Astronomski magazin - HOME

am@astronomija.co.rs
 
 
Sateliti
 

Sadržaj AM
 

 
NSPoint

 
sateliti
Veličina Harona i okultacija
 
Dipl. ing.
Drago I. Dragović

dragovic@net.yu
 

Ako ste možda pomislili da trenutno svi naučnici koji se bave Plutonom i njegovim tajnama nestrpljivo čekaju rezultate misije "New Horizon", koja je uspešno krenula ka ovoj najdaljoj i jedinoj neposećenoj planeti, i ne rade ništa drugo, grdno se varate. Mnogi timovi širom sveta rade punom parom. Pogledajmo jedan zanimljiv poduhvat, u kome su učestvovali francuski astronomi sa Instituta Pjer i Marija Kiri i Pariske opservatorije, uz pomoć brojnih instituta i opservatorija iz Evrope i Južne Amerike.

Među astronomima sve više provejava mišljenje da Pluton i njegov najveći satelit, Haron (otkriven 1978.) treba više posmatrati kao dvostruku planetu nego kao hijerarhijski planetno–satelitski par. Haron je otprilike upola manji od Plutona i ima 1/8 njegove mase. Precizni podaci za poluprečnike Plutona i Harona su i dalje nesigurni, što utiče i na neizvesnost u procenama njihovih gustina. Mada zvezdana okultacija Harona u principu predstavlja odličan metod za određivanje njegove veličine, takve pojave su retke, pogotovu ako je kao u ovom slučaju posmatrani objekat manji od 0,3 nebeska mikroradijana (0,06 arcsec). Jedna od prethodnih okultacija (iz 1980.) dala nam je donju granicu poluprečnika Harona od 600 km [1], koja je nešto kasnije korigovana na 601,5 km[2].

Ovde ćemo nešto više reći o višestrukim posmatranjima stelarne okultacije Haronom, pomoću kojih su za njegov poluprečnik dobijeni rezultati od RH = 603,6 ± 1,4 km [3] i za gustinu ρ = 1,71 ± 0,08 g cm–3. Ova okultacija je omogućila i određivanje gornjih granica od 110 i 15 nanobara za atmosferu oko Herona, u zavisnosti da li je atmosfera čisto azotna ili čisto metanska.

Kako je prethodno bilo i predviđeno, Haron je 11. jula 2005. godine prekrio beznačajnu zvezdu 15. magnitude C313,2 (UCAC2 26257135). Njegova okultaciona senka je pala na teritoriju Južne Amerike, gde se srećom nalaze neki od najvećih teleskopa na svetu (St. Pedro de Atakama, Cerro Paranal, Very Large Telescope itd.), te su osmatranja vršena i obrađivana u Argentini, Boliviji, Brazilu, Čileu, Paragvaju i Urugvaju. Precizno mereći sa više teleskopa vremena pokrivanja i pojave zvezde sa jedne odn. druge strane Harona, dobijena je vrednost poluprečnika od RH = 603,6 ± 1,4 km, uzimajući kao aproksimaciju da je u pitanju pravilan loptasti oblik tela.

Nije uzeta u obzir moguća spljoštenost, kao ni eventualne topografske neravnine, koje mogu uticati na preciznost dobijenog rezultata. Pošto se ne očekuje da na ovom mesecu postoje planinski visovi veći od 10 km, ne očekuju se veća odstupanja od 5 km.

Ova cifra je rezultat intenzivnih rasprava o Haronovom radijusu koja traju već dve decenije. Rezultati dobijeni posmatranjima međusobnih položaja Plutona i Harona – okultacijama i pomračenjima tokom osamdesetih godina prošlog veka – 592 ± 13 km [4], 611 ± 30 km [5] i 627 ± 21 km [6] pretpostavili su veliku poluosu rotacije Harona oko Plutona od 19.599 km. Različiti rezultati su uglavnom posledica različitih podataka ili različitih vrednosti izmerenog albeda.

Savremena i poboljšana posmatranja i određivanja parametara orbite Harona uključuju i vreme koje je u te svrhe potrošio Hablov teleskop, pored bezbrojnih starih merenja izvođenih još od 1978. godine. Fizički parametri koji su korišćeni za izračunavanje orbite su pored ostalih i sledeći: ukupna masa sistema je M = (1,463 ± 0,0033) × 1022 kg, odnos masa Haron/Pluton je f = 0,121 ± 0,006, poluvelika osa je a = 19.599 ± 15 km. To daje Haronovu masu od mH = (1,58 ± 0,07) × 1021 kg, gde glavna moguća greška nastaje usled neodređenosti odnosa masa Plutona i njegovog meseca. Kombinacijom dobijenih masa i dobijene vrednosti RH, dobijamo da je Haronova gustina ρH = 1,71 ± 0,08 g cm–3, gde moguću grešku uglavnom vuče neodređenost Haronove mase.

Ovako je šematski izgledao Haron 11. jula 2005. godine. U vreme okultacije Haron je bio na 30,07 A.J., a brzina geocentrične senke 20,93 km s–1. Podebljani meridijan je onaj koji je uvek okrenut ka Plutonu, obzirom da je satelit zarobljen u sinhronoj orbiti. Podebljana paralela je ekvator Harona. Crnim linijama su pokazane trajektorije zvezde onako kako je to posmatrano sa različitih opservatorija na Zemlji, a crvene predstavljaju segmente u kojima je zvezda bila pokrivena Haronom.

Obzirom da tačan poluprečnik Plutona nije određen, nije precizno određena ni njegova gustina. Zahvaljujući prelamanju kroz Plutonovu atmosferu, određivanje njegovog poluprečnika, RP, još uvek zavisi od primenjenog atmosferskog modela. Gornja granica poluprečnika od RP = 1.195 ± 5 km dobijena je okultacijom, dok je donja od RP = 1.151 ± 6 km dobijena uzajamnim uticajima Plutona i Harona. Kombinovanjem ovih rezultata sa Plutonovom masom dobijeno je da je njegova gustina 1,8 – 2,1 g cm–3 [7]. Glavni uzrok ove neodređenosti leži u Plutonovom poluprečniku, a ne u neprecizno određenoj masi. Dobijeni rezultat upravo i leži u granicama koje su ranije teorijski određene – između 1,4 i 1,8 g cm–3.

Granice Plutonove i Haronove specifične gustine su u dobroj korelaciji sa trenutno važećim strukturnim modelima ovih objekata, po kojima su gustine procenjene na 1,85 g cm–3 i 1,75 g cm–3. To pokazuje nešto veći procenat silikatnih stena u odnosu na razne ledove kod Plutona (0,65) nego kod Harona (0.55–0,60).

Dobijeni podaci stelarnog fluksa, sakupljani sa opservatorija Paranal i El Leoncito, pomogli su i za određivanje gornjih granica navodne atmosfere Harona. Atmosfera zavisi od  površinskog pritiska, prirode gasova i temperaturnih profila datog nebeskog tela. Ovde su pretpostavljena dva slučaja. Jedan je da se atmosfera sastoji od izotermalnog azota na TS = 56 K, na koliko se procenjuje dnevna temperatura tla na Haronu. Drugi je da se sastoji od čistog metana, čija se temperatura povećava sa 56 K na površini do 100 K na visini od 20 km, zbog Sunčevog zagrevanja, kao što je slučaj sa Plutonovom atmosferom. Ta dva slučaja daju gornju granicu od 110 odn. 1,3 nanobara. Treba primetiti da bi zbog prelamanja stelarnih zrakova kroz atmosferu moglo doći do redukovanja Haronove senke za oko 10 km, što znači da ako se u budućnosti potvrdi postojanje atmosfere tog nivoa, to će se odraziti i na vrednost RH.
 

[1] F. Colas, F. Vachier, R. Vieira Martins, Observatoire de Paris, IMCCE, 75014 Paris, France.
[2] Elliot, J. L. & Young, L. A. Limits on the radius and a possible atmosphere of Charon from its 1980 stellar occultation. Icarus 89, 244–-254 (1991).
[3] Tim američkih stručnjaka sa Lovelove opservatorije i MIT–a odredio je za nijansu   drugačije vrednosti: za poluprečnik 606 ± 8 km, a za gustinu 1,72 ± 0,15 g cm–3.
[4] Reinsch, K., Burwitz, V. & Festou, M. C. Albedo maps of Pluto and improved physical parameters of the Pluto-Charon system. Icarus 108, 209–-218 (1994).
[5] Tholen, D. J. & Buie, M. W. Further analysis of the Pluto-Charon mutual event observations. Bull. Am. Astron. Soc. 22, 1129 (1990).
[6] Buratti, B. J. et al. Modeling Pluto-Charon mutual events. II. CCD observations with the 60 in. telescope at Palomar Mountain. Astron. J. 110, 1405–-1419 (1995).
[7] Olkin, C. B., Wasserman, L. H. & Franz, O. G. The mass ratio of Charon to Pluto from Hubble Space telescope astrometry with the fine guidance sensors. Icarus 164, 254–-259 (2003).

 

(10.08.2006.)


Komentar?

Vaše ime:
Vaša e-mail adresa:
Predmet:
Vaš komentar:

vrh

 

 

AM SCG

 

 

Pluton ima tri satelita

Sateliti Plutona

OTKRIVENI NOVI SATELITI OKO PLUTONA

NOVI PLUTONOVI SATELITI DOBILI NAZIVLJA

Novo krštenje u Sunčevom sistemu