Plutos instabila bana analyserad

 

Pluto är en dvärgplanet (det diskuteras om den åter ska kallas planet och då dom den nionde planeten från solen vilket den betecknades tidigare som)  i de yttre delarna av solsystemet. Pluto  har  de senaste åren varit föremål för betydande diskussioner om vilken beteckning den ska ha. Pluto besöktes för första gången den 14 juli 2015 av sonden New Horizons. 

 

Intressant med Pluto är exempelvis karaktären av Plutos omloppsbana vilken är mycket excentrisk. Enligt ny forskning är Plutos omloppsbana (runt solen) relativt stabil sett över längre tidsskalor men ses som ett kaotiskt störtlopp av förändringar i kortare tidsskalor.

 För att bryta ner banan  skiljer sig Plutos omloppsbana radikalt från övriga planeters, vilka följer nästan cirkulära banor runt solen nära sin ekvator, projicerat utåt (mot ekliptikan). Pluto däremot som tar 248 år för att slutföra ett varv runt solen  följer en mycket elliptisk bana som lutar 17° till solsystemets ekliptiska plan. Den excentriska omloppsbanan innebär att Pluto tillbringar 20 år under varje period under sin bana runt solen närmare solen än Neptunus gör i sin bana. Den planet som finns närmst Pluto och som numera räknas som den planet som finns längst bort från solen.

Plutos omloppsbana är svårförklarad av astronomerna när den upptäcktes. Sedan dess har flera försök gjorts för att simulera det förflutna och framtiden för att förklara dess omloppsbana. I sökande efter förklaringar  visades  en överraskande egenskap som skyddar Pluto från att kollidera med Neptunus. Som Dr. Malhotra sa till Universe Today via e-post, detta är orbital resonans tillstånd  kallat  "mean motion resonance": 

"Detta tillstånd säkerställer att Pluto vid den tidpunkt då Pluto befinner sig på samma heliocentriska avstånd som Neptunus är dess longitud nästan 90 grader från Neptunus (något som får risken för kollision mellan dem att minimeras). Senare upptäcktes en annan märklig egenskap i Plutos omloppsbana: Pluto kommer till perihelion på en plats långt ovanför planet i Neptunus omloppsbana; Detta är en annan typ av orbital resonans som kallas 'vZLK svängning.'"För sin studie genomförde Malhotra och Ito numeriska simuleringar av Plutos omloppsbana i upp till fem miljarder år in i solsystemets framtid. 

Aphelion är den punkt på jordens bana som ligger längst bort från solen. Perihelion är den punkt på jordens bana som ligger närmast solen.

I synnerhet hoppades forskarna ta itu med olösta frågorna om Plutos säregna bana. Dessa frågor har behandlats av forskning under de senaste decennierna, såsom "planetmigrationsteori", men har bara till en viss grad kunnat förklaras. Under de senaste decennierna har astronomer försökt ta itu med dessa frågor med nya teorier (som "planetmigrationsteori" samband med förändring av en planets bana utefter att denna berörs av gas Jupiters bana är ett ex på detta) men möttes med begränsad framgång.

Resultatet kommer sannolikt att ha betydande konsekvenser för framtida studier av det yttre solsystemet och dess omloppsdynamik. Med ytterligare studier tror Dr. Malhotra att astronomer kommer att lära sig mer om jätteplaneternas migrationshistoria och hur de så småningom hamnade i sina nuvarande banor. Det kan också leda till upptäckten av en ny dynamisk mekanism som kommer att förklara ursprunget till Plutos omloppsbana och andra kroppar med långa omloppsbanor. För mer och utförlig information om studien följ denna länk där även korta filmfrekvenser finns i förklarande syfte. 

Forskningen utfördes av Dr. Renu Malhotra, Louise Foucar Marshall Science Research Professor vid University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory (LPL) och Takashi Ito, docent vid Chiba Institute of Technology's Planetary Exploration Research Center (PERC) och National Astronomical Observatory of Japans (NAOJ) Center for Computational Astrophysics. 

Artikeln som beskriver deras resultat publicerades nyligen i Proceedings of the National Academy of Sciences.

Bild vikipedia på Pluto sedd från New Horizon 14 juli 2015.