Pluto Monde sind noch seltsamer als gedacht

Pluto Monde noch seltsamer und interessanter als Wissenschaftler gedacht sind, zeigt eine neue Studie.

Das Pluto-System besteht aus vier winzigen Satelliten – Nix, Hydra, Kerberos und Styx – als "binäre Planet", bestehend aus Pluto und seinem größten Mond Charon umkreist, die 750 Meilen (1.207 Kilometer) im Durchmesser, ist fast die Hälfte so breit wie der Zwergplanet selbst.

Dieses binäre Setup hat zutiefst beeinflusst die Bahnen der vier kleine Monde, Injektion von Chaos in ihren Bewegungen – wie in einer neu veröffentlichten Animation der tumbling Nix dargestellt — in Hinsicht bisher nicht voll gewürdigt, die Studie. [Fotos von Pluto und seine Monde]

"Es ist ein sehr seltsamer Ort zu leben, wenn Sie einen binäre Planeten umkreisen sind" Erstautor Mark Showalter von SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) Institut in Mountain View, Kalifornien, sagte Space.com.

Helligkeit und Größe

Showalter und Co-Autor Douglas Hamilton, von der University of Maryland, analysiert Bilder des Pluto-Systems, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA von 2005 bis 2012. (Während dieser Zeit entdeckte die Sternwarte alle vier winzigen bekannte Monde des Zwergplaneten; Showalter führte die Teams, die Kerberos und Styx erkannt.)

Die beiden Forscher verwendet diese Fotos – erfasst die Helligkeitsschwankungen der Monde im Laufe der Zeit – und Computermodelle, die vier kleinen Satelliten und ihre Umlaufbahnen in noch nie da gewesenen Detail zu charakterisieren.

Z. B. Showalter und Hamilton abgeleitet neue Helligkeit und Größe für die Monde schätzt. Sie fanden, dass Nix und Hydra dürften etwa so hell wie Charon, die etwa 40 Prozent des Lichts reflektiert, die es trifft.

Vor der neuen Studie, "Wir wussten nicht wirklich, wie groß Nix und Hydra waren, weil wir nicht wissen, wie hell sie waren," sagte Showalter. "Und jetzt, auf der Grundlage unserer Analyse, wir wissen eigentlich ziemlich gut wie groß und wie hell sie sind, so gibt es eine Menge von Unsicherheiten über die Eigenschaften von Nix und Hydra, die nun verschwunden sind."

Die Hubble-Bilder legen nahe, dass Hydra um 28,2 Meilen (45,4 km) breit, Weile Nix hat einen Durchmesser von 24,6 Meilen (39,6 km) oder so. Kerberos und Styx, sind inzwischen wohl etwa 15,4 Meilen (24,8 km) und 4,2 Meilen (6,8 km) breit. (Diese letzteren zwei Monde sind härter zu charakterisieren, weil sie schwächer als Nix und Hydra sind.)

Diese Durchmesser Schätzungen gehen von einer Kugelform für Monde, was wahrscheinlich nicht der Realität; die meisten wenn nicht alle vier winzigen Satelliten wahrscheinlich Ellipsoid, sagte Forscher.

Das Duo Analyse zeigt auch, dass Kerberos viel dunkler als die anderen Satelliten mit einem Reflexionsgrad von nur 4 Prozent ist. Nix und Hydra sind grundsätzlich "schmutzige Schneebälle" in Bezug auf Reflexionsvermögen, "Kerberos ist ein Holzkohle Briquet", sagte Showalter. [Plutos 5 Monde erklärt (Infografik)]

Dieses Ergebnis "uns völlig überrascht, nahm, weil jeder die ganze Zeit seit der Annahme hat, dass die Monde ziemlich ähnlich wäre," fügte er hinzu. "sie alle bildeten wahrscheinlich zur gleichen Zeit; "sie alle sind aus dem gleichen Stoff gemacht."

Astronomen glauben, dass Plutos vier kleine Monde aus den Trümmern verstreut durch ein vor langer Zeit riesige Auswirkungen zwischen einem Proto-Pluto-Objekt und ein Proto-Charon gebildet wurden. Vielleicht war die Proto-Charon einen sehr dunklen Körper und Kerberos ist ein relativ unberührten Stück dieser ursprünglichen Impaktor Showalter sagte, obwohl er betont, dass diese Idee reine Spekulation ist.

Resonanz und chaos

Showalter und Hamilton zudem festgestellt, dass durch eine "Resonanz", eine Art von Schwerkraft Sweet-Spot in die Umlaufbahnen von mehreren Himmelskörpern durch ein Verhältnis von zwei Ganzzahlen zusammenhängen Styx, Nix und Hydra verbunden sind. Eine ähnliche drei-Körper-Resonanz zu Jupiter Monde Io, Europa und Ganymed gefunden wird, sagte der Forscher.

"Die resonante Beziehung zwischen Styx, Nix und Hydra ihre Umlaufbahnen regelmäßig und vorhersehbar, die verhindert, dass sie vor einem Absturz in einander," sagte Hamilton in einer Erklärung. "Dies ist ein Grund, warum winzigen Pluto in der Lage ist, so viele Monde haben."

Aber es gibt auch einiges an Chaos in das Pluto-System, vermittelt durch die komplexen und sich verändernden Gravitationsfeld der Pluto-Charon Binärdatei.

Beispielsweise Showalter und Hamilton festgestellt, dass Nix und Hydra ausstellen chaotische anstatt gebundene Rotation, was bedeutet, sie nicht immer die gleichen zugewandten Pluto-Charon – und dass es sehr schwer, ihre Drehbewegung vorherzusagen. (Fast alle anderen Mond im Sonnensystem, einschließlich der Erde, ist eine synchrone Rotator.)

"Wenn du Nix gelebt haben, würde Sie nicht wissen, ob die Sonne morgen steht vor der Tür; "Es ist so extrem", sagte Showalter, fügte hinzu, dass Modelle deuten darauf hin, dass Styx und Kerberos chaotischen Rotatoren sowie. "Sie hätte Tage wo die Sonne geht im Osten und im Norden."

Solche Erkenntnisse helfen könnten Forscher viele fremden Planeten besser zu verstehen, die Doppelsterne umkreisen, sagten die Forscher.

"Wir lernen, dass Chaos ein gemeinsames Merkmal der binären Systemen werden kann,", sagte Hamilton. "Es hätte auch Folgen für das Leben auf Planeten umkreisen Doppelsterne."

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Neue Horizonte und darüber hinaus

Die neue Studie online in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde heute (Juni (3), nur sechs Wochen vor der allerersten Pluto-Vorbeiflug. Am 14. Juli wird New Horizons Raumsonde der NASA innerhalb von 7.800 Meilen (12.500 km) von der Zwergplanet Oberfläche vergrößern.

Neue Horizonte sollten gutes Aussehen an den Oberflächen von Nix und Hydra erhalten, und die Sonde Beobachtungen werden wahrscheinlich zeigen, wie dunkel Kerberos Showalter, sagte.

Daten aus der Vorbeiflug sowie kontinuierliche Langzeitüberwachung von Hubble und der NASA James Webb Space Telescope, die voraussichtlich im Jahr 2018 zu starten, könnte am Ende scharf, Pluto Monde ins fügte er hinzu.

"Wir haben Stücke beginnen zusammensetzen, und vielleicht schließlich daraus wir erhalten eine ganze Bildung Szenario für das System [Pluto]" Showalter sagte.

Mike Wall auf Twitter folgen @michaeldwall und Google + . Folgen Sie uns @Spacedotcom, Facebook oder Google +. Ursprünglich veröffentlicht am Space.com.