Sondowanie Plutona

Od chwili odkrycia w 1930 r. ta karłowata planeta oddaliła się na swojej orbicie poza ludzki zasięg, a jej mroźną powierzchnię skrywa mgła tajemnicy, której nawet najpotężniejsze teleskopy nie mogą dokładnie przejrzeć. Tak naprawdę Plutona nie znamy.
Ale ten stan rzeczy zmieni się 14 lipca – tego dnia sonda kosmiczna New Horizons amerykańskiej agencji NASA przeleci w odległości 12,5 tys. km od zmrożonego karła. To ryzykowny manewr, ale jeśli wszystko się powiedzie, przelotne spotkanie bliskiego stopnia odkryje tajemnice ostatniego z nieznanych światów klasycznego Układu Słonecznego.
Wreszcie naprawdę zobaczymy powierzchnie byłej dziewiątej planety i jej największego księżyca, Charona. Naukowcy mają wprawdzie podejrzenia w sprawie tego, co mogą tam znaleźć, ale pewne jest tylko jedno: Pluton będzie niespodzianką.

Archiwum X

Nie po raz pierwszy Pluton staje w sprzeczności z oczekiwaniami względem niego. W roku 2006, tym samym, w którym wystartowała sonda New Horizons, zniknął z listy planet i objawił się jako planeta karłowata. To oczywiście było skutkiem poglądów astronomów, a nie zjawisk na nieboskłonie, ale tak naprawdę Pluton był trudnym orzechem do zgryzienia, nawet zanim został odkryty.
Już w latach 40. XIX w. skomplikowane obliczenia pozwoliły założyć istnienie planety poza orbitą Neptuna. Kalkulacje oparte na masie Neptuna sugerowały, że orbity tego lodowego olbrzyma i jego sąsiada Urana nie do końca pasują do przewidywanego ruchu planetarnego. Niektórzy astronomowie uznali więc, że przynajmniej jeden duży, nieodkryty świat na krawędzi Układu Słonecznego musi „poszturchiwać” lodowe olbrzymy i wpływać na ich tory ruchu wokół Słońca.
Przed końcem stulecia tropienie brakującej planety nabrało przyspieszenia: jej znalazca wsławiłby się odkryciem pierwszej nowej planety od ponad 50 lat. Bostoński arystokrata Percival Lowell – prawdopodobnie najlepiej znany z twierdzenia, że dostrzegł kanały nawadniające na powierzchni Marsa – nazwał ten odległy świat „Planetą X” i podjął energiczne poszukiwania.
Zbudował własne obserwatorium we Flagstaff w Arizonie, które w 1905 r. stało się centrum poszukiwań Planety X, a sam zajął się obliczaniem jej prawdopodobnego położenia oraz pożyczaniem sprzętu do przeczesywania Układu Słonecznego. Lowell zmarł w 1916 r., nie doczekawszy się potwierdzenia, że Planeta X istnieje naprawdę.
Przenieśmy się szybko do roku 1930. Pewnego lutowego popołudnia 24-letni Clyde Tombaugh zaparkował na swoim miejscu w Obserwatorium Lowella. Ten rolnik z Kansas został wyznaczony do szukania tajemniczej planety Lowella. Nie miał formalnego wykształcenia w dziedzinie astronomii, ale nauczył się budować teleskopy z części starych samochodów i innych nieprawdopodobnych elementów.
Był perfekcjonistą. Gdy hodowałem sorgo dwubarwne – pisał w 1980 r. we wspomnieniach – rzędy wzdłuż pola musiały być proste jak strzała. Inaczej byłem niezadowolony. Później każde podejrzenie związane z planetą, nawet najdrobniejsze, musiało być sprawdzone… To była najbardziej żmudna praca, jaką kiedykolwiek wykonywałem.
Tombaugh spędził rok, szukając brakującego świata za pomocą instrumentu zwanego komparatorem błyskowym. Głośna maszyna pozwalała badaczom szybko przerzucać w przód i wstecz zdjęcia wykonane z dużym czasem naświetlania, zawierające często setki gwiazd, wykonane w odstępie kilku dni. Wszystko, co przebyło w tym czasie istotną odległość – planeta lub asteroida, na przykład – wydawało się poruszać, gdy obrazy były przełączane.
Późnym popołudniem 18 lutego Tombaugh obsługiwał komparator i wpatrywał się w tysiące gwiazd, każdą z nich oceniając własnym okiem. Nagle na zdjęciach wykonanych w odstępie sześciu dni w styczniu zauważył niewielką plamkę światła, która zmieniła położenie.
Tombaugh przerzucał obrazy wstecz i do przodu i przyglądał się tej plamce wyskakującej ze swojego oryginalnego położenia i wracającej do niego. Chwycił linijkę i zmierzył dokładnie różnicę położeń plamki. Potem znalazł kolejne zdjęcie nieba, wykonane wcześniej w styczniu, i wyszukał tę samą plamkę. Wreszcie za pomocą ręcznego powiększacza potwierdził obecność potencjalnej planety na jeszcze jednym zestawie zdjęć, wykonanych innym aparatem. Po 45 minutach Tombaugh był przekonany.

Znalazł Planetę X

– Patrzysz na plamkę, która jest Plutonem, i jest to dość mała plamka – mówi Will Grundy, członek zespołu New Horizons, który pracuje w Obserwatorium Lowella. – Naprawdę trzeba było mocno się w to wpatrywać. Nie wiem, jak udało mu się nie oślepnąć.
Po kilku tygodniach obserwacji kontrolnych Obserwatorium Lowella ogłosiło odkrycie Tombaugha 13 marca, co przypadkiem zbiegło się z 75. rocznicą urodzin Lowella.
Ale prawie natychmiast astronomowie zorientowali się, że coś jest nie tak. Podskakujący punkt świetlny był o wiele za słaby jak na Planetę X. Nawet najlepsze teleskopy tamtych czasów nie mogły dostrzec dysku planety, co znaczyło, że obiekt był mały – o wiele za mały, aby wyjaśnić taniec lodowych olbrzymów.
– Oczekiwali czegoś jaśniejszego, większego – mówi Owen Gingerich, emerytowany astronom i historyk z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. – Ale mimo to przyjęli, że planeta ma wielkość Ziemi. Czyli jest o wiele mniejsza niż Uran i Neptun, ale pozostaje światem godnej wielkości.
Obserwatorium Lowella od razu musiało wymyślić nazwę dla nowej planety. Zostało zasypane tysiącami listów. Na początku prym wiodła nazwa „Minerwa”. 11-letnia Angielka Venetia Burney zaproponowała nazwę „Pluton”, od imienia greckiego boga podziemi. To było odpowiednio mroczne imię dla planety na ciemnym krańcu Układu Słonecznego i wpasowywało się w konwencję nadawania nazw mitologicznych. I tak 1 maja Obserwatorium Lowella ogłosiło, że Planeta X otrzyma nazwę Pluton.
Ale ze względu na dziwną, pochyloną orbitę i zaskakująco małe rozmiary nowy świat pozostał zagadką. Z upływem lat szacowana masa planety Tombaugha malała coraz bardziej i bardziej, aż wreszcie zmniejszyła się tak, że przestała odpowiadać rozmiarom planety i w 2006 r. Pluton został planetą karłowatą.
Dzięki obserwacjom oddziaływania Plutona z jego satelitą Charonem naukowcy wiedzą dziś, że masa Plutona to jedynie dwie tysięczne masy Ziemi. Charon, odkryty w 1978 r., ma wielkość prawie połowy Plutona – jest tak duży, że razem tworzą w rzeczywistości układ podwójny.
Obracają się wokół punktu w przestrzeni leżącego pomiędzy nimi jako podwójna planeta karłowata i poruszają się do przodu w środku niezwykle złożonego układu zawierającego jeszcze co najmniej cztery księżyce.
Naukowcy podejrzewają, że wokół Plutona może być nawet więcej księżyców, które mogą współdzielić lub wymieniać orbity i obracać się chaotycznie, zamiast wdzięcznie wirować.
– Nie byłbym zaskoczony, gdybyśmy niespodziewanie znaleźli tam coś naprawdę patologicznie dziwnego – mówi Alex Parker, młody naukowiec na stażu w zespole New Horizons.
To tylko fragment artykułu z lipcowego "National Geographic Polska" – już w kioskach!