Toen NASAs New Horizons-ruimtevaartuig Pluto voor het eerst van dichtbij fotografeerde, vond het iets wat niemand verwachtte: geen inslagkraters. Geen die het ruimtevaartuig kon zien, en die afwezigheid is op zichzelf al een feit — het betekent dat Pluto's oppervlak minder dan 10 miljoen jaar oud is, een geologische baby vergeleken met de oude, kraterbesproeide werelden in de buurt.
Pluto is een dwergplaneet in de Kuipergordel, de ring van ijzige lichamen die voorbij Neptunes baan begint. Het ligt zo ver weg dat zonlicht, na het binnenste Zonnestelsel in minuten te hebben gekruist, 5,5 uur nodig heeft om het te bereiken op zijn baanafstand van 39,5 AU. Deze afgelegen ligging is precies waarom Pluto zijn geheimen zo lang heeft bewaard — en waarom het verhaal van zijn ontdekking, naamgeving, degradatie en ten slotte bezoek meer dan vijf minuten van uw tijd waard is.
Een jaar fotografieën vergelijken
Pluto's ontdekking was minder een eureka-moment dan een langzaam, methodisch proces. Vanaf 6 april 1929 gebruikte astronoom Clyde Tombaugh de 13-inch astrograaf van de Lowell Observatory om dezelfde luchtplek meerdere nachten fotograferen, en vergeleek vervolgens de platen voor alles wat tegen de vaste achtergrond van sterren was verplaatst. Het was doelbewust saaierwerk: een planeet zou tussen exposures van positie veranderen, terwijl sterren dat niet deden.
De methode bleek succesvol. Het was in Lowell in 1930 dat Tombaugh Pluto ontdekte, wat een zoektocht afsloot die de oprichter van het observatorium, Percival Lowell, decennia eerder naar een hypothetische "Planeet X" was begonnen. Tombaugh bereikte het door geduld en een vergrootcomparator, niet door geluk.
Een elfjarige noemde het
De naamgeving werd door commissie besloten, maar de winnende suggestie kwam van een kind. De naam Pluto werd voorgesteld door Venetia Burney, een elfjarig schoolmeisje in Oxford, Engeland, die geïnteresseerd was in klassieke mythologie. Ze stelde het aan haar familie voor na te hebben gehoord van de nieuwe ontdekking, en de naam sloeg aan boven alle alternatieven die het Lowell-personeel had overwogen — een passende keuze voor een kleine, zwakke wereld vernoemd naar de god van de onderwereld, koud en ver van de Zon.
Van negende planeet naar dwergplaneet
Gedurende het grootste deel van de 20e eeuw was Pluto gewoon de negende planeet. Dat veranderde in 2006. Pluto werd decennia lang als planeet beschouwd totdat het concept "dwergplaneet" dat jaar door de Internationale Astronomische Unie werd aangenomen — en vandaag wordt Pluto beschouwd als het prototypische voorbeeld van de categorie, de wereld waarrond de definitie werd gebouwd.
De logica achter de degradatie komt neer op buurtcontrole. Een reden dat Pluto werd heronderdeeld, is dat de massa slechts 0,07 keer de gecombineerde massa van de andere objecten die zijn baanzone delen, terwijl de massa van de Aarde 1,7 miljoen keer de resterende massa in zijn baan is. De Aarde heeft zijn baan rond de Zon overweldigend schoongeveegd; Pluto, op dezelfde maatstaf, is er niet in geslaagd de zijne schoon te vegen. Die ene verhouding is het verschil tussen "planeet" en "dwergplaneet" in de IAU-regelboek.
Een kleine wereld, zelfs onder dwergen
Als we de classificatiediscussie terzijde leggen, spreken Pluto's getallen voor zichzelf. De diameter is 2.376,6 km en de massa is 17,7% van die van de Maan (0,22% van de Aarde), maar het oppervlak is iets groter dan Rusland — een herinnering dat zelfs een kleine bol veel grondgebied uitvalt wanneer je erop staat in plaats van ernaar te kijken vanuit de ruimte.
Pluto is niet eens het grootste object van zijn soort in het buitenste Zonnestelsel, maar het overschaduwt toch objecten dichter bij huis: Pluto heeft meer dan twee keer de diameter en een dozijn keer de massa van Ceres, het grootste object in de asteroidengordel. Twee werelden, beide uiteindelijk geclassificeerd als "dwergplaneet", gescheiden door een grootte-afgrond die het gedeelde label niet suggereert.
Charon: Een maan bijna zo groot als zijn planeet
Pluto's grootste maan kwam ook van een blink comparator, decennia later. Charon werd ontdekt door astronoom James Christy van de U.S. Naval Observatory met behulp van de 1,55-meter telescoop op de Flagstaff-station van de Naval Observatory, op 22 juni 1978, terwijl hij sterk vergrote afbeeldingen van Pluto op fotografische platen uit twee maanden eerder bestudeerde.
Wat de ontdekking opmerkelijk maakte, was niet alleen de maan zelf maar de grootte ervan. Charons diameter is 1.212 kilometer, iets meer dan de helft van Pluto — proportioneel enorm naast de wereld die het omcirkelt, wat precies de reden is waarom het opviel aan Christy op die vergrote platen in plaats van verborgen te blijven.
Christy noemde de maan Charon als een wetenschappelijk klinkende versie van de bijnaam "Char" van zijn vrouw Charlene, nadat hij eerst "Oz" op 24 juni 1978 had voorgesteld. De mythologische betekenis kwam later — Charon is de veerman die zielen over de rivier Styx naar de onderwereld die door Pluto wordt beheerst vervoert — maar de eerste inspiratie van de astronoom was veel dichter bij huis.
Een dag die de baan van zijn maan overeen komt
Pluto en Charon zijn in een ongewoon strak ritme aan elkaar vergrendeld. Pluto's rotatieperiode, zijn dag, is gelijk aan 6.387 aardse dagen. Afzonderlijk draaien Charon en Pluto elke 6.387 dagen rond elkaar. Deze twee getallen zijn geen toeval: Pluto houdt hetzelfde gezicht naar Charon gericht, net zoals Charon hetzelfde gezicht naar Pluto gericht houdt, beide lichamen wederzijds getijde-vergrendeld tot een gedeeld ritme.
Deze langzame rotatie gaat samen met een extreme hellingshoek. Pluto roteert op zijn zijde met een axiale helling van 120 graden, wat zijn seizoensvariatie extreem maakt: op zijn zonnestilstanden is een kwart van het oppervlak in continu daglicht terwijl een ander kwart in continu duisternis is. Een Plutonische pool kan decennia zonder de Zon door te brengen, dan ronddraaien naar niets dan daglicht.
Een jonge wereld met dunne lucht
Dit brengt het verhaal terug naar die ontbrekende krater. Pluto heeft geen kraters die zichtbaar waren voor New Horizons, wat aangeeft dat het oppervlak minder dan 10 miljoen jaar oud is — geologisch jong volgens de normen van het Zonnestelsel, wat betekent dat iets het lang nadat het merendeel van de werelden eenvoudig inslagkraters verzamelde, telkens opnieuw heeft gevormd.
De lucht boven dat jonge oppervlak is nauwelijks aanwezig. Volgens metingen van New Horizons is Pluto's oppervlakteatmosferische druk ongeveer 1 Pa, ruwweg een miljoen tot 100.000 keer minder dan de atmosferische druk van de Aarde. Het is eerder een nevel die aan het ijs kleeft dan een atmosfeer, dik genoeg om wetenschappelijk van belang te zijn, maar te dun om aan te voelen als lucht in enige vertrouwde zin.
New Horizons: Het enige bezoek tot nu toe
Alles wat New Horizons vond, vond het in één passage. Het ruimtevaartuig werd op 19 januari 2006 gelanceerd met een snelheid van ongeveer 16,26 km/s ten opzichte van de Zon, en was het snelste door mensen gemaakte object, naar gemiddelde snelheid ten opzichte van de Aarde, ooit van de Aarde gelanceerd — het had elk spoor van die snelheid nodig voor een tienjarige reis naar een doel 39,5 AU weg.
.jpg){kind=link}
Op 14 juli 2015 vloog het New Horizons-ruimtevaartuig voorbij Pluto en zijn vijf manen — de voorbijvlucht achter elk close-up beeld en nauwkeurige meting in dit artikel, van ontbrekende kraters tot Charons werkelijke grootte. Passend bevinden zich ongeveer 30 gram as van Clyde Tombaugh aan boord van het ruimtevaartuig, ter nagedachtenis van zijn ontdekking van Pluto in 1930 — de man die Pluto met een vergrootcomparator vond, mocht decennia later aan boord gaan van de missie die eindelijk onthulde wat hij had gevonden.