Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Braut Plútós sker braut Úranusar og Neptúnusar. Gætu þessar reikistjörnur þá ekki rekist hver á aðra?

Athugasemd ritstjórnar: Þegar þetta svar var upphaflega skrifað var Plútó flokkaður sem ein af reikistjörnum sólkerfisins. 24. ágúst árið 2006 samþykkti Alþjóðasamband stjarnfræðinga aftur á móti nýja skilgreiningu á reikistjörnum. Plútó fellur ekki undir hana og telst nú til dvergreikistjarna. Reikistjörnurnar eru því átta talsins: Merkúríus, Venus, jörðin, Mars, Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus. Þess ber þó að geta að Plútó sjálfur hefur auðvitað ekkert breyst við þetta.


Þessi spurning kann að láta lítið yfir sér en reynist búa yfir skrýtnum og skemmtilegum atriðum þegar að er gáð. Meðal annars tengist svarið við henni þeim hugmyndum sem menn hafa gert sér á hverjum tíma um myndun Plútós. Svarið sem hér er birt er byggt á nýlegum rannsóknum og miklum útreikningum. Samkvæmt þeim er hnekkt fyrri hugmyndum um að Plútó hafi upphaflega verið tungl Neptúnusar.

Reyndar er ekki rétt að braut Plútós skeri braut Úranusar en hins vegar sker hún braut Neptúnusar. Það sýnist okkur að minnsta kosti ef við horfum ofan á brautarsléttu eða -plan sólkerfisins.

Ef brautirnar skerast í raun og veru er auðvitað eðlilegt að hugsa sér að einhvern tímann komi að því að reikistjörnunar tvær séu staddar í sama skurðpunktinum á sama tíma - og þá yrði árekstur! En hér er tvennt að athuga sem hvort um sig dugir til að pláneturnar komast aldrei mjög nálægt hvor annarri.

Í fyrsta lagi hallast braut Plútós verulega miðað við brautarsléttu Neptúnusar. Brautarslétturnar liggja báðar um sól og skerast því í beinni línu sem liggur líka gegnum sólina. Til þess að reikistjörnurnar geti rekist á er ekki nóg að þær virðist koma í sama punkt þegar horft er ofan á brautarslétturnar, heldur þyrftu stjörnurnar að vera á þessari línu sem er sameiginleg báðum brautarsléttunum og kallast hnútalína. En þá vill ekki betur til en svo að Plútó er alltaf fjærst þessari línu og um leið fjærst brautarsléttu Neptúnusar þegar hann er næst sól, það er að segja þegar hann gæti ella verið að rekast á Neptúnus. Þetta sést glöggt á myndinni hér á eftir.



Fyrsta myndin sýnir stöðu Plútó og Neptúnusar árið 1893. (Reyndar vissu menn ekki af Plútó þá, en það er önnur saga.) Á næstu mynd frá 1979 hefst tuttugu ára tímabil þar sem Plútó er nær sólinni en Neptúnus. Eins og sjá má, bæði ofanfrá og af þverskurðinum, er töluvert bil milli plánetanna. Þriðja myndin (2058) sýnir stöðuna þegar Neptúnus hefur farið einn hring umhverfis sólina frá 1893. Plútó hefur þá farið 2/3 af sínum hring. Árið 2223 er Neptúnus búinn að fara 2 hringi síðan 1893 og Plútó er aftur að verða næstysta plánetan. Síðasta myndin (2388) sýnir loks stöðuna eftir að Neptúnus hefur farið þrjá hringi og Plútó tvo. Eins og við sjáum er þetta sama staða og árið 1893.

Þar sem fjarlægð Neptúnusar frá sól er um það bil 30 stjarnfræðieiningar má sjá á myndunum að "lóðrétta" fjarlægðin milli reikistjarnanna á þeim, fjarlægðin mælt hornrétt á brautarslétturnar, er á bilinu 5-10 stjarnfræðieiningar sem er hreint ekki lítil tala. (Stjarnfræðieiningin er sama og geisli jarðbrautarinnar eða um 150 milljónir km).

En hér kemur sem fyrr segir fleira til. Umferðartími Plútós er að vísu svolítið breytilegur en hann er að meðaltali 1,5 sinnum umferðartími Neptúnusar um sól, þannig að Neptúnus fer þrjár umferðir meðan Plútó fer tvær. Þetta stafar af því að reikistjörnurnar verka hvor á aðra með þyngdarkrafti og í víxlverkuninni myndast herma (resonance) sem kallað er, svipað og svörun strengs í hljóðfæri við áreiti er háð tíðni þess.

Myndin hér á eftir skýrir þetta nánar og er vert að virða hana vel fyrir sér. Hún sýnir hreyfingu Plútós og fleiri reikistjarna miðað við Neptúnus og sólina í yfir 40.000 ár en eftir það endurtekur myndin sig. Af myndinni má til dæmis lesa fjarlægð Plútós frá sól og Neptúnusi á hverjum tíma og eins stefnuna til hans frá Neptúnusi, miðað við sól.

Af myndinni má glöggt sjá að Plútó er alltaf langt frá Neptúnusi þegar hann kemur næst sól og um leið inn fyrir braut Neptúnusar, og eins að Plútó er fjærst sól þegar hann er í samstöðu við Neptúnus, séð frá sól, það er að segja í sömu stefnu frá sól. Minnsta "lárétta" fjarlægðin milli reikistjarnanna samkvæmt myndinni er um 17 stjarnfræðieiningar sem er býsna mikið miðað við stærð brautanna. Það er þessi mikla lágmarksfjarlægð Plútós frá Neptúnusi sem mælir ásamt öðru gegn því að Plútó hafi upphaflega verið tungl Neptúnusar; pláneturnar hafa einfaldlega aldrei verið nógu nálægt hvor annarri!



Við höfum nú sýnt hvernig pláneturnar tvær ferðast um sólina og vonum að lesendur hafi ekki frekari áhyggjur af árekstri þessara mjög svo ólíku plánetna.

Til gamans má geta að Plútó fer í raun nær Úranusi heldur en Neptúnusi, en þó eru aldrei minna en milljarður kílómetra eða tæpar 7 stjarnfræðieiningar þar á milli.

Heimildir:

Malhotra, Renu, og James G. Williams, 1997. "Pluto's Heliocentric Orbit". Hjá S. Alan Stern og David J. Tholen (ritstj.), Pluto and Charon. Tucson, Arizona: The University of Arizona Press. Bls. 127-157.

Stern, A. og Mitton, J., 1998. Pluto and Charon: Ice Worlds on the Ragged Edge of the Solar System. New York: John Wiley. (Myndir á bls. 142 og 143).

Skoðið einnig önnur svör um Plútó:

Er Plútó ennþá flokkuð sem reikistjarna?

Hvað er Plútó langt frá jörðu?

Hvað er Plútó þungur?

Útgáfudagur

26.4.2001

Spyrjandi

Friðjón Júlíusson, f. 1988, Ramon de la Rosa

Höfundar

háskólanemi og starfsmaður Vísindavefsins

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Tilvísun

Einar Örn Þorvaldsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Braut Plútós sker braut Úranusar og Neptúnusar. Gætu þessar reikistjörnur þá ekki rekist hver á aðra?“ Vísindavefurinn, 26. apríl 2001. Sótt 25. febrúar 2018. http://visindavefur.is/svar.php?id=1537.

Einar Örn Þorvaldsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. (2001, 26. apríl). Braut Plútós sker braut Úranusar og Neptúnusar. Gætu þessar reikistjörnur þá ekki rekist hver á aðra? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=1537

Einar Örn Þorvaldsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Braut Plútós sker braut Úranusar og Neptúnusar. Gætu þessar reikistjörnur þá ekki rekist hver á aðra?“ Vísindavefurinn. 26. apr. 2001. Vefsíða. 25. feb. 2018. <http://visindavefur.is/svar.php?id=1537>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Sigrún Lilja Einarsdóttir

1974

Sigrún Lilja Einarsdóttir er dósent og forseti félagsvísinda- og lagadeildar Háskólans á Bifröst og hefur stundað rannsóknir á sviði menningarstjórnunar og félagsfræði listgreina.