Quando il veicolo spaziale New Horizons della NASA ha fotografato Plutone da vicino, ha trovato qualcosa che nessuno si aspettava: nessun cratere da impatto. Almeno nessuno che il veicolo spaziale potesse vedere, e quell'assenza è di per sé un fatto — significa che la superficie di Plutone ha meno di 10 milioni di anni, un infante geologico rispetto ai mondi antichi e pieni di crateri nelle vicinanze.
Plutone è un pianeta nano nella cintura di Kuiper, l'anello di corpi ghiacciati che inizia oltre l'orbita di Nettuno. Si trova così lontano che la luce solare, dopo aver attraversato il sistema solare interno in minuti, ha bisogno di 5,5 ore per raggiungerlo alla sua distanza orbitale di 39,5 UA. Questo isolamento è esattamente il motivo per cui Plutone ha mantenuto i suoi segreti così a lungo — e perché la storia della sua scoperta, denominazione, declassamento e infine visita merita più di cinque minuti del vostro tempo.
Un anno di confronto di fotografie
La scoperta di Plutone non è stata un momento eurekico quanto una lenta e metodica macinazione. A partire dal 6 aprile 1929, l'astronomo Clyde Tombaugh ha utilizzato l'astrogtrafo da 13 pollici dell'Osservatorio Lowell per fotografare la stessa zona di cielo in diverse notti, quindi ha confrontato i piatti per tutto ciò che si era mosso rispetto allo sfondo fisso delle stelle. Era lavoro tedioso per progettazione: un pianeta avrebbe cambiato posizione tra gli scatti, mentre le stelle no.
Il metodo ha dato risultati. È stato a Lowell nel 1930 che Tombaugh ha scoperto Plutone, concludendo una ricerca che il fondatore dell'osservatorio, Percival Lowell, aveva iniziato decenni prima cercando un ipotetico "Pianeta X". Tombaugh ci è arrivato con pazienza e un comparatore ingrandente, non per fortuna.
Un undicenne lo ha nominato
La denominazione è stata decisa da un comitato, ma il suggerimento vincente è venuto da un bambino. Il nome Plutone è stato suggerito da Venetia Burney, una ragazza di undici anni di Oxford, Inghilterra, che era interessata alla mitologia classica. Lo ha proposto a sua famiglia dopo aver sentito della nuova scoperta, e il nome si è imposto su tutte le alternative che il personale di Lowell aveva considerato — una scelta appropriata per un mondo piccolo e debole denominato dal dio degli inferi, freddo e lontano dal Sole.
Dal nono pianeta al pianeta nano
Per la maggior parte del XX secolo, Plutone era semplicemente il nono pianeta. Questo è cambiato nel 2006. Plutone era stato considerato un pianeta per decenni fino a quando il concetto di "pianeta nano" è stato adottato dall'Unione Astronomica Internazionale quell'anno — e oggi Plutone è considerato l'esempio prototipico della categoria, il mondo la definizione è stata costruita intorno.
Il ragionamento dietro il declassamento si riduce al controllo del vicinato. Una ragione per cui Plutone è stato riclassificato è che la sua massa è solo 0,07 volte la massa combinata degli altri oggetti che condividono la sua zona orbitale, mentre la massa della Terra è 1,7 milioni di volte la massa rimanente nella sua orbita. La Terra ha principalmente cancellato la sua corsia intorno al Sole; Plutone, a questa stessa misura, è arrivato da nessuna parte al cancellamento della sua. Quel singolo rapporto è la differenza tra "pianeta" e "pianeta nano" nel regolamento dell'IAU.
Un piccolo mondo, anche tra i nani
Una volta messa da parte la controversia sulla classificazione, i numeri di Plutone parlano da soli. Il suo diametro è 2.376,6 km e la sua massa è il 17,7% di quella della Luna (0,22% di quella della Terra), ma la sua superficie è leggermente più grande della Russia — un promemoria che anche una piccola sfera si srotola in un sacco di terreno quando sei in piedi invece di guardarlo dallo spazio.
Plutone non è nemmeno l'oggetto più grande del suo genere nel sistema solare esterno, ma supera comunque gli oggetti più vicini a casa: Plutone ha più del doppio del diametro e una dozzina di volte la massa di Cerere, l'oggetto più grande nella fascia di asteroidi. Due mondi, entrambi infine classificati come "pianeta nano", separati da un abisso di dimensioni che l'etichetta condivisa non suggerisce.
Caronte: Una luna quasi grande quanto il suo pianeta
La luna più grande di Plutone proveniva da un comparatore di battute anche, decenni dopo. Caronte è stato scoperto dall'astronomo dell'Osservatorio navale degli Stati Uniti James Christy utilizzando il telescopio da 1,55 metri della Stazione Flagstaff dell'Osservatorio navale, il 22 giugno 1978, mentre stava esaminando immagini altamente ingrandite di Plutone su piatti fotografici presi due mesi prima.
Ciò che ha reso notevole la scoperta non era solo la luna stessa ma le sue dimensioni. Il diametro di Caronte è 1.212 chilometri, poco più della metà di Plutone — proporzionalmente enorme accanto al mondo che orbita, che è esattamente il motivo per cui si è distinto a Christy su quei piatti ingranditi piuttosto che rimanere nascosto.
Christy ha nominato la luna Caronte come versione dal suono scientifico del soprannome "Char" di sua moglie Charlene, dopo aver prima suggerito "Oz" il 24 giugno 1978. La lettura mitologica è venuta dopo — Caronte è il traghettatore che trasporta le anime attraverso il fiume Stige agli inferi governati da Plutone — ma l'ispirazione iniziale dell'astronomo era molto più vicina a casa.
Un giorno che corrisponde all'orbita della sua luna
Plutone e Caronte sono bloccati insieme in un ritmo insolitamente stretto. Il periodo di rotazione di Plutone, il suo giorno, è uguale a 6,387 giorni terrestri. Separatamente, Caronte e Plutone si orbitano reciprocamente ogni 6,387 giorni. Questi due numeri non sono una coincidenza: Plutone tiene la stessa faccia rivolta verso Caronte in ogni momento, proprio come Caronte tiene la stessa faccia rivolta verso Plutone, entrambi i corpi reciprocamente bloccati dalla marea a un ritmo condiviso.
Quella rotazione lenta viene con un'inclinazione estrema. Plutone ruota sul fianco con un'inclinazione assiale di 120 gradi, rendendo la sua variazione stagionale estrema: ai suoi solstizi, un quarto della sua superficie è in luce continua mentre un altro quarto è in oscurità continua. Un polo plutoniano può trascorrere decenni senza mai vedere il Sole, quindi ruotare intorno a nient'altro che luce diurna.
Un mondo giovane e dall'aria sottile
Questo riporta la storia a quel cratere mancante. Plutone non ha crateri visibili per New Horizons, indicando che la sua superficie ha meno di 10 milioni di anni — geologicamente giovane secondo gli standard del sistema solare, il che significa che qualcosa ha continuato a rifare la superficie molto dopo l'epoca in cui la maggior parte dei mondi semplicemente accumulava cicatrici d'impatto.
L'aria sopra quella giovane superficie è praticamente inesistente. Secondo le misurazioni di New Horizons, la pressione atmosferica superficiale di Plutone è di circa 1 Pa, circa un milione di volte fino a 100.000 volte inferiore alla pressione atmosferica terrestre. È meno un'atmosfera che una foschia che si attacca al ghiaccio, abbastanza spessa da importare scientificamente ma troppo sottile per sentirsi come aria in qualsiasi senso familiare.
New Horizons: L'unica visita finora
Tutto ciò che New Horizons ha trovato, l'ha trovato in un singolo passaggio. Il veicolo spaziale è stato lanciato il 19 gennaio 2006, a una velocità di circa 16,26 km/s rispetto al Sole, ed è stato l'oggetto più veloce creato dall'uomo, per velocità media rispetto alla Terra, mai lanciato dalla Terra — aveva bisogno di ogni po' di quella velocità per un viaggio di dieci anni a una destinazione a 39,5 UA di distanza.
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Il 14 luglio 2015, la sonda spaziale New Horizons ha sorvolato Plutone e i suoi cinque satelliti — il flyby dietro ogni immagine ravvicinata e misurazione precisa in questo articolo, dai crateri mancanti alle vere dimensioni di Caronte. Opportunamente, circa 30 grammi delle ceneri di Clyde Tombaugh si trovano a bordo del veicolo spaziale, per commemorare la sua scoperta di Plutone nel 1930 — l'uomo che ha trovato Plutone con un comparatore ingrandente ha avuto l'opportunità di salire, decenni dopo, sulla missione che finalmente ha rivelato quello che aveva trovato.