Caronte (lua) - Charon (moon)

Charon
Charon em True Color - High-Res.jpg
Caronte em cores verdadeiras, fotografado pela New Horizons
Descoberta
Descoberto por James W. Christy
Data de descoberta 22 de junho de 1978
Designações
Designação
Plutão I
Pronúncia / K ɛər ən / ou / ʃ ÆR ən /
Nomeado após
A esposa de descobridor, Charlene e Χάρων Kharon
S / 1978 P 1
Adjetivos Caronte / k ə r n i ə n , ʃ ə - /
Charontian, -ean / k ə r ɒ n t i ə n /
Charonean / k ÆR ə n i ə n /
Características orbitais 
Época 2 452 600 0,5
(2002 novembro 22)
Periapsis 19.587 km
Apoapsis 19.595 km
19 591 ,4 km (planetocentric)
17 181 .0 km (baricêntrica)
Excentricidade 0,0002
6,387 2304 ± 0,000 0011  d
(6 d, 9 h, 17 m, 36,7 ± 0,1 s)
0,21 km / s
Inclinação 0,080 ° (para o equador de Plutão)
119,591 ° ± 0,014 ° (para a órbita de Plutão)
112,783 ° ± 0,014 ° (para a eclíptica )
223,046 ° ± 0,014 ° (para equinócio vernal )
Satélite de Plutão
Características físicas
Raio médio
606,0 ± 0,5 km (0,095 Terras, 0,51 Plutos)
Achatamento <0,5%
4,6 × 10 6  km 2 (0,0090 Terras)
Volume (9,32 ± 0,14) × 10 8  km 3 (0,00086 Terras)
Massa (1,586 ± 0,015) × 10 21  kg
(2,66 × 10 −4  Terras )
(12,2% de Plutão)
Densidade média
1,702 ± 0,017 g / cm 3
0,288  m / s 2
0,59 km / s
0,37 mi / s
síncrono
Albedo 0,2 a 0,5 em um ângulo de fase solar de 15 °
Temperatura -220 ° C (53  K )
16,8
1
55 mili-arcsec

Charon ( / k ɛər ən / ou / ʃ ÆR ən / ), conhecido como (134,340) Plutão I , é o maior dos cinco satélites naturais conhecidos do planeta anão Plutão . Tem um raio médio de 606 km (377 mi). Caronte é o sexto maior objeto transnetuniano conhecido depois de Plutão, Eris , Haumea , Makemake e Gonggong . Foi descoberto em 1978 no Observatório Naval dos Estados Unidos em Washington, DC , usando chapas fotográficas tiradas na Estação Flagstaff do Observatório Naval dos Estados Unidos (NOFS).

Com metade do diâmetro e um oitavo da massa de Plutão, Caronte é uma lua muito grande em comparação com seu corpo original. Sua influência gravitacional é tal que o baricentro do sistema plutoniano fica fora de Plutão.

A capa marrom-avermelhada do pólo norte de Caronte é composta de tholins , macromoléculas orgânicas que podem ser ingredientes essenciais da vida . Esses tholins foram produzidos a partir de metano , nitrogênio e gases relacionados liberados da atmosfera de Plutão e transferidos por mais de 19.000 km (12.000 milhas) para a lua em órbita.

A nave espacial New Horizons é a única que visitou o sistema de Plutão. Ele aproximou Charon de cerca de 27.000 km (17.000 mi) em 2015.

Descoberta

A descoberta de Caronte na Estação Flagstaff do Observatório Naval como uma protuberância variável no tempo na imagem de Plutão (vista perto do topo à esquerda, mas ausente à direita). Imagem negativa.

Charon foi descoberto pelo astrônomo do Observatório Naval dos Estados Unidos James Christy , usando o telescópio de 1,55 metros (61 polegadas) na Estação Flagstaff do Observatório Naval dos Estados Unidos (NOFS). Em 22 de junho de 1978, ele examinou imagens altamente ampliadas de Plutão em placas fotográficas tiradas com o telescópio dois meses antes. Christy notou que um leve alongamento aparecia periodicamente. A protuberância foi confirmada em placas que datam de 29 de abril de 1965. A União Astronômica Internacional anunciou formalmente a descoberta de Christy para o mundo em 7 de julho de 1978.

As observações subsequentes de Plutão determinaram que a protuberância se devia a um corpo menor que o acompanhava. A periodicidade da protuberância correspondia ao período de rotação de Plutão, que era anteriormente conhecido pela curva de luz de Plutão . Isso indicava uma órbita síncrona , o que sugeria fortemente que o efeito protuberante era real e não espúrio. Isso resultou em reavaliações do tamanho, massa e outras características físicas de Plutão, porque a massa calculada e o albedo do sistema Plutão-Caronte haviam sido anteriormente atribuídos apenas a Plutão.

As dúvidas sobre a existência de Caronte foram apagadas quando ele e Plutão entraram em um período de cinco anos de eclipses e trânsitos mútuos entre 1985 e 1990. Isso ocorre quando o plano orbital Plutão-Caronte está de ponta-cabeça visto da Terra, o que só acontece em dois intervalos no período orbital de 248 anos de Plutão. Foi fortuito que um desses intervalos ocorreu logo após a descoberta de Charon.

Nome

Charon tem o nome de Charon , o barqueiro dos mortos na mitologia grega, mostrado nesta pintura do século XIX de Alexander Litovchenko

O autor Edmond Hamilton referiu-se às três luas de Plutão em seu romance de ficção científica de 1940 , Calling Captain Future , chamando-as de Charon , Styx e Cerberus .

Após a sua descoberta, Charon foi originalmente conhecido pela designação temporária S / 1978 P 1, de acordo com a convenção então recentemente instituída. Em 24 de junho de 1978, Christy sugeriu pela primeira vez o nome Charon como uma versão científica do apelido de sua esposa Charlene, "Char". Embora colegas no Naval Observatory proposto Perséfone , Christy preso com Charon após a descoberta de que coincidentemente refere-se a uma figura mitológica grego: Charon ( / k ɛər ən / ; do grego : Χάρων ) é o balseiro dos mortos, em intimamente associada mito com o deus Hades ou Plouton ( grego antigo : Πλούτων , Ploútōn ), a quem os romanos identificavam com seu deus Plutão . A IAU adotou oficialmente o nome no final de 1985 e ele foi anunciado em 3 de janeiro de 1986.

Há um pequeno debate sobre a pronúncia preferida do nome. A prática de seguir a pronúncia clássica estabelecida para o barqueiro mitológico Charon, com som de "k" (IPA / k / ), é usada pelos principais dicionários da língua inglesa, como os dicionários Merriam-Webster e Oxford English. Isso indica apenas a pronúncia "k" de "Caronte" quando se refere especificamente à lua de Plutão. Falantes de outras línguas além do inglês, e também muitos astrônomos que falam inglês, seguem esta pronúncia.

No entanto, o próprio Christy pronunciou o ⟨ch⟩ inicial como um som "sh" (IPA / ʃ / ), em homenagem a sua esposa Charlene. Muitos astrônomos seguem essa convenção, e é a pronúncia prescrita pela NASA e pela equipe da New Horizons .

Formação

O trabalho de simulação publicado em 2005 por Robin Canup sugeriu que Charon poderia ter sido formado por uma colisão cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, bem como a Terra e a Lua . Neste modelo, um grande objeto do cinturão de Kuiper atingiu Plutão em alta velocidade, destruindo-se e explodindo grande parte do manto externo de Plutão , e Caronte se fundiu a partir dos destroços. No entanto, tal impacto deve resultar em um Caronte mais gelado e um Plutão mais rochoso do que os cientistas encontraram. Agora pensa-se que Plutão e Caronte podem ter sido dois corpos que colidiram antes de entrarem em órbita um sobre o outro. A colisão teria sido violenta o suficiente para ferver gelos voláteis como o metano ( CH
4
), mas não violento o suficiente para destruir qualquer um dos corpos. A densidade muito semelhante de Plutão e Caronte implica que os corpos pais não foram totalmente diferenciados quando o impacto ocorreu.

Órbita

Uma visão simulada do sistema Plutão-Caronte mostrando que Plutão orbita um ponto fora de si mesmo. Também é visível o bloqueio de maré mútuo entre os dois corpos.
Animação das luas de Plutão ao redor do baricentro de Plutão - Plano elíptico
Vista frontal
Vista lateral
   Plutão  ·    Charon  ·    Styx  ·    Nix  ·    Kerberos  ·    Hidra

Caronte e Plutão orbitam um ao outro a cada 6,387 dias. Os dois objetos estão gravitacionalmente presos um ao outro, de modo que cada um mantém a mesma face voltada para o outro. Este é um caso de bloqueio de maré mútuo, em comparação com a da Terra e da Lua, onde a Lua sempre mostra a mesma face para a Terra, mas não vice-versa. A distância média entre Caronte e Plutão é de 19.570 quilômetros (12.160 milhas). A descoberta de Caronte permitiu aos astrônomos calcular com precisão a massa do sistema plutoniano, e ocultações mútuas revelaram seus tamanhos. No entanto, nenhum dos dois indicou as massas individuais dos dois corpos, que só puderam ser estimadas, até a descoberta das luas externas de Plutão no final de 2005. Detalhes nas órbitas das luas externas revelaram que Caronte tem aproximadamente 12% da massa de Plutão.

Características físicas

Comparações de tamanho: Terra , Lua e Caronte

O diâmetro de Caronte é de 1.212 quilômetros (753 milhas), pouco mais da metade do de Plutão. Maior do que o planeta anão Ceres , é o maior décimo segundo satélite natural no Sistema Solar . A rotação lenta de Charon significa que deve haver pouco achatamento ou distorção de maré, se Charon for suficientemente grande para estar em equilíbrio hidrostático . Qualquer desvio de uma esfera perfeita é muito pequeno para ter sido detectado por observações da missão New Horizons . Isso está em contraste com Iapetus , uma lua de Saturno semelhante em tamanho a Caronte, mas com um achatamento pronunciado que data do início de sua história. A falta de tal achatamento em Charon pode significar que ele está atualmente em equilíbrio hidrostático, ou simplesmente que sua órbita se aproximou da atual no início de sua história, quando ainda estava quente.

Com base em atualizações de massa de observações feitas pela New Horizons, a proporção de massa de Caronte para Plutão é 0,1218: 1. Isso é muito maior do que a Lua em relação à Terra: 0,0123: 1. Por causa da alta proporção de massa, o baricentro está fora do raio de Plutão, e o sistema Plutão-Caronte foi referido como um planeta duplo anão . Com quatro satélites menores em órbita sobre os dois mundos maiores, o sistema Plutão-Caronte foi considerado em estudos de estabilidade orbital de planetas circumbinários .

Interior

As duas teorias conflitantes sobre a estrutura interna de Charon

O volume e a massa de Charon permitem o cálculo de sua densidade, 1,702 ± 0,017 g / cm 3 , a partir do qual pode ser determinado que Caronte é ligeiramente menos denso que Plutão e sugerindo uma composição de 55% de rocha a 45% de gelo (± 5%), enquanto Plutão é cerca de 70% de rocha. A diferença é consideravelmente menor do que a da maioria dos satélites com colisão suspeita. Antes do sobrevoo da New Horizons , havia duas teorias conflitantes sobre a estrutura interna de Caronte: alguns cientistas pensavam que Caronte era um corpo diferenciado como Plutão, com um núcleo rochoso e um manto de gelo, enquanto outros pensavam que seria uniforme por completo. Evidências em apoio à posição anterior foram encontradas em 2007, quando observações do Observatório Gemini de manchas de hidratos de amônia e cristais de água na superfície de Caronte sugeriram a presença de criogenia ativos. O fato de o gelo ainda estar na forma cristalina sugeria que ele havia sido depositado recentemente, porque a radiação solar o teria degradado a um estado amorfo depois de aproximadamente trinta mil anos.

Superfície

Caronte em cor realçada para realçar as diferenças na composição da superfície, mostrando a chamada Mordor Macula no topo.
Organa , a cratera mais jovem de Charon.
Mosaico de imagens de melhor resolução de Caronte de diferentes ângulos

Ao contrário da superfície de Plutão, que é composta de gelo de nitrogênio e metano , a superfície de Caronte parece ser dominada pelo gelo de água menos volátil . Em 2007, as observações do Observatório Gemini de manchas de hidratos de amônia e cristais de água na superfície de Caronte sugeriram a presença de criogenia e criovulcões ativos .

O mapeamento fotométrico da superfície de Caronte mostra uma tendência latitudinal no albedo , com uma banda equatorial brilhante e pólos mais escuros. A região polar norte é dominada por uma grande área escura batizada informalmente de " Mordor " pela equipe da New Horizons . A explicação preferida para esse fenômeno é que eles são formados pela condensação de gases que escaparam da atmosfera de Plutão . No inverno, a temperatura é de −258 ° C e esses gases, que incluem nitrogênio, monóxido de carbono e metano, condensam-se em suas formas sólidas; quando esses gelos são submetidos à radiação solar, eles reagem quimicamente para formar vários tholins avermelhados . Mais tarde, quando a área é novamente aquecida pelo Sol à medida que as estações de Caronte mudam, a temperatura no pólo sobe para -213 ° C, resultando na sublimação dos voláteis e escapando de Caronte, deixando apenas os tholins para trás. Ao longo de milhões de anos, o tholin residual acumula camadas espessas, obscurecendo a crosta gelada. Além de Mordor, a New Horizons encontrou evidências de extensa geologia passada que sugere que Caronte é provavelmente diferenciado; em particular, o hemisfério sul tem menos crateras do que o norte e é consideravelmente menos acidentado, sugerindo que um evento de ressurgimento massivo - talvez causado pelo congelamento parcial ou completo de um oceano interno - ocorreu em algum ponto no passado e removeu muitos dos crateras anteriores.

Em 2018, a União Astronômica Internacional nomeou uma cratera em Charon, como Revati, que é um personagem do épico hindu Mahabharata .

Charon tem uma série de extensos grabens ou cânions, como o Serenity Chasma , que se estendem como um cinturão equatorial por pelo menos 1.000 km (620 mi). Argo Chasma atinge potencialmente até 9 km (6 mi) de profundidade, com penhascos íngremes que podem rivalizar com Verona Rupes em Miranda pelo título de penhasco mais alto do sistema solar.

Montanha em um fosso

Em uma foto divulgada pela New Horizons , uma característica de superfície incomum cativou e confundiu a equipe de cientistas da missão. A imagem revela uma montanha saindo de uma depressão. É "uma grande montanha assentada em um fosso", disse Jeff Moore, do Centro de Pesquisa Ames da NASA , em um comunicado. “Esta é uma característica que deixou os geólogos estupefatos e perplexos”, acrescentou. A New Horizons capturou a foto a uma distância de 79.000 km (49.000 mi).

Observação e exploração

Desde as primeiras imagens borradas da lua (1) , imagens mostrando Plutão e Caronte resolvidos em discos separados foram tiradas pela primeira vez pelo Telescópio Espacial Hubble na década de 1990 (2) . O telescópio foi responsável pelas melhores, mas de baixa qualidade, imagens da lua. Em 1994, a imagem mais clara do sistema Plutão-Caronte mostrava dois círculos distintos e bem definidos (3) . A imagem foi obtida pela Faint Object Camera (FOC) do Hubble quando o sistema estava a 4,4 bilhões de quilômetros (2,6 bilhões de milhas) de distância da Terra. Mais tarde, o desenvolvimento da óptica adaptativa tornou possível resolver Plutão e Caronte em discos separados usando telescópios terrestres .

Em junho de 2015, a espaçonave New Horizons capturou imagens consecutivas do sistema Plutão-Caronte à medida que se aproximava. As imagens foram montadas em uma animação. Era a melhor imagem de Caronte até aquela data (4) . Em julho de 2015, a espaçonave New Horizons fez sua abordagem mais próxima do sistema de Plutão. É a única nave espacial até agora que visitou e estudou Charon. O descobridor de Charon, James Christy, e os filhos de Clyde Tombaugh foram convidados no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins durante a abordagem mais próxima da New Horizons.

Linha do tempo das observações de Charon
(1) Descoberta;
1978
(2) HST - antes da correção;
1990
(3) HST - após a correção;
1994
(4) vista animada da 1ª cor;
2015

Classificação

O centro de massa (baricentro) do sistema Plutão-Caronte fica fora de qualquer um dos corpos. Como nenhum dos objetos orbita verdadeiramente o outro, e Caronte tem 12,2% da massa de Plutão, argumentou-se que Caronte deveria ser considerado parte de um sistema binário com Plutão. A União Astronômica Internacional (IAU) afirma que Caronte é considerado apenas um satélite de Plutão, mas a ideia de que Caronte pode ser classificado um planeta anão por si só pode ser considerada em uma data posterior.

Em uma proposta preliminar para a redefinição do termo em 2006 , a IAU propôs que um planeta fosse definido como um corpo que orbita o Sol que é grande o suficiente para que as forças gravitacionais tornem o objeto (quase) esférico. Segundo esta proposta, Caronte teria sido classificado como um planeta, porque o projeto definia explicitamente um satélite planetário como aquele em que o baricentro se encontra dentro do corpo principal. Na definição final, Plutão foi reclassificado como um planeta anão , mas a definição formal de um satélite planetário não foi decidida. Charon não está na lista de planetas anões atualmente reconhecidos pela IAU. Se o rascunho da proposta tivesse sido aceito, mesmo a Lua seria classificada como um planeta em bilhões de anos, quando a aceleração da maré que está gradualmente movendo a Lua para longe da Terra a leva para longe o suficiente para que o centro de massa do sistema não se encontre mais dentro Terra.

As outras luas de Plutão - Nix , Hydra , Kerberos e Styx - orbitam o mesmo baricentro, mas não são grandes o suficiente para serem esféricas e são simplesmente consideradas satélites de Plutão (ou de Plutão-Caronte).

Galeria

Vídeos

Charon - Vídeo de animação Flyover (00h20)
(lançado em 1 de outubro de 2015).

Veja também

Notas

Referências

links externos