books pluto

التاريخ

الاكتشاف

في عقد الأربعينيات من القرن التاسع عشر (1840)، استخدم عالم الفلك أوربان لوفيرييه الميكانيكا النيوتونية للتنبؤ بموقع الكوكب نبتون الذي لم يكتشف بعد. بعد تحليل الاضطرابات في مدار أورانوس أدت الملاحظات اللاحقة لنبتون في أواخر القرن التاسع عشر إلى جعل علماء الفلك يتكهنون بأن مدار أورانوس كان مضطربًا بواسطة كوكب آخر بجانب كوكب نبتون.

في عام 1906، بدأ بيرسيفال لويل (وهو من سكان بوسطن الأثرياء الذين أسسوا مرصد لويل في فلاغستاف بولاية أريزونا عام 1894)، بمشروع كبير بحثًا عن كوكب تاسع محتمل، أطلق عليه اسم "الكوكب العاشر".

بحلول عام 1909، اقترح لويل وويليام بيكرينغ العديد من الإحداثيات السماوية المحتملة لمثل هذا الكوكب. أجرى لويل ومرصده أبحاثا حتى وفاتهِ في عام 1916، ولكن دون جدوى. لم يكن معروفًا لدى لويل، فقد التقطت استطلاعاته صورتين ضعيفتين عن بلوتو في 19 مارس و7 أبريل 1915، لكن لم يتعرف عليهما كما كان.

دخلت أرملة بيرسيفال، كونستانس لويل في معركة قانونية لمدة عشر سنوات مع مرصد لويل بشأن تراث زوجها، ولم يستأنف البحث عن الكوكب العاشر حتى عام 1929. أعطى مدير المراصد فيستو ميلفين سليفير، مهمة تحديد موقع الكوكب العاشر لكلايد تومبو (عمره 23 عامًا عندما استلم المهمة)، الذي وصل لتوه إلى المرصد بعد أن تأثرت سليفير بعينة من رسوماته الفلكية.

كانت مهمة كلايد تومبو هي تصوير السماء الليلية بشكل منهجي في أزواج من الصور الفوتوغرافية، ثم فحص كل زوج وتحديد ما إذا كانت أي جرمات قد غيرت موضعها. باستخدام المقارنة الوامضة، تحول بسرعة بين وجهات النظر لكل من اللوحات لإنشاء المهمة بحركة أي جرمات قد غيرت موضعها أو المظهر بين الصور الفوتوغرافية.

في 18 فبراير 1930، بعد قرابة عام من البحث، اكتشف تومبو جرمًا متحركًا محتملاً على لوحات فوتوغرافية التقطت في 23 و29 يناير. ولقد ساعدت صورة أقل جودة التقطت في 21 يناير في تأكيد الحركة. وبعد أن حصل المرصد على مزيد من الصور التأكيدية، ارسل خبر اكتشافه إلى مرصد كلية هارفارد في 13 مارس 1930. يبلغ مقدار سنة بلوتو الواحدة 247.68 سنة ولهذا لم يكمل بلوتو مدارًا كاملًا حول الشمس منذ اكتشافه.

التسمية

كان خبر اكتشافه هو العنوان الرئيس للصحف حول العالم. حيث كان لمرصد لويل الحق في تسمية الجرم الجديد، وقد تلقى أكثر من 1000 اقتراح من جميع أنحاء العالم، تتراوح من أطلس إلى زيمال. حث تومبو سليفير على اقتراح اسم للجرم الجديد بسرعة قبل أن يفعله شخص آخر. اقترحت كونستانس لويل اسم زيوس، ثم بيرسيفال وأخيرا تجاهلوا هذه الاقتراحات.

اسم بلوتو، يعد إله العالم السفلي، اقترحتهُ الطفلة فينيشو بورني (1918-2009)، وهي تلميذة تبلغ من العمر أحد عشر عامًا في أكسفورد بإنجلترا والتي أصبحت معلمة فيما بعد، وكانت مهتمة بالأساطير الكلاسيكية. اقترحت ذلك في محادثة مع جدها فالكونر مادان، أمين مكتبة سابق في مكتبة بودليان بجامعة أكسفورد، والذي نقل الاسم إلى أستاذ علم الفلك هربرت هول تيرنر، الذي أوصلهُ إلى زملائه في الولايات المتحدة.

سُمح لكل عضو في مرصد لويل بالتصويت على قائمة مختصرة من ثلاثة أسماء:

فشل بلوتو في تحقيق الشرط الثالث، لأن كتلته أقل بكثير من الكتلة المشتركة للجرمات الأخرى الموجودة في مداره: 0.07 مرة، على عكس كوكب الأرض، أي ما يعادل 1.7 مليون مرة من الكتلة المتبقية في مداره (باستثناء القمر). قررت وحدة المراجعة الداخلية أيضًا أن الهيئات التي تكون مثل بلوتو تفي بالمعايير 1 و2 ولكنها لا تفي بالمعيار 3، تسمى الكواكب القزمة.

في شهر سبتمبر 2006 وضع بلوتو، وإيريس وديسنوميا، في قائمة الكواكب الصغيرة، ومنحوا التعيينات الرسمية للكوكب الصغير "(134340) بلوتو"، و"(136199) إريس"، و"(136199) إريس الأول" ديسنوميا ". بالرغم من تضمين بلوتو عند اكتشافه في عام 1930، لكان من المحتمل أن يكون قد عين في 1164 ساغا، بعد 1163 ساغا الذي اكتشف قبل شهر من اكتشاف بلوتو.

كانت هناك بعض المقاومة داخل المجتمع الفلكي تجاه إعادة التصنيف. استهزأ آلان ستيرن بقرار وحدة المراجعة الداخلية، وهو المحقق الرئيسي في مهمة نيوهورايزن التابعة لناسا، قائلاً إن "التعريف ينتن لأسباب فنية". زعم ستيرن أنه بموجب شروط التعريف الجديد سيتم استبعاد الأرض والمريخ والمشتري ونبتون، والتي تشترك جميعها في مداراتها مع الكويكبات. وقال إن جميع الأقمار الكروية كبيرة الحجم، بما في ذلك القمر، فينبغي أن تعتبر بالمثل كواكب. وذكر أيضًا أنه نظرًا لأن أقل من خمسة بالمائة من علماء الفلك صوتوا لصالحهِ، فإن القرار لم يكن يمثل المجتمع الفلكي بأكمله.

التمس مارك ويليام بوي ثم مرصد لويل هذا التعريف. وقد أيد آخرون الإتحاد الفلكي الدولي. قال مايك براون عالم الفلك الذي اكتشف إريس: "من خلال هذا الإجراء الشبيه بالسيرك المجنون، تعثرت الإجابة الصحيحة بطريقة ما لقد كان وقتًا طويلاً والعلم يصحح نفسه في النهاية حتى عندما يتعلق الأمر بالعواطف القوية".

كان الاستقبال العام لقرار الإتحاد الفلكي الدولي مختلطًا. لقد قبل الكثير منهم إعادة التصنيف لكن البعض سعى إلى نقض القرار بتقديم التماسات عبر شبكة الإنترنت تحث الاتحاد الفلكي على النظر في إعادة العمل. ووصف قرار وحدة الرقابة الداخلية الذي قدمه بعض أعضاء جمعية ولاية كاليفورنيا بأنهُ "بدعة علمية".

أصدر مجلس النواب في نيو مكسيكو قرارًا على شرف كلايد تومبو، المقيم منذ فترة طويلة في تلك الولاية، والذي أعلن أن بلوتو سيعتبر دائمًا كوكبًا في سماء نيو مكسيكو، وفي 13 مارس 2007 سمي ذلك اليوم بيوم كوكب بلوتو. أصدر مجلس الشيوخ إلينوي قرارًا مماثلاً في عام 2009، على أساس أن كلايد تومبو، مكتشف بلوتو وُلد في إلينوي.

اجتمع الباحثون على جانبي النقاش في شهر أغسطس 2008 في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في مؤتمر شمل محادثات متتالية حول تعريف الإتحاد الفلكي الدولي الحالي لكوكب ما. ونشر المؤتمر نشرة صحفية بعد ذلك تشير إلى أن العلماء لم يتمكنوا من التوصل إلى توافق في الآراء حول تعريف الكوكب. في شهر يونيو 2008 أعلن الإتحاد الفلكي الدولي في بيان صحفي أن مصطلح "بلوتويد" سيُستخدم من الآن فصاعدا للإشارة إلى بلوتو والجرمات الأخرى التي لها محور شبه مداري أكبر من محور كوكب نبتون وكتلة كافية لتكون قريبة من الشكل الكروي.

لمحات من تاريخ بلوتو

بلوتو ذلك الكوكب غير المعروف النشأة والذي تختلف طبيعته عن بقية كواكب مجموعتنا الشمسية، فبعد اكتشافه مباشرة توقع العلماء أنه سيتفتت في غضون عشر سنوات على الأكثر، إلا أنهم فوجئوا بهِ يزداد كثافة وقوة مما جعلهم يعيدون حساباتهم أكثر من مرة.

وكان بلوتو في البدء الكوكب الثامن في ترتيب بعدهِ عن الشمس، إلى أن تقاطع مداره مع مدار كوكب نبتون ومن ثم تخطاه ليصبح ترتيبه التاسع ويتوقع العلماء أنه سيظل كذلك لمدة 228 عاما على الأقل منذ تخطيه لمدار نبتون في عقد التسعينات من القرن الماضي.

أزمة بلوتو الأخيرة

أصبحت المناهج التعليمية حول الكواكب خالية من ذكر كوكب بلوتو، بسبب اختلاف رأي بعض العلماء الذين ضغطوا باتجاه اعتباره كوكبًا قزمًا أو كوكيبًا.

بدأت الأزمة بعد انتهاء مؤتمر الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) حيث كان من المقرر أن يحدد العلماء فيهِ مصير لقب بلوتو "الكوكبي"، وهل سيظل بلوتو كوكبا أم سيصنف على أنهُ نوع آخر من الأجرام الفضائية، وأنتهى المؤتمر باتفاق الأعضاء "المؤتمرين" على إسقاط اللقب عن بلوتو ووضع تعريف جديد لمفهوم كلمة "كوكب" يتمثل بشكل رئيسي في وجود نوعين منه: (كواكب) و(كواكب أقزام).

أثار هذا الأمر جدلاً واسعًا في الرأي العام العالمي وهو أمر طبيعي ناتج عن تأثير هذا الأمر على المناهج الدراسية وما تعلموه طوال حياتهم وتربوا ونشئوا عليه، وانقسموا ما بين مؤيد ومعارض ومحايد.

حاولت آن مينارد أن تكون محايدة في المقال الذي نشرتهُ لتغطية الخبر على موقع ناشيونال جيوغرافيك نيوز ولكنها لم تستطع كتمان تلك النبرة من الاستنكار في عنوان مقالها: "ماذا عسانا نخبر الأطفال؟. أما "جون جيبسون" من فوكس نيوز فلم يكتفي بالتلميح واعترض صراحة في مقالهِ وبشكل ساخر تماما معلنا لهم أن يفعلوا ما يحلو لهم فبلوتو سيظل في نظرهِ كوكبا ولا شيء يجبره على تغيير قناعاته.

وأصيب كارل أورف المؤلف الموسيقي بالإحباط الشديد عندما علم بالخبر وهو في مطار روما، فكارل كان قد ألف مقطوعة موسيقية سماها "بلوتو"عام 2000، وأضافها إلى مجموعة من سبع مقطوعات موسيقية تمثل الكواكب السبع الأخرى غير الأرض آنذاك وألفها غوستاف هولست عام 1917 بعنوان "الكواكب"، وقال كارل ماثيوز "كنت أعلم أن ذلك قد يحدث. إذ كان هناك جدل كبير بشأن حجم بلوتو. ولكن على الأقل كان كوكبا حينما كتبت المقطوعة"، ويبدو أن المقطوعة الموسيقية (بلوتو) كتب لها البقاء على الأقل للتاريخ بعد أن قررت أحد الشركات تسجيلها وستعزفها أوركسترا برلين الفيلهارمونية او "الفيلهارمونية" بقيادة "سيمون راتال".

وظهرت آثار هذا الجدل في أوضح صورهِ في عالم المدونات الإلكترونية، فمثلا كتبت دولمان في مدونة هيا نتحدث عن تحت عنوان "لا تشعروا بالحزن لأجل بلوتو" أنه قد أدى دوره وترك بصمة واضحة في تاريخ مجرتنا في زمن تتغير فيه الظروف والمعطيات بـ"سرعة الضوء"، وعلى غرار "التحية النازية" أطلق أحد المدونين الفلبينيين تحية "هاي بلوتو.. ملك الكواكب القزمة وحزام كويبر والمذنبات" مقتنعا ومرحبا بالتصنيف الفلكي الجديد.

ويبدو أن محبي بلوتو قد يفرحون قريبا مرة أخرى، فقد وصلت الأزمة قمتها عندما بدأت مجموعة أخرى من العلماء حملة مضادة عنيفة على هذا القرار، فهم يرون أن هنالك تلاعبا قد حصل في عملية التصويت وقالوا في بيان حملتهم لجمع توقيعات علماء الفلك المعارضين أن 428 عالما فقط هم من صوتوا من أصل 10،000 أعضاء تقريبا باتحاد الفلكيين الدوليين وهو ما يفتح الباب للتساؤل عن "الفساد العلمي".

وفي أقل من خمسة أيام، وصل عدد الموقعين على عريضة الاحتجاج هذه 300 عالم من بينهم أشخاص قاموا بدراسة كل كوكب وكويكب في مجموعتنا الشمسية بالإضافة إلى جرمات حزام كويبر، وبعضهم شارك في حملات استكشاف مجموعتنا الشمسية التي استعملت الروبوت، وبوصولهم إلى هذا العدد أغلق المنظمون العريضة معتبرين أنها أدت دورها وأوضحت رسالتهم جيدا للاتحاد، إلا أنهم ظلوا متمسكين بموقفهم الذي ينص على:

وقد حذف بلوتو من تصنيف كواكب مجموعتنا الشمسية بسبب صغر حجمه وذلك في يوم 24 أغسطس 2006. ويبلغ حجم بلوتو أقل من خمس حجم الأرض.

اتفاقية طرد بلوتو

بعد أن وافق علماء الفلك بالإجماع على تعديل اقترحته الهيئة التنفيذية للاتحاد الدولي للعلوم الفلكية يقضي بتصنيف الكواكب نوعين "كواكب كلاسيكية وكواكب قزمة". وبعد هذا التعديل فإن كوكب بلوتو المصنف بين أقزام الكواكب لم يعد كوكبا كامل الصفة، ومن ثم صارت المجموعة الشمسية مكونة من ثمانية كواكب وليس تسعة وهي: عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون. وقد احتجوا باستبعاد بلوتو هو أنه إن كان من الكواكب السيارة فينبغي أن يكون أكبرها حجماً أو قريب من حجم نبتون وأورانوس لأنه أبعدها عن الشمس، كما ينبغي أن يدور حول الشمس من اليمين إلى اليسار كحال بقية الكواكب، فسبب دوران الكواكب حول الشمس ناتج عن دوران الشمس حول نفسها وبالتالي تسحب معها بقية الكواكب في نفس اتجاه دورانها بواسطة الجاذبية التي فيها، فكيف صار بلوتو شاذاً عن باقي الكواكب السيارة؟ وإذا حاولنا تعليل دورته فيعتقد أنه يدور حول نبتون كما يدور القمر حول الأرض أو أنه كان تابعاً لنبتون ثم انفصل عنه، ويختلف كثيراً عن الأجسام الأخرى التابعة للنظام الشمسي الصخرية "عطارد، الزهرة، المريخ" أو الغازية "المشتري، زحل، اورانوس، نبتون" والتي تتبع مداراً دائريا حول الشمس، غير أن بلوتو مكون من الجليد ولو كان كوكبا لكان غازي ومداره غير دائري تماماً، وطويل جداً حيث تستغرق دورته حول الشمس 247 عاما.

فمصطلح كوكب أصبح يطلق على كل جرم سماوي لهُ شكل مكور بسبب الجاذبية الخاصة بهِ وله مدارا حول الشمس لا يتقاطع مع مدار كوكب آخر، وبلوتو يخالف هذه القاعدة إذ يتقاطع مع مدار نبتون.

هناك حجة أخرى لطرد بلوتو من كواكب المجموعة الشمسية وهي قانون بود في حساب البعد بين الكواكب، نستطيع بواسطته أن نحدد بعد كل كوكب عن الشمس، وقد جاء القانون كما يلي:

بأن نوزع الأرقام التالية : 0 – 3 – 6 - 12 – 24 – 48 – 96 – 192 وهي كما ترون متتالية هندسية، على عدد الكواكب بحسب ترتيبها: بحيث يأخذ عطارد الرقم 0، ويأخذ الزهرة الرقم 3، وتأخذ الأرض رقم 6، ويأخذ المريخ رقم 12، ويأخذ المشتري رقم 48، ويأخذ زحل رقم 96. فعندما نضيف رقم 4 إلى كل هذه الأرقام، ومن ثم نقسمها على 10 فإن الناتج سيكون بعد الكوكب عن الشمس مقدراً بالوحدة الفلكية التي تساوي بعد الأرض عن الشمس وقدرها بـ 149.6 مليون كيلومتر.

لقد ظهر هذا القانون في القرن التاسع عشر، ونشأ جدل كبير على صحتهِ وذلك لأن الرقم 24 والرقم 192 غير موجودين لعدم وجود كوكب يقابلهما، لذلك حكموا بأن قانون بود غير صحيح. لكن لاحقاً ثبتت صحته بعد أن تم اكتشاف حزام الكويكبات الموجود بين المريخ والمشتري والذي أخذ الرقم 24، واكتشاف كوكب أورانوس الذي أخذ الرقم 192.

وبذلك نجد بأن بود قد اقترب اقتراباً كبيراً من النتائج التي جاءت بها القياسات الفلكية. لكن لو طبقنا قانون بود على كوكبي نبتون وبلوتو لوجدنا أن هناك فارق بين النتائج : نبتون 38.8 بينما النتيجة الحقيقية هي 30.07، وبلوتو(كوكب قزم حالياً) 77.2 بينما النتيجة الحقيقية هي 39.5، ومع ذلك فقد أقر العلماء على صحة قانون بود، وقد برروا عدم انطباق القانون على كوكبي نبتون وبلوتو إلى شذوذ في دوران بلوتو حول الشمس، وهذا الشذوذ أثر أيضاً في دوران نبتون حول الشمس. أيضا عند الحديث عن ميل الكواكب على دائرة البروج نجد أن جميع الكواكب تسبح في نفس المستوى تقريباً فجميعها تسير بقرب خط البروج وهي منطقة نطاق البروج وهي منطقة في السماء تبعد عن خط البروج 9 درجات في كلا الاتجاهين وينحصر في هذه المنطقة سير الكواكب والقمر سيما بلوتو الذي يبتعد حتى 18 عن خط البروج كحال بقية الكويكبات، ولو نظرنا إلى مدة مكوثه في البروج لوجدناه غير ثابت فكل كوكب له مدة مكوث معينة، فمدة مكوث عطارد تقدر بـ 17 يوم والزهرة 24 والمريخ 42 والشمس 30 والمشتري 394 وزحل سنتان ونصف وأورانوس 6 سنين ونبتون 14 سنة، باستثناء بلوتو الذي تتراوح فترته بين 11 سنة و32 سنة وهذا يجعل منه يخالف قوانين الهندسة الفلكية الفيزيائية التي تتطلب الدقة والثبات.

المدار

تبلغ فترة بلوتو المدارية حوالي 248 عام. وتختلف خصائصه المدارية اختلافًا كبيرًا عن خصائص الكواكب التي تتبع مدارات شبه دائرية حول الشمس. في المقابل يميل مدار بلوتو بشكل معتدل بالنسبة إلى الكسوف (أكثر من 17 درجة) ويكون غريب الأطوار إلى حد ما (بيضاوي الشكل).

هذه الغرابة تعني أن منطقة صغيرة من مدار بلوتو تقع أقرب إلى الشمس من كوكب نبتون. وصل مركز بلوتو-شارون إلى الحضيض في 5 سبتمبر 1989، وكان أقرب إلى الشمس من نبتون بين 7 فبراير 1979 و11 فبراير 1999.

على المدى الطويل يدور بلوتو في فوضى. يمكن استخدام المحاكاة الحاسوبية للتنبؤ بمكانهِ لعدة ملايين من السنين، ولكن بعد فواصل زمنية أطول من فترة ليابونوف التي تتراوح من 10 إلى 20 مليون سنة، تصبح الحسابات متضاربة: بحيث لا يمكن قياس نظامه الشمسي، هنالك عوامل يصعب التنبؤ بها ستغير تدريجياً موقف بلوتو مع مداره.

يتراوح المحور شبه الرئيسي لمدار بلوتو بين حوالي 39.3 و39.6 وحدة فلكية مع فترة 19951 سنة تقابل فترة مدارية تتراوح بين 246 و249 سنة. المحور شبه الرئيسي والفترة بإزدياد في الوقت الحالي.

العلاقة مع نبتون

على الرغم من أن مدار بلوتو يبدو كأنه يعبر نبتون عند مشاهدتهِ من الأعلى مباشرة، فإن مدار الكوكبين محاذٍ لبعضهما بحيث لا يمكن أن تصطدم أو حتى تقترب من بعض.

لا يتقاطع المداران عندما يكون بلوتو الأقرب إلى الشمس، وبالتالي هو الأقرب إلى مدار نبتون كما نراها من الأعلى. فيمر مدار بلوتو حوالي 8 وحدة فلكية فوق سطح كوكب نبتون مما يمنع الاصطدام.

إن هذا وحده لا يكفي لحماية بلوتو. فيمكن أن تؤدي الاضطرابات الناتجة عن الكواكب (خاصة نبتون) إلى تغيير مدار بلوتو (مثل الميل المداري) على مدى ملايين السنين حتى يمكن حدوث تصادم. ومع ذلك فإن بلوتو محمي أيضًا برنينه المداري 2: 3 مع نبتون بالنسبة لكل مدارين يصنعهما بلوتو حول الشمس يصنع نبتون ثلاثة وتستمر كل دورة حوالي 495 سنة. هذا النمط مدته 495 عام عندما يكون بلوتو أول مرة بالقرب من الحضيض، يكون نبتون أكثر من 50 درجة خلف بلوتو. من خلال الحضيض الثاني لبلوتو، سيكون نبتون قد أكمل واحد ونصف من مداره، وسيكون ذلك متقدمًا بنحو 130 درجة على بلوتو.

الحد الأدنى لفصل بلوتو ونبتون هو أكثر من 17 وحدة فلكية، وهو أكبر من الحد الأدنى لفصل بلوتو عن أورانوس، 11 وحدة فلكية الحد الأدنى للفصل بين بلوتو ونبتون يحدث في الواقع بالقرب من زمن بلوتو.

الرنين 2: 3 بين الكوكبين مستقر للغاية واحتفظ بهِ على مدى ملايين السنين. هذا يمنع مدارهما من التغير بالنسبة لبعضهم البعض وبالتالي لا يمكن أبدا أن يمران بالقرب من بعضهما البعض. حتى لو لم يكن مدار بلوتو يميل، فلا يمكن أن يصطدما أبدًا. الاستقرار على المدى الطويل من رنين الحركة المتوسطة يرجع إلى حماية المرحلة. إذا كانت فترة بلوتو أقصر قليلاً من 3/2 من نبتون، فإن مداره بالنسبة إلى نبتون سوف ينجرف، مما يجعله يقترب أكثر من مدار نبتون. تؤدي الجاذبية القوية بين الاثنين إلى نقل الزخم الزاوي إلى بلوتو، على حساب نبتون. هذا ينقل بلوتو إلى مدار أكبر قليلاً بحيث يسير ببطئ أكبر وفقًا لقوانين كيبلر للحركة الكوكبية. بعد العديد من هذه التكرارات يتباطأ بلوتو بشكل كافٍ وسرعان ما يسرع كوكب نبتون بما فيه الكفاية، أن مدار بلوتو بالنسبة إلى نبتون ينجرف في الاتجاه المعاكس حتى تعكس العملية. العملية كلها تستغرق حوالي 20،000 سنة لأكتمالها.

عوامل اخرى

أظهرت الدراسات العددية أنه على مدى ملايين السنين، لا تتغير الطبيعة العامة للمحاذاة بين مدارات بلوتو ونبتون. فهناك العديد من الرنين والتفاعلات الأخرى التي تعزز استقرار بلوتو. تنشأ هذه بشكل أساسي من آليتين إضافيتين (إلى جانب رنين متوسط الحركة 2: 3).

أولاً: حجة بلوتو حول الحضيض والزاوية بين النقطة التي يعبر فيها المسار الشمسي والنقطة التي يكون فيها الأقرب إلى الشمس، تحترق عند حوالي 90 درجة. هذا يعني أنه عندما يكون بلوتو الأقرب إلى الشمس، يكون في أقصى مسافة أعلى مستوى المجموعة الشمسية ويمنع مواجهات نبتون. هذا هو نتيجة لآلية كوزاي، التي تربط غرابة المدار بميله إلى جسم أكبر مضطرب في حالة نبتون. بالنسبة إلى نبتون، تبلغ سعة الإزاحة 38 درجة، وبالتالي يكون الفصل الزاوي حول محيط بلوتو إلى مدار نبتون دائمًا أكبر من 52 درجة (90 درجة - 38 درجة). يحدث أقرب فصل زاوي كل 10،000 عام.

ثانياً: إن خطوط الطول للكوكبين والمقصود النقاط التي يعبران فيها الكسوف الشمسي هي في صدى شبه قريب من الاهتزاز أعلاه. عندما يكون خطي الطول متماثلين يقع محيط بلوتو عند 90 درجة تمامًا، ومن ثم يصبح أقرب إلى الشمس عندما يكون أعلى من مدار نبتون. هذا هو المعروف باسم 1: 1 صدى عظمى. تلعب جميع الكواكب العملاقة ولا سيما كوكب المشتري دورًا في ابتكار الرحلة.

شبيه القمر

في عام 2012 افترض أن (أوران 15810) يمكن أن يكون شبه قمر من بلوتو وهو نوع معين من التكوين المداري المشترك. ووفقًا للفرضية سيكون الجسم عبارة عن شبه قمر لبلوتو لحوالي 350،000 عام من كل فترة مليوني عام. أتاحت القياسات التي أجرتها المركبة الفضائية نيوهورايزنز في عام 2015 حساب مدار أوران 15810 بدقة أكبر.

تؤكد هذه الحسابات الديناميتية الكلية الموصوفة في الفرضية. ومع ذلك لم يتفق علماء الفلك حول ما إذا كان ينبغي تصنيف أوران 15810 على أنه قمر من بلوتو بناءً على هذه الحركة لأن مداره يتحكم بهِ كوكب نبتون بشكل أساسي مع اضطرابات أصغر بسبب بلوتو.

الدوران

يدور بلوتو حول الشمس مدار بيضاوي شاذ غير ثابت ويبتعد كثيراً عن دائرة مسير الشمس، فسبب دوران الكواكب حول الشمس عكس عقارب الساعة ناتج عن دوران الشمس حول نفسها، وبالتالي تجذب معها بقية الكواكب في نفس اتجاه دورانها بواسطة الجاذبية التي فيها.

فترة دوران بلوتو حول نفسهِ ليكون يومه يساوي 6.39 من يوم الأرض. مثل أورانوس، يدور بلوتو على "جانبه" في مرحلته المدارية، بميل محوري يبلغ 120 درجة، وبالتالي يكون التغير الموسمي شديدًا عند التغييرات، يكون ربع سطحه في وضح النهار، في حين أن الربع الآخر في ظلام مستمر. وقد نوقش سبب هذا التوجه غير العادي.

أشارت الأبحاث التي أجرتها جامعة أريزونا إلى أن ذلك ربما يرجع إلى الطريقة التي يتم بها ضبط دوران الجسم دائمًا لتقليل الطاقة. قد يعني هذا إعادة توجيه الجسم لوضع كتلة دخيلة بالقرب من خط الاستواء وتميل المناطق التي تفتقر إلى الكتلة نحو القطبين. وهذا ما يسمى التجول القطبي.

وفقا لبحث نشرته جامعة أريزونا فقد يكون السبب في ذلك كتلة من النيتروجين المتجمد في مناطق مظللة من الكوكب القزم. من شأن هذه الكتل أن تتسبب في إعادة توجيه الجسم، مما يؤدي إلى إمالة محورية غير عادية تبلغ 120 درجة. ويرجع تراكم النيتروجين إلى مسافة بلوتو الواسعة من الشمس. عند خط الاستواء يمكن أن تنخفض درجات الحرارة إلى 240 درجة مئوية (400 درجة فهرنهايت، 33.1 كلفن)، مما يتسبب في تجميد النيتروجين حيث يتجمد الماء على الأرض. يمكن ملاحظة التأثير نفسه الذي شوهد على بلوتو لو فرضناه على الأرض إذا كانت الطبقة الجليدية في أنتاركتيكا أكبر بعدة مرات.

جيولوجية بلوتو

تسبب أصل بلوتو وهويته في حيرة لعلماء الفلك. إحدى الفرضيات المبكرة كانت أن بلوتو كان قمرًا هرب من نبتون، كما هو الحال مع قمر تريتون. تم رفض هذه الفكرة في النهاية بعد أن أظهرت الدراسات الديناميكية أنها مستحيلة لأن بلوتو لم يقترب أبداً من نبتون في مداره.

بدأ مكان بلوتو الحقيقي في النظام الشمسي في الكشف عن نفسه فقط في عام 1992، عندما بدأ علماء الفلك في العثور على أجسام جليدية صغيرة وراء نبتون كانت مشابهة لبلوتو، ليس فقط في المدار ولكن أيضًا في الحجم والتركيب. يُعتقد أن هذه الأجسام العابرة لنبتون مصدر العديد من المذنبات القصيرة الأجل.

يُعرف بلوتو الآن بأنه أكبر عضو في حزام كويبر، حزام مستقر من الأشياء الواقعة بين 30 و50 وحدة فلكية من الشمس. اعتبارًا من عام 2011، كانت المسوحات التي أجريت على حزام كويبر حتى حجم 21 قد اكتملت تقريبًا، ومن المتوقع أن تتجاوز أي جرمات متبقية بحجم بلوتو 100 وحدة فلكية من الشمس. مثل جرمات حزام كايبر الأخرى، يشارك بلوتو مميزات مع المذنبات. على سبيل المثال تهب الرياح الشمسية سطح بلوتو تدريجيا في الفضاء. لقد زُعم أنه إذا تم وضع بلوتو بالقرب من الشمس مثل الأرض، فسيتطور ذيل، كما تفعل المذنبات. تمت مزاعم هذا الادعاء بحجة مفادها أن سرعة هروب بلوتو مرتفعة للغاية بحيث لا يمكن حدوث ذلك. ومع ذلك فقد زُعم أيضًا أن بلوتو ربما يكون قد تشكل نتيجة لتكتل العديد من المذنبات وجرمات حزام كويبر ذات الصلة.

على الرغم من أن بلوتو هو أكبر جرم من حزام كويبر المكتشف، فإن قمر نبتون تريتون وهو أكبر بقليل من بلوتو يشبهه جيولوجيًا ويُعتقد أنه جرم حزام كويبر الذي تم التقاطه. يماثل إريس نفس حجم بلوتو (على الرغم من كونه أكثر ضخامة) ولكنه لا يُعتبر عضوًا من سكان حزام كويبر. بدلاً من ذلك يعتب