقماره وأجسام أخرى في الحزام، في منطقة تمتد من نحو 30 وحدة فلكية قرب مدار نبتون إلى نحو 50 وحدة فلكية من الشمس 14.
9. جدول البيانات الرئيسية
| الخاصية | القيمة | المصدر |
|---|---|---|
| الاكتشاف | 1930 | loc-pluto |
| سُمي تيمنًا بـ | بلوتو، إله العالم السفلي الروماني | nasa-pluto-facts |
| اقترح الاسم | فينيتيا بيرني، تلميذة عمرها إحدى عشرة سنة في أكسفورد بإنجلترا (1930) | loc-pluto |
| متوسط المسافة من الشمس | نحو 3.7 مليار ميل (5.9 مليار كيلومتر)، أو 39 وحدة فلكية | nasa-pluto-facts |
| الفترة المدارية | 248 سنة | jhuapl-pluto-system |
| درجة حرارة السطح | من -375 إلى -400 درجة فهرنهايت (من -226 إلى -240 درجة مئوية) | nasa-pluto-facts |
| فترة الدوران | 6.39 يوم | nasa-charon |
| ميل المحور | 57 درجة بالنسبة إلى مستوى مداره | nasa-pluto-facts |
| الانعكاسية | متوسط 0.5, مقارنةً بنحو 10% لقمر الأرض | jhuapl-kuiper-belt |
10. خط زمني: من البحث عن الكوكب إكس إلى نيو هورايزونز
- فبراير 4, 1906ولادة كلايد تومبووُلد كلايد تومبو في إلينوي ونشأ في مزرعة بكنساس، حيث صار فلكيًا هاويًا وبانيًا للتلسكوبات.
- 1916وفاة بيرسيفال لويل دون العثور على الكوكب إكستوفي لويل، الذي بحث عن كوكب تاسع خارج نبتون منذ عام 1906 ومول الأبحاث في مرصده بفلاغستاف، قبل اكتشاف الكوكب؛ وبعد سنوات استُؤنف البحث.
- يناير 29, 1929وصول تومبو إلى مرصد لويلبعد أن وظّفه المدير فيستو سليفر استنادًا إلى رسوماته الكوكبية، وصل تومبو إلى فلاغستاف لتنفيذ البحث الفوتوغرافي عن الكوكب إكس بالتلسكوب الجديد مقاس 13 بوصة.
- فبراير 18, 1930اكتشاف تومبو لبلوتوأثناء فحصه ألواحًا فوتوغرافية بمقارن وامض، رصد تومبو بقعة صغيرة متحركة في كوكبة الجوزاء؛ وقد التُقطت ألواح الاكتشاف في 23 و29 يناير.
- مارس 13, 1930إعلان الاكتشافأعلن مرصد لويل الاكتشاف في توقيت وافق ذكرى اكتشاف هرشل لأورانوس وعيد ميلاد بيرسيفال لويل.
- يونيو 1978اكتشاف شاروناكتشف جيمس كريستي وروبرت هارينغتون شارون في مرصد البحرية الأمريكي بفلاغستاف بعد أن لاحظا تكرار استطالة صورة بلوتو.
- 1992العثور على أول جسم في حزام كايبر خارج بلوتواكتشف ديف جيويت وجين لو الجسم 1992QB1 على مسافة نحو 40 وحدة فلكية من الشمس؛ ومنذ ذلك الحين عُثر على أكثر من 3,100 جسم آخر يدور خارج نبتون.
- يونيو 2005اكتشاف نيكس وهايدراعثر فريق بقيادة هال ويفر وآلان ستيرن على القمرين نيكس وهايدرا باستخدام تلسكوب هابل الفضائي.
- يناير 19, 2006انطلاق نيو هورايزونزأقلعت مركبة نيو هورايزونز التابعة لناسا من كيب كانافيرال في رحلة تستغرق أكثر من تسع سنوات وتقطع أكثر من ثلاثة مليارات ميل إلى بلوتو.
- أغسطس 24, 2006الاتحاد الفلكي الدولي يعيد تصنيف بلوتوفي الجمعية العامة في براغ، أقر أعضاء الاتحاد الفلكي الدولي القرار 6A الذي يعلن بلوتو كوكبًا قزمًا ونموذجًا أصليًا لفئة جديدة من الأجسام الواقعة وراء نبتون.
- يونيو 28, 2011اكتشاف كيربيروسرصد فلكيون يستخدمون تلسكوب هابل الفضائي كيربيروس، القمر الرابع لبلوتو، أثناء بحثهم عن حلقات حول الكوكب القزم.
- يونيو 26, 2012اكتشاف ستيكسكشف فريق هابل بقيادة شوالتر عن ستيكس، القمر الخامس لبلوتو، أثناء التحقق من مخاطر قد تواجه تحليق نيو هورايزونز المرتقب.
- يوليو 14, 2015نيو هورايزونز تعبر نظام بلوتواقتربت نيو هورايزونز نحو 7,750 ميلًا (12,500 كيلومتر) من بلوتو ونحو 17,900 ميل (28,800 كيلومتر) من شارون، وأعادت أول صور قريبة للنظام.
- يناير 1, 2019نيو هورايزونز تزور أروكوثحلّقت المركبة بجوار جسم حزام كايبر أروكوث (2014 MU69)، أبعد جسم يُستكشف عن قرب على الإطلاق.
المراجع (22)
- 1Why Pluto? — Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) موقع↩عرض المصدر
- 2Pluto: Facts — NASA Science موقع↩عرض المصدر
- 3About Clyde Tombaugh — Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) موقع↩عرض المصدر
- 4Why is Pluto no longer a planet? — Library of Congress موقع↩عرض المصدر
- 5Pluto Discovery Telescope — Lowell Observatory موقع↩عرض المصدر
- 6The Pluto System — Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) موقع↩عرض المصدر
- 7About the Kuiper Belt — Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) موقع↩عرض المصدر
- 8Pluto Moons: Facts — NASA Science موقع↩عرض المصدر
- 9Charon — NASA Science موقع↩عرض المصدر
- 10Pluto Moons — NASA Science موقع↩عرض المصدر
- 11Pluto — NASA Science موقع↩عرض المصدر
- 12The Path to Pluto and Arrokoth — Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (New Horizons) موقع↩عرض المصدر
- 13The Year of Pluto — Lowell Observatory موقع↩عرض المصدر
- 14New Horizons — NASA Science موقع↩عرض المصدر
- 15The Kuiper Belt — NASA Science موقع↩عرض المصدر
- 16NASA's New Horizons Finds Evidence of Recent Liquid on Pluto's Surface — NASA Science 2026 موقع↩عرض المصدر
- 17IAU 2006 General Assembly: Result of the IAU Resolution votes — International Astronomical Union 2006 موقع↩عرض المصدر
- 18Frequently Asked Questions (FAQs) — International Astronomical Union موقع↩عرض المصدر
- 19The Final IAU Resolution on the definition of "planet" ready for voting — International Astronomical Union موقع↩عرض المصدر
- 20The IAU draft definition of "planet" and "plutons" — International Astronomical Union موقع↩عرض المصدر
- 21Pluto: Exploration — NASA Science موقع↩عرض المصدر
- 22March 13, 1930: Clyde Tombaugh's discovery of Pluto announced — American Physical Society (APS News) 1930 موقععرض المصدر
الإسكندر الأكبر
الإمبراطورية الرومانية
نيكولا تسلا