Sus:Styx (stânga), Kerberos (dreapta) Mijloc: Nix (stânga) și Hydra (dreapta) Jos: Cel mai mare satelit al lui Pluto, Charon, cu întunecata Mordor Macula (Imaginile nu sunt la scară) Planeta pitică Pluto (sau Pluton) are cinci sateliți naturali. În ordinea distanței de la Pluto, ei sunt Charon, Styx, Nix, Kerberos și Hydra. Charon, cel mai mare, este în rotație sincronă cu Pluto și este destul de masiv încât sistemul Pluto–Charon este uneori considerat o planetă pitică dublă.
Istoric Cel mai interior și cel mai mare satelit, Charon, a fost descoperit de către James Christy pe 22 iunie 1978, la aproape jumătate de secol după descoperirea lui Pluto. Acesta a dus la o revizuire substanțială a estimărilor mărimii lui Pluto, despre care se presupunea anterior că masa observată și lumina reflectată a sistemului i se atribuiau toate numai lui.
Încă doi sateliți au fost fotografiați de către astronomii de la Pluto Companion Search Team care se pregăteau pentru misiunea New Horizons și care lucrau cu Telescopul spațial Hubble pe 15 mai 2005. Ei au primit denumirile provizorii S/2005 P 1 și S/2005 P 2. Uniunea Astronomică Internațională a numit în mod oficial acești sateliți Nix (sau Pluto II, satelitul interior, anterior P 2) și Hydra (Pluto III, satelitul exterior, anterior P 1), pe 21 iunie 2006. Kerberos, anunțat pe 20 iulie 2011, a fost descoperit în timpul căutării pentru inele plutoniene. Styx, anunțat pe 7 iulie 2012, a fost descoperit în timp ce se căutau potențiale pericole pentru New Horizons.
Charon
Charon are jumătate din diametrul lui Pluto și este destul de masiv (aproape o optime din masa lui Pluto) încât baricentrul sistemului se află între cele două corpuri, la aproximativ 960 de km deasupra suprafeței lui Pluto. and barycenter for animations Charon și Pluto sunt de asemenea în rotație sincronă, așa încât își arată reciproc tot timpul aceeași față. La Adunarea Generală IAU din August 2006 era luată în considerare propunerea ca Pluto și Charon să fie reclasificați ca o planetă dublă, dar propunerea a fost abandonată.Nu este clar dacă Charon este în echilibru hidrostatic, de care definiția de "planetă pitică" ar avea nevoie, deși este o sferă perfectă potrivit măsurătorilor curente.
Sateliți mici
Cei patru sateliți mici circumbinari îl orbitează pe Pluto la distanțe de la doi la patru ori mai mari decât orbita lui Charon, variind de la Styx la 42,700 kilometri până la Hydra la 64,800 de kilometri de la baricentrul sistemului. Toți au orbite aprope circulare, prograde în același plan orbital cu Charon.
Toți sunt mult mai mici decât Charon. Axele mai lungi ale lui Nix și Hydra, cei mai mari, au aproximativ 42 și respectiv 55 de kilometri, iar Styx și Kerberos au 7 și respectiv 12 de kilometri.New Horizons Picks Up Styx Toți patru au forme neregulate.
Caracteristici
Sistemul lui Pluto este foarte compact și în mare parte gol:Sateliți prograzi ar putea avea orbite stabile în jurul lui Pluto până la 53% din raza Hill (zona de influență gravitațională a lui Pluto) de 6 milioane de km, sau până la 69% pentru sateliți retrograzi. Însă, numai cei mai interiori 3% din regiunea unde sateliți prograzi ar putea avea orbite stabile este ocupată și regiunea de la Styx la Hydra este atât de aglomerată încât nu mai este spațiu pentru alți sateliți în această regiune. O căutare intensă condusă de New Horizons a confirmat că niciun satelit mai mare de 4.5 km nu există la distanțe până la 180,000 de km de la Pluto (6% din regiunea stabilă pentru sateliți progarzi), presupunând albedouri similare cu al lui Charon de 0.38 (pentru distanțe mai mici, acest prag este mai mic).
Orbitele sateliților sunt confirmate ca fiind circulare și coplanare,cu înclinații mai mici decât 0,4° și cu excentricități mai mici decât 0,005.
Descoperirea lui Nix și Hydra a sugerat că Pluto ar putea avea inele. Impacturi cu obiecte mici pot crea resturi care să formeze inele. Însă, date de la un studiu optic adânc de la Advanced Camera for Surveys de pe Telescopul Spațial Hubble, de la studii de ocultare și mai târziu de New Horizons, sugerează că nu există inele.
Rezonanțe Se crede că Styx, Nix și Hydra sunt într-o rezonanță orbitală de 3 corpuri cu perioade orbitale într-un raport de 18:22:33; și un raport al orbitelor de respectiv 11:9:6. Raporturile ar trebui să fie exacte când precesia orbitală este luată în calcul. Hydra și Nix sunt într-o rezonanță simplă de 2:3.Raportul de 18:22:33 în rezonanța de 3 corpuri corespunde unei rezonanțe de 2 corpuri cu un raport de 2:3 între Hydra și Nix. Styx și Nix sunt într-o rezonanță de 11:9, în timp ce rezonanța dintre Styx și Hydra are un raport de 11:6.Raportul de 18:22:33 în rezonanța de 3 corpuri corespunde unei rezonanțe de 2 corpuri cu un raport de 9:11 între Nix și Styx. Prin analogie, raportul de 18:22:33 în rezonanța de 3 corpuri corespunde unei rezonanțe de 2 corpuri cu un raport de 6:11 între Hydra și Styx. Asta înseamnă că într-un ciclu periodic sunt 11 orbite ale lui Styx pentru fiecare 9 ale lui Nix și pentru fiecare 6 ale lui Hydra. Raporturile perioadelor sinodice sunt așa încât sunt 5 conjuncții Styx–Hydra și 3 conjuncții Nix–Hydra pentru fiecare 2 conjuncții ale lui Styx și Nix.Acest lucru se calculează astfel: pentru fiecare orbită a lui Hydra sunt orbite ale lui Nix și orbite ale lui Styx. Conjuncțiile au loc apoi la o rată relativă de pentru Styx-Hydra, pentru Nix-Hydra și pentru Styx-Nix. Înmulțind toate cele 3 rapoarte cu (pentru a le face numere întregi) rezultă că sunt conjuncții Styx-Hydra și conjuncții Nix-Hydra pentru fiecare conjuncții Styx-Nix. dacă denotă longitudinea medie iar denotă unghiul de librație, atunci rezonanța poate fi formulată ca . La fel ca și cu rezonanța Laplace a sateliților Galileeni ai lui Jupiter, nu apar conjuncții triple. librează aproximativ 180° cu o amplitudine de cel puțin 10°.
Toți sateliții circumbinari exteriori sunt aproape de rezonanța cu perioada orbitală Charon–Pluto. Styx, Nix, Kerberos și Hydra sunt aproape într-o secvență de 1:3:4:5:6 a rezonanțelor, cu Styx la aproximativ 5.4% de rezonanța coincidentală, Nix la aproximativ 2.7%, Kerberos la aproximativ 0.6% și Hydra la aproximativ 0.3%. Se poate ca aceste orbite să fi originat ca rezonanțe forțate când Charon a ajuns în orbita sa sincronă de acum, iar mai apoi să iasă din rezonanță când excentricitatea orbitei lui Charon a fost amortizată. Perechea Pluto–Charon creează forțe mareice puternice, cu câmpul gravitațional variind la sateliții exteriori cu până la 15%.
Însă, a fost calculat că o rezonanță cu Charon l-ar fi putut împinge pe Nix sau Hydra în orbita sa curentă, dar nu pe amândoi: împingerea lui Hydra ar fi avut nevoie de excentricitate mică de 0.024, în timp ce împingerea lui Nix ar fi avut nevoie de o excentricitate de cel puțin 0.05. Aceasta sugerează că Nix și Hydra sunt în schimb obiecte capturate, formate în jurul lui Pluto–Charon, care au migrat în interior până când au fost prinse în rezonanță cu Charon. Existența lui Kerberos și Styx ar putea susține această idee.
Rotație
Înainte de misiunea New Horizons se credea că Nix, Hydra, Styx și Kerberos se roteau haotic.
Însă, imagini de la New Horizons au arătat că ei nu au fost decelerați destul de forțele mareice încât să aibă rotații haotice. Imagini de la New Horizons au arătat că toți cei 4 sateliți au oblicități mari.Fie, ei sau format astfel, fie au fost răsturnați de o rezonanță. Este posibil ca Styx să aibă variații intermitente și haotice de oblicitate.
Mark R. Showalter a speculat că, "Nix își poate rotii întregul pol. Ar putea fi posibil să petreci o zi pe Nix în care soarele răsare în est și apune în nord. Modul în care se rotește este aproape la întâmplare." Se mai cunoaște despre un alt satelit natural că are o rotație haotică, satelitul lui Saturn, Hyperion, deși cel mai probabil și sateliții lui Haumea au rotații haotice.
Origine
Este suspectat că sistemul de sateliți ai lui Pluto a fost creat de o coliziune masivă, similară cu Impactul Theia despre care se crede că a creat Luna. În ambele cazuri momentele cinetice mari al sateliților poate fi explicat de acest scenariu. Orbitele aproape circulare ale sateliților mai mici sugerează că și ei au fost mai degrabă formați în acestă coliziune, decât să fie obiecte capturate din Centura Kuiper. Aceasta și aproape rezonanțele lor orbitale cu Charon (vezi mai jos) sugerează că s-au format mai aproape de Pluto decât sunt acum, iar mai apoi au migrat în exterior în timp ce Charon a ajuns pe orbita sa de acum. Culoarea lor gri este diferită de cea a lui Pluto, unul dintre cele mai roșii obiecte din Sistemul Solar. Se crede că aceasta s-a întâmplat din cauza pierderii de compuși volatili în timpul impactului sau în timpul coalescenței care a urmat, lăsând suprafețele sateliților dominate de gheață. Însă, un astfel de impact ar fi trebuit să creeze mai multe resturi (mai mulți sateliți), totuși alți sateliți sau inele nu au fost descoperite de New Horizons, excluzând posibilitatea ca orice alți sateliți de mărimi semnificative să-l orbiteze pe Pluto.
Listă Sateliții lui Pluto sunt listați aici după perioada orbitală, de la mică la mare. Charon, care este destul de masiv încât să se fi prăbușit într-un sferoid la un moment dat, este evidențiat în albastru deschis. Pluto a fost adăugat pentru comparație.Orbital elements of small satellites from Showalter and Hamilton, 2015; mass and magnitude from Buie & Grundy, 2006 Toate elementele sunt față de baricentrul Pluto-Charon. Distanța medie dintre centrele lui Pluto și Charon este de 19,596 de km.
Nume (pronunție) Imagine Diametru(km) Masă (×1019 kg) Semiaxă mare(km) Perioadă orbitală (zile) Rezonanță orbitală Excentri- citate Înclinație (°) Magnitudine vizuală (medie) Anul Descoperirii Pluto /'plu.to/ Pluto data from . 6.38723 1:1 0.0022Excentricitatea orbitală și înclinația lui Pluto și Charon sunt egale pentru că ele se referă la aceeași problemă de două corpuri (influența gravitațională a sateliților mai mici este neglijată aici). 0.001 15.1 1930 Pluto I Charon /'ʃa.ron/ 6.38723 1:1 0.0022 0.001 16.8 1978 Pluto V Styx /'stiks/ 0.00075 20.16155 1:3.16 0.00579 27 2012 Pluto II Nix /'niks/ 24.85463 1:3.89 0.00204 23.7 2005 Pluto IV Kerberos /'ker.be.ros/ 32.16756 1:5.04 0.00328 26 2011 Pluto III Hydra /'hi.dra/ 38.20177 1:5.98 0.00586 23.3 2005
Model la scară al sistemului Pluto
Evenimente reciproce
Tranzitele se întâmplă când unul dintre sateliții lul Pluto trece printre Pluto și Soare. Aceasta se întâmplă când unul dintre nodurile orbitale ale sateliților (punctele unde orbitele lor se intersectează cu ecliptica lui Pluto) se aliniază cu Pluto și cu Soarele. Aceasta se poate întâmpla doar la două puncte pe orbita lu Pluto; întâmplător, aceste puncte sunt aproape de periheliul și afeliul lui Pluto. Ocultații apar când Pluto trece în fața unui satelit și îl blochează.
Charon are un diametru unghiular de 4 grade de arc văzut de pe suprafața lui Pluto; Soarele pare mult mai mic, doar 39 până la 65 de secunde de arc.Prin comparație, Luna, așa cum este văzută de pe Pământ, are un diametru unghiular de doar 31 de minute de arc, sau puțin peste jumătate de grad de arc. Prin urmare, Charon pare să aibă de opt ori diametrul sau de 25 de ori suprafața Lunii; acest lucru se datorează apropierii lui Charon de Pluto mai degrabă decât dimensiunii, deoarece, în ciuda faptului că are puțin peste o treime din raza Lunii, Luna Pământului este de 20 de ori mai îndepărtată de suprafața Pământului decât Charon este de cea a lui Pluto. Această proximitate asigură în continuare că o mare parte a suprafeței lui Pluto poate experimenta o eclipsă. Deoarece Pluto prezintă întotdeauna aceeași față lui de Charon din cauza mișcării sincrone, doar emisfera orientată spre Charon experimentează eclipse solare din cauza lui Charon.