Plutão
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 Mapa gerado por computador de Pluto do Hubble imagens, sintetizadas cor verdadeira e entre as mais altas resoluções possíveis com a tecnologia atual. | |||||||||
| Descoberta | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Descoberto por | Clyde W. Tombaugh | ||||||||
| Data da descoberta | 18 de fevereiro de 1930 | ||||||||
| Designações | |||||||||
| Designação MPC | 134340 Pluto | ||||||||
| Pronúncia | / p l u t oʊ / | ||||||||
| Nomeado após | Plutão | ||||||||
| Categoria planeta menor |
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| Adjetivo | Plutônica | ||||||||
| Características orbitais | |||||||||
| Época J2000 | |||||||||
| Afélio |
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| Periélio |
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| Semi-eixo maior |
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| Excentricidade | 0,244 671 664 (J2000) 0,248 807 66 (média) | ||||||||
| Período orbital |
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| Período sinódico | 366,73 dias | ||||||||
| Velocidade média orbital | 4,7 km / s | ||||||||
| A média de anomalia | 14.86012204 ° | ||||||||
| Inclinação |
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| Longitude do nó ascendente | 110,286 83 ° | ||||||||
| Argumento do periélio | 113,763 49 ° | ||||||||
| Satélites | 5 | ||||||||
| Características físicas | |||||||||
| Raio médio |
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| Superfície |
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| Volume |
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| Massa |
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| Média densidade | 2,03 ± 0,06 g / cm3 | ||||||||
| Equatorial gravidade superficial |
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| Velocidade de escape | 1,229 km / s | ||||||||
| Período de rotação sideral |
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| Velocidade de rotação Equatorial | 47,18 kmh | ||||||||
| Inclinação axial | 119,591 ± 0,014 ° (orbitar) | ||||||||
| Polo Norte ascensão direita | 312,993 ° | ||||||||
| Polo Norte declinação | 6,163 ° | ||||||||
| Albedo | 0,49-0,66 ( geométrico, varia de 35%) | ||||||||
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| Magnitude aparente | 13,65-16,3 (Média 15,1) | ||||||||
| Magnitude absoluta (H) | -0.7 | ||||||||
| Diâmetro angular | 0,065 "a 0,115" | ||||||||
| Atmosfera | |||||||||
| Superfície pressão | 0,30 Pa (máximo verão) | ||||||||
| Composição | azoto , metano , monóxido de carbono | ||||||||
Plutão, designação formal 134340 Pluto, é o segundo mais massiva conhecida planeta anão no Sistema Solar (depois de Eris ) eo corpo décimo mais-maciço observado diretamente orbitando o Sol . Originalmente classificada como a nono planeta do Sol, Plutão foi recategorizadas como um planeta anão e plutoid devido à descoberta de que é apenas um dos vários corpos grandes no interior da correia de Kuiper .
Como outros membros do cinturão de Kuiper, Plutão é composto principalmente de rocha e gelo e é relativamente pequeno, cerca de um sexto da massa da Terra 's Lua e um terço do seu volume. Tem uma órbita excêntrica e altamente inclinado que leva 30-49 AU (4,4-7400000000 km) a partir da Sun. Isso faz com que Plutão para vir periodicamente mais perto do Sol do que Netuno . A partir de 2011, é de 32,1 UA do Sol
Desde a sua descoberta em 1930 até 2006, Plutão foi classificado como um planeta . No final de 1970, após a descoberta do menor planeta 2060 Chiron no Sistema Solar exterior eo reconhecimento de relativamente baixa massa de Plutão, o seu estatuto como um grande planeta começou a ser questionada. No final de 20 e início do século 21, muitos objetos similares a Pluto foram descobertos no Sistema Solar exterior, nomeadamente a espalhados disco objeto Eris em 2005, que é 27% mais maciço do que Pluto. Em 24 de agosto de 2006, a União Astronômica Internacional (IAU) definido o que significa ser um "planeta" dentro do Sistema Solar. Esta definição excluiu Pluto como um planeta e acrescentou que como membro da nova categoria "planeta anão" junto com Eris e Ceres . Após a reclassificação, Pluto foi adicionado à lista de menor planetas e dada a número 134340. Um número de cientistas sustentam que Plutão deve continuar a ser classificado como um planeta, e que outros planetas anões deve ser adicionado à lista de planetas junto com Plutão.
Plutão tem cinco luas conhecidas, sendo a maior Caronte, descoberto em 1978, juntamente com Nix e Hydra, descoberto em 2005, eo chamado provisoriamente S / 2011 (134340) 1, descoberto em 2011, e S / 2012 (134340) 1, descoberto em 2012. " Vulcan "e" Cerberus "são propostos nomes, por voto popular, para as luas recém-descobertas. Plutão e Caronte são às vezes descrito como um sistema binário porque o baricentro de suas órbitas não se encontram dentro ou corpo. No entanto, a IAU ainda tem que formalizar uma definição para planetas anões binários, e como tal Charon é oficialmente classificado como um lua de Plutão.
Descoberta
Na década de 1840, usando a mecânica newtoniana , Urbain Le Verrier previu a posição do planeta então não descoberto Netuno depois de analisar perturbações na órbita de Urano . Observações subsequentes de Netuno no final do século 19 causou astrônomos especulam que a órbita de Urano estava sendo perturbada pelo outro planeta além de Netuno. Em 1906, Percival Lowell, um bostoniano rico que tinha fundado o Observatório Lowell em Flagstaff, Arizona, em 1894, iniciou um amplo projeto em busca de uma possível nono planeta, o que ele chamou de " Planeta X ". Em 1909, Lowell e William H. Pickering havia sugerido várias coordenadas celestes possíveis para tal planeta. Lowell e seu observatório conduziu sua pesquisa até sua morte em 1916, mas sem sucesso. Desconhecido para Lowell, em 19 de Março de 1915, inquéritos haviam capturado duas imagens fracas de Plutão, mas eles não foram reconhecidos por aquilo que eram. Há quinze outros conhecidos pré-descobertas, com o mais antigo feito pelo Yerkes Observatory em 20 de agosto de 1909.
Por causa de uma batalha judicial de dez anos com Constance Lowell, viúva de Percival, que tentou arrancar parte de milhões de dólares do observatório de seu legado para si mesma, a pesquisa do Planeta X não retomar até 1929, quando seu diretor, Vesto Melvin Slipher, sumariamente entregou a tarefa de localizar Planeta X para Clyde Tombaugh, um 23-year-old Kansan que acabara de chegar no Observatório Lowell após Slipher tinha ficado impressionado com uma amostra de seus desenhos astronômicos.
A tarefa de Tombaugh foi sistematicamente imagem do céu noturno em pares de fotografias tiradas duas semanas de intervalo, em seguida, examinar cada par e determinar se quaisquer objetos havia mudado de posição. Usando uma máquina chamada comparador piscar, ele rapidamente mudou e para trás entre pontos de vista de cada uma das placas para criar a ilusão de movimento de quaisquer objetos que tinham posição alterada ou aparência entre fotografias. Em 18 de Fevereiro de 1930, depois de quase um ano de buscas, Tombaugh descobriu um possível objeto em movimento em placas fotográficas tiradas em 23 de janeiro e 29 de janeiro do mesmo ano. Uma fotografia de menor qualidade tomada em 21 de janeiro ajudou a confirmar o movimento. Após o observatório obtido fotografias ainda de confirmação, a notícia da descoberta foi telegrafado ao Harvard College Observatory em 13 de março de 1930.
Nome
A descoberta fez manchetes em todo o mundo. O Lowell Observatory, que tinha o direito de nomear o novo objeto, recebeu mais de 1.000 sugestões de todo o mundo, que vão desde a Atlas Zymal. Tombaugh instou Slipher para sugerir um nome para o novo objeto rapidamente antes que alguém o fez. Constance Lowell proposta Zeus , em seguida, Percival e, finalmente, Constance. Estas sugestões foram desconsiderados.
O nome Plutão foi proposto por Venetia Burney (1918-2009), um estudante de onze anos de idade, em Oxford , Inglaterra. Burney estava interessado em mitologia clássica, bem como astronomia, e considerado o nome, um nome para o deus do submundo, apropriado para um mundo tão presumivelmente escuro e frio. Ela sugeriu que em uma conversa com seu avô Falconer Madan, um ex-bibliotecária da Universidade de Oxford 's Biblioteca Bodleian. Madan passou o nome para Professor Herbert Salão Turner, que, em seguida, telegrafou ele a colegas nos Estados Unidos.
O objeto foi nomeado oficialmente em 24 de março de 1930. Cada membro do Observatório Lowell foi permitido votar uma pequena lista de três: Minerva (que já era o nome de um asteróide), Cronos (que tinha perdido reputação através sendo proposto pelo astrônomo impopular Thomas Jefferson Jackson See), e Plutão. Plutão recebeu todos os votos. O nome foi anunciado em 1 de Maio de 1930. Após o anúncio, Madan deu Venetia GB £ 5 (£ 234 a partir de 2013), como uma recompensa.
A escolha do nome foi inspirado em parte pelo fato de que as duas primeiras letras de Plutão são as iniciais de Percival Lowell, e Plutão símbolo astronômico ( 
) É um monograma construído a partir das letras «PL». Plutão símbolo astrológico se assemelha ao de Netuno ( 
), Mas tem um círculo em lugar do pino meio do tridente ( 
).
O nome foi logo abraçada pela cultura mais ampla. Em 1930, Walt Disney introduziu para Mickey Mouse um companheiro canino, chamado Plutão aparentemente em honra do objeto, embora Animador da Disney Ben Sharpsteen não pôde confirmar por que o nome foi dado. Em 1941, Glenn T. Seaborg nomeado o recém-criado elemento plutónio depois de Plutão, em consonância com a tradição de elementos de nomeação após planetas recém-descobertos, na sequência de urânio , que foi nomeado depois de Urano , e neptúnio , que foi nomeado após Netuno .
Em chinês , Japonês e Coreano, o nome foi traduzido como submundo rei estrela (冥王星: chinês pinyin Mingwang xing, japonês Meiōsei), como sugerido por Houei Nojiri em 1930. Muitas outras línguas não europeias usar uma transliteração de "Pluto", como o seu nome para o objeto; alguns Línguas indianas usam uma forma de Yama, o Guardião do Inferno em Mitologia hindu, como o Gujarati Yamdev.
Demise do Planeta X
| Ano | Massa | Notas |
|---|---|---|
| 1931 | 1 Terra | Nicholson & Mayall |
| 1948 | 0,1 (1/10) Terra | Kuiper |
| 1976 | 0,01 (1/100) Terra | Cruikshank, Pilcher, e Morrison |
| 1978 | 0.002 (1/500) Terra | Christy & Harrington |
Uma vez encontrado, desmaio de Plutão e falta de um resolúvel dúvida elenco disco na idéia de que era Lowell de Planeta X. Estimativas da massa de Plutão foram revisadas para baixo ao longo do século 20.
Os astrônomos calculado inicialmente sua massa com base no seu efeito presumido sobre Netuno e Urano. Em 1931 Plutão foi calculada para ser aproximadamente a massa da Terra, com mais cálculos em 1948 trazendo a massa até cerca de Marte. Em 1976, Dale Cruikshank, Carl Pilcher e David Morrison do Universidade do Havaí calculada de Plutão albedo , pela primeira vez, descobrindo que ele combinou que, para metano gelo; isto significava Plutão teve de ser excepcionalmente luminosa para o seu tamanho e, portanto, não pode ser mais do que 1 por cento da massa da Terra. (Albedo de Plutão é 1,3-2,0 vezes maior que a da Terra.)
Em 1978, a descoberta da lua de Plutão Charon permitiu a medição da massa de Plutão pela primeira vez. Sua massa, cerca de 0,2% a da Terra, era muito pequena para dar conta das discrepâncias na órbita de Urano. Pesquisas subseqüentes para uma alternativa Planeta X, nomeadamente através da Robert Sutton Harrington, falhou. Em 1992, Myles Standish usaram dados de Voyager 2 's 1989 sobrevôo de Netuno , que tinha revisto massa total do planeta para baixo em 0,5%, para recalcular o seu efeito gravitacional sobre Urano. Com os novos números adicionados no, as discrepâncias, e com eles a necessidade de um Planeta X, desapareceu. Hoje, a maioria dos cientistas concorda que o Planeta X, como Lowell definiu, não existe. Lowell tinha feito uma previsão da posição de Planeta X, em 1915, que era relativamente perto para a posição de Plutão naquela época; Ernest W. Brown concluiu quase imediatamente que esta era uma coincidência, uma visão ainda realizada hoje.
Órbita e rotação
Período orbital de Plutão é 248 anos terrestres. As suas características orbitais são substancialmente diferentes das dos planetas, que seguem órbitas quase circulares em torno do Sol perto de uma referência plana avião chamado de eclíptica. Em contraste, a órbita de Plutão é altamente inclinado em relação à eclíptica (mais de 17 °) e altamente excêntrico ( elíptica ). Esta alta excentricidade significa uma pequena região da órbita de Plutão encontra-se mais perto do Sol do que Netuno 's. O Plutão-Caronte baricentro veio a periélio em 5 de Setembro de 1989 e foi o último mais perto do Sol do que Netuno entre 07 de fevereiro de 1979 e 11 de fevereiro de 1999.
No longo prazo, a órbita de Plutão é de fato caótico . Embora as simulações de computador pode ser utilizado para prever a sua posição para vários milhões de anos (tanto para a frente e para trás no tempo), após intervalos mais longos do que o Tempo de Lyapunov de 10-20 milhões de anos, os cálculos tornam-se especulativa: Plutão é sensível a unmeasurably pequenos detalhes do Sistema Solar, difícil de prever fatores que irão gradualmente interromper sua órbita. Milhões de anos a partir de agora, Plutão pode muito bem ser a afélio, em periélio ou em qualquer lugar, com nenhuma maneira para nós para prever quais. Isso não significa em si órbita de Plutão é instável, mas a sua posição sobre essa órbita é impossível determinar de modo muito à frente. Vários ressonâncias e outros efeitos dinâmicos manter a órbita de Plutão estável, seguro contra colisão planetária ou dispersão.
Relacionamento com Netuno
Apesar de a órbita de Plutão aparecendo para cruzar a de Netuno, quando vistos de diretamente acima, as órbitas dos dois objetos 'estão alinhadas de modo que eles nunca podem colidir ou mesmo se aproximar de perto. Há várias razões.
No nível mais simples, pode-se analisar as duas órbitas e ver que eles não se cruzam. Quando Plutão está mais próximo do Sol, e, portanto, mais próxima da órbita de Netuno como visto de cima, é também o mais distante acima caminho de Netuno. A órbita de Plutão passa cerca de 8 AU acima do de Netuno, evitando uma colisão. Plutão ascendentes e descendentes nós, os pontos em que sua órbita cruza a eclíptica, está separado de Netuno por mais de 21 °.
Isso por si só não é suficiente para proteger Plutão; perturbações dos planetas (especialmente Netuno) poderia alterar aspectos da órbita de Plutão (como a sua precessão orbital) ao longo de milhões de anos para que uma colisão poderia ser possível. Algum outro mecanismo ou mecanismos devem, portanto, estar no trabalho. A mais significativa delas é que Plutão está no 2: 3 significa ressonância movimento com Netuno : a cada duas órbitas que Plutão faz em torno do Sol, Neptuno faz três. Os dois objetos, em seguida, retornar para suas posições iniciais eo ciclo se repete, cada ciclo com duração de cerca de 500 anos. Este padrão é de tal modo que, em cada ciclo de 500 anos, a primeira vez Plutão está próximo periélio Netuno é mais de 50 ° atrás Plutão. Ao segundo periélio de Plutão, Netuno terá completado um novo um ano e meio das suas próprias órbitas, e assim será uma distância similar à frente de Plutão. De Plutão e Netuno separação mínima é de mais de 17 UA. Plutão se aproxima de Urano (11 AU) do que para Netuno.
O 2: 3 ressonância entre os dois órgãos é altamente estável, e é preservada ao longo de milhões de anos. Isto impede que as suas órbitas de mudança em relação ao outro; o ciclo repete sempre da mesma forma, e assim os dois corpos nunca pode passar perto um do outro. Assim, nem mesmo se a órbita de Plutão foram altamente inclinado os dois corpos nunca poderiam colidir.
Outros factores
Estudos numéricos têm demonstrado que ao longo de períodos de milhões de anos, a natureza geral do alinhamento entre Plutão e órbitas de Netuno não muda. Existem várias outras ressonâncias e interações que regem os detalhes de seu movimento relativo, e melhorar a estabilidade de Plutão. Estes surgem principalmente a partir de dois mecanismos adicionais (além do 2: 3 significa movimento ressonância).
Primeiro, Plutão argumento do periélio, o ângulo entre o ponto onde cruza a eclíptica eo ponto onde é mais próximo do Sol, librates cerca de 90 °. Isto significa que quando Plutão está mais próximo do Sol, é, na sua mais distante acima do plano do Sistema Solar, evitando encontros com Netuno. Esta é uma consequência directa do Kozai mecanismo, que se refere a excentricidade de uma órbita à sua inclinação para um corpo em perturbador neste caso Neptune maior. Em relação ao Neptune, a amplitude de libração é 38 °, e assim o ângulo que separa perihelio de Plutão à órbita de Neptuno é sempre maior do que 52 ° (= 90 ° -38 °). A tal separação angular mais próximo ocorre a cada 10 mil anos.
Em segundo lugar, as longitudes de nós ascendentes dos dois órgãos de os pontos onde a eclíptica cruza-se quase em ressonância com a libração acima. Quando as duas longitudes são os mesmos, isto é, quando se poderia traçar uma linha reta através de ambos os nós e periélio do Sol-Plutão encontra-se exatamente a 90 °, e vem mais próximo do Sol em seu pico acima da órbita de Netuno. Em outras palavras, quando Plutão cruza mais de perto o plano da órbita de Netuno, ele deve estar no seu mais distante além dele. Isto é conhecido como o 1: 1 superresonance. Todos os planetas Júpiter , particularmente Júpiter, desempenhar um papel na criação do superresonance.
Para compreender a natureza da libração, imagine um ponto polar de vista, olhando para baixo sobre a eclíptica a partir de um ponto de vista distante, onde os planetas orbitam anti-horário. Depois de passar o nó ascendente, Plutão é interior à órbita de Netuno e se movendo mais rápido, aproximando Neptune por trás. A forte atração gravitacional entre a duas causas momento angular para ser transferido para Plutão, à custa de Netuno. Isso move Plutão numa órbita ligeiramente maior, onde ele viaja um pouco mais lento, de acordo com a terceira lei de Kepler . Como as suas mudanças de órbita, isto tem o efeito gradual de modificação de pericentro e longitudes de Plutão (e, em menor grau, de Neptuno). Depois de muitas dessas repetições, Plutão está suficientemente abrandou, e Netuno suficientemente acelerado, que Netuno começa a pegar Plutão no lado oposto de sua órbita (perto do nó adversária para onde começamos). O processo é então invertido, e Plutão perde momento angular para Neptune, até Plutão está suficientemente acelerado que ele começa a pegar Netuno novamente no nó original. Todo o processo leva cerca de 20.000 anos para ser concluído.
Rotação
Plutão período de rotação, o seu dia, é igual a 6,39 Dias terrestres. Como Urano , Plutão gira sobre o seu "lado" em seu plano orbital, com uma inclinação axial de 120 °, e assim a sua variação sazonal é extrema; Na sua solstícios, um quarto da sua superfície é contínua à luz do dia, enquanto outro quarto é na escuridão contínua.
Características físicas
Distância de Plutão da Terra torna difícil investigação aprofundada. Muitos detalhes sobre Plutão permanecerá desconhecido até 2015, quando a New Horizons nave espacial é esperado para chegar lá.
Aparência e superfície
Plutão visuais médias de magnitude aparente de 15,1, iluminando a 13,65 no periélio. Para vê-lo, é necessário um telescópio; cerca de 30 cm (12 pol) de abertura sendo desejável. Parece star-like e sem um disco visível mesmo em grandes telescópios, porque o seu diâmetro angular é apenas 0,11 ".
Os primeiros mapas de Plutão, feitas no final de 1980, foram criados mapas de brilho a partir de observações próximos eclipses por sua maior lua, Charon. Fizeram-se observações da alteração no brilho médio total do sistema de Pluto-Charon durante o eclipse. Por exemplo, eclipsando um ponto brilhante em Plutão faz uma mudança maior brilho total do que eclipsando uma mancha escura. Computador de processamento de muitas dessas observações pode ser usado para criar um mapa de brilho. Este método também pode acompanhar as mudanças no brilho ao longo do tempo.
Mapas atuais foram produzidos a partir de imagens do Telescópio Espacial Hubble (HST), que oferece o mais alto resolução atualmente disponível, e mostrar consideravelmente mais detalhe, resolvendo variações várias centenas de quilômetros de diâmetro, incluindo as regiões polares e grandes manchas brilhantes. Os mapas são produzidos por processamento informático complexo, que encontrar o melhor ajuste projetada mapas para os poucos pixels das imagens do Hubble. As duas câmeras no HST utilizados para esses mapas não está mais em serviço são, por isso, estes provavelmente continuarão a ser os mapas mais detalhados de Plutão até o sobrevôo de 2015 Novos horizontes.
Estes mapas, juntamente com curva de luz de Plutão e as variações periódicas na sua espectros de infravermelho, revelam que a superfície de Plutão é extremamente variada, com grandes alterações no brilho e cor. Plutão é um dos corpos mais contrastantes no Sistema Solar, com o máximo de contraste como Saturno Lua 's Iapetus. A cor varia entre o preto carvão vegetal, laranja escuro e branco: Buie et al. denominá-lo "significativamente menos vermelho do que Marte e muito mais semelhantes aos vistos em tons Io com um elenco um pouco mais alaranjado ".
Superfície de Plutão mudou entre 1994 e 2002-3: a região polar norte tem iluminou e do hemisfério sul escureceu. Vermelhidão global de Plutão também aumentou substancialmente entre 2000 e 2002. Estas mudanças rápidas estão provavelmente relacionados à condensação sazonal e sublimação de porções de Plutão atmosfera , amplificado pela extrema de Plutão inclinação axial e de alta excentricidade orbital.
Espectroscópica análise de superfície de Plutão revela que seja composto por mais de 98 por cento de azoto gelo, com traços de metano e monóxido de carbono. O rosto de Plutão orientada para Charon contém mais metano do gelo, enquanto a face oposta contém mais nitrogênio e monóxido de carbono gelo.
Estrutura
1. nitrogênio congelado
Gelo 2. Água
3. Rocha
Observações do Hubble Space Telescope densidade lugar de Plutão em entre 1,8 e 2,1 g / cm 3, sugerindo sua composição interna é composta por cerca de 50-70 por cento de rocha e gelo 30-50 por cento em massa. Como o decaimento de elementos radioativos acabaria aquecem os ices suficientes para a rocha se separar deles, os cientistas esperam que a estrutura interna de Plutão é diferenciado, com o material rochoso de ter resolvido em uma densa núcleo rodeado por um manto de gelo. O diâmetro do núcleo deve ser cerca de 1,700 km, 70% do diâmetro de Plutão. É possível que tal aquecimento continua até hoje, criando uma camada subsuperficial oceano de água líquida algumas 100-180 km de espessura na fronteira núcleo-manto. O DLR Instituto de Pesquisa Planetária calculado que a relação de Plutão densidade-to-raio encontra-se em uma zona de transição, juntamente com a lua de Netuno Triton, entre os satélites gelados como os mid-sized luas de Urano e Saturn e satélites rochosos, como Júpiter Io.
Massa e tamanho
Massa de Plutão é 1,31 × 10 22 kg, menos de 0,24 por cento que a da Terra, enquanto seu diâmetro é de 2.306 (± 20) km, ou cerca de 66% que da Lua. A atmosfera de Plutão complica determinar a sua verdadeira dimensão sólida dentro de uma determinada margem. Albedo de Plutão varia 0,49-,66.
A descoberta de satélite de Plutão Charon em 1978 permitiu uma determinação da massa do sistema Plutão-Caronte pela aplicação de formulação da terceira lei de Kepler de Newton . Uma vez que o efeito gravitacional de Caronte foi medida, a verdadeira massa de Plutão poderia ser determinada. Observações de Plutão em ocultação com Charon permitiu aos cientistas estabelecer diâmetro de Plutão com mais precisão, enquanto a invenção de óptica adaptativa lhes permitiu determinar a sua forma com mais precisão.
| Ano | Raio (diâmetro) | Notas |
|---|---|---|
| 1993 | 1195 (2390) km | Millis et ai. (Se não houver neblina) |
| 1993 | 1180 (2360) km | Millis et ai. (Superfície e neblina) |
| 1994 | 1164 (2328) km | Young & Binzel |
| 2006 | 1153 (2306) km | Buie, et ai. |
| 2007 | 1161 (2322) km | Jovem, Jovem, & Buie |
Entre os objetos do Sistema Solar, Plutão é muito menos massiva do que o planetas terrestres, e em menos de 0,2 massas lunares, é também menos maciço do que sete luas: Ganimedes, Titan, Callisto, Io, da Terra da Lua , Europa e Triton. Plutão é mais do que o dobro do diâmetro e uma dezena de vezes a massa do planeta anão Ceres , o maior objeto no cinturão de asteróides. É menos maciço do que o planeta anão Eris , um objeto transneptuniano descoberto em 2005. Dada a barras de erro nas diferentes estimativas de tamanho, é atualmente desconhecido se ou Eris Pluto tem o maior diâmetro. Tanto Plutão e Eris são estimados para ter diâmetros de corpo sólido de cerca de 2330 km. Determinações do tamanho de Plutão são complicados por sua atmosfera, e possível neblina de hidrocarbonetos.
Atmosfera
Plutão atmosfera é constituída por um envelope fino de azoto , metano , e monóxido de carbono de gases, que são derivados a partir dos gelados destas substâncias sobre a sua superfície. A sua pressão de superfície varia 6,5-24 μbar. Órbita alongada de Plutão está previsto para ter um efeito importante sobre a sua atmosfera: como Plutão se afasta do Sol, sua atmosfera deverá gradualmente congelar e cair no chão. Quando Plutão está mais perto do Sol, a temperatura de sólidos aumentos de superfície de Plutão, fazendo com que os gelos para sublimar em gás. Isto cria um efeito anti-efeito de estufa; tanto quanto suor arrefece o corpo, uma vez que se evapora da superfície da pele, esta sublimação arrefece a superfície de Plutão. Cientistas que usam o Submillimeter Matriz descobriram recentemente que a temperatura de Plutão é cerca de 43 K (-230 ° C), 10 K mais frio do que seria de se esperar.
A presença de metano, um poderoso gás de efeito estufa , na atmosfera de Plutão cria um inversão de temperatura, com temperaturas médias de 36 K mais quente 10 km acima da superfície. A atmosfera inferior contém uma concentração mais elevada de metano do que a sua atmosfera superior.
A primeira evidência da atmosfera de Plutão foi sugerida pela primeira vez por N. Brosch e H. Mendelson do Observatório sábio em Israel em 1985, e, em seguida, definitivamente detectado pelo Kuiper Airborne Observatory em 1988, a partir de observações de ocultações de estrelas por Plutão. Quando um objeto sem atmosfera se mova na frente de uma estrela, a estrela desaparece abruptamente; no caso de Plutão, a estrela esmaecida gradualmente. A partir da taxa de escurecimento, a pressão atmosférica foi determinado como sendo 0,15 pascal, cerca de 1 / 700.000 a da Terra.
Em 2002, outra ocultação de uma estrela por Plutão foi observado e analisado por equipes lideradas por Bruno Sicardy do Observatório de Paris, James L. Elliot de MIT, e Jay Pasachoff de Colégio Williams. Surpreendentemente, a pressão atmosférica foi estimada em 0,3 pascal, embora Pluto foi mais longe do Sol do que em 1988 e, portanto, deveria ter sido mais frio e tinha uma atmosfera mais rarefeita. Uma explicação para a discrepância é que em 1987 o pólo sul de Plutão saiu da sombra pela primeira vez em 120 anos, provocando nitrogênio extra para sublimar a partir da calota polar. Vai demorar décadas para o excesso de nitrogênio para condensar para fora da atmosfera como ele congela em calota de gelo agora continuamente escuro do pólo norte. Spikes nos dados do mesmo estudo revelou que pode ser a primeira evidência de vento na atmosfera de Plutão. Outra ocultação estelar foi observado pela equipe do MIT-Williams College of James Elliot, Jay Pasachoff, e um Equipe do Instituto de Pesquisa do Sudoeste conduzido por Leslie nova em 12 de junho de 2006 a partir de sites na Austrália.
Em outubro de 2006, Dale Cruikshank de / Centro de Pesquisa Ames da NASA (a co-investigador New Horizons) e seus colegas anunciaram a descoberta espectroscópica de etano na superfície de Plutão. Este é o etano produzido a partir da fotólise ou radiólise (isto é, a conversão química dirigida pela luz solar e partículas carregadas) de metano congelados na superfície de Plutão e suspensa no seu ambiente.
Satélites
Plutão tem cinco conhecido satélites naturais: Charon, identificado pela primeira vez em 1978 pelo astrônomo James Christy; Nix e Hidra, tanto descoberto em 2005, S / 2011 (134340) 1 (nome provisório, também conhecido como P4), identificada pelo Telescópio Espacial Hubble em 2011, e S / 2012 (134340) 1 encontrado em 2012 e conhecido como P5.
As luas plutonianos são invulgarmente perto de Plutão, em comparação com outros sistemas observados. Luas poderia potencialmente órbita Plutão até 53% (ou 69%, se retrógrada) do Raio da esfera Hill, na zona gravitacional estável de influência de Plutão. Por exemplo, Psámata orbita Neptune a 40% do raio Hill. No caso de Plutão, apenas o interior de 3% da zona é conhecido por ser ocupada por satélites. Em termos dos descobridores, o sistema plutoniano parece ser "altamente compacta e praticamente vazia", embora outros apontaram a possibilidade de objetos adicionais, incluindo um sistema de anel pequena.
Charon
O sistema Plutão-Caronte é notável por ser um dos poucos sistemas binários do Sistema Solar, definidos como aqueles cuja baricentro situa-se acima da superfície do primário ( 617 Pátroclo é um exemplo menor, o Sol e Júpiter o único maior). Este e do grande tamanho de Caronte em relação a Plutão levou alguns astrônomos chamam de uma planeta anão duplo. O sistema também é invulgar entre sistemas planetários em que cada um está tidally bloqueado para o outro: Charon apresenta sempre a mesma face a Plutão, e Plutão apresenta sempre a mesma face de Charon: a partir de qualquer posição de cada corpo, o outro é sempre na mesma posição no céu, ou sempre obscurecida. Devido a isto, o período de cada rotação é igual ao tempo que leva todo o sistema para rodar em torno do seu centro de gravidade comum. Assim como Plutão gira sobre o seu lado em relação ao plano orbital, de modo que o sistema de Pluto-Charon faz também. Em 2007, observações por parte da Observatório Gemini de manchas de hidratos de amoníaco e cristais de água na superfície de Caronte sugeriu a presença de material crio-gêiseres ativos.
Nix e Hydra
Duas luas adicionais de Plutão foram fotografadas por astrônomos que trabalham com o Telescópio Espacial Hubble em 15 de maio de 2005, e recebeu designações provisórias de S / 2005 P 1 e S / 2005 P 2. A União Astronômica Internacional nomeado oficialmente novos luas de Plutão Nix (ou Pluto II, o interior das duas luas, anteriormente P 2) e Hydra (Plutão III, a lua exterior, anteriormente P 1), em 21 de junho de 2006.
Estas pequenas luas orbitar Plutão em cerca de dois e três vezes a distância de Charon: Nix em 48.700 quilômetros e Hydra a 64.800 km do baricentro do sistema. Eles têm quase circular prograde orbita no mesmo plano orbital como Charon.
Observações de Nix e Hydra para determinar características individuais estão em andamento. Hidra é por vezes mais brilhante do que Nix, sugerindo que tanto é maior ou que diferentes partes da sua superfície pode variar em brilho. Tamanhos são estimados a partir albedos. Se albedo das luas é semelhante à de Charon em 35%, em seguida, seus diâmetros pode ser estimado em 46 km para 61 km Nix e Hydra para a mais brilhante. Limites máximos de seus diâmetros, pode ser estimada assumindo o albedo 4% dos mais sombrios objetos do Cinturão de Kuiper; esses limites são 137 ± 11 km e 167 ± 10 km, respectivamente. No final deste intervalo maior, as massas inferidos estão a menos de 0,3% a de Charon, ou 0,03% de Plutão.
A descoberta das duas pequenas luas de Plutão sugere que pode possuir uma variável sistema de anel. Impactos pequeno-corpo pode criar detritos que podem formar em anéis planetários. Dados de uma pesquisa profunda óptico pelo Advanced Camera for Surveys sobre o Telescópio Espacial Hubble sugerem que nenhum sistema de anel está presente. Se tal sistema existe, ou é tênue como o anéis de Júpiter ou é rigidamente confinado a menos de 1.000 km de largura. Conclusões semelhantes foram feitas a partir de estudos de ocultação.
S / 2011 (134340) 1
Em 20 de julho de 2011 Mark R. Showalter do Instituto SETI anunciou a descoberta de uma quarta lua de Plutão, chamada provisoriamente S / 2011 (134340) 1 ou P4. Percebeu-se por NASA Telescópio Espacial Hubble durante uma pesquisa em busca de anéis em torno do planeta anão. Ele tem um diâmetro estimado entre 13 e 34 km e está localizado entre as órbitas de Nix e Hydra.
S / 2011 (134340) 1 foi visto pela primeira vez em uma foto tirada com a câmera de campo largo 3 de Hubble em 28 de junho Foi confirmado em posteriores imagens do Hubble obtidas em 3 de Julho e 18 de Julho.
S / 2012 (134340) 1
Em 7 de julho de 2012, uma nova lua, chamada provisoriamente de S / 2012 (134340) 1 foi descoberta ao olhar para os potenciais perigos para Novos horizontes.
Ressonâncias Perto
Nix e Hydra estão muito perto (mas não em) 4: 1 e 6: 1 significa movimento ressonâncias orbitais com Caronte. S / 2011 (134340) 1 se encaixa perfeitamente este arranjo com um quase 5: 1 ressonância com Caronte. Determinar o quão perto qualquer um desses perto inteiros rácios período orbital pode ser realmente a uma verdadeira ressonância requer conhecimento exato da dos satélites precessions.
| Nome ( Pronúncia) | Descoberta Ano | Diâmetro (Km) | Massa (Kg) | Raio orbital (km) (barycentric) | Período orbital (d) | Magnitude (mag) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Plutão | / Pluːtoʊ / | 1930 | 2.306 (66% Lua) | 1.305×1022 (18% Lua) | 2035 | 6,3872 (25% Lua) | 15.1 |
| Charon | / Ʃærən /, / kɛərən / | 1978 | 1205 (35% Lua) | 1,52×1021 (2% Lua) | 17.536 (5% Lua) | 6,3872 (25% Lua) | 16,8 |
| S / 2012 (134340) 1 | 2012 | 10-25 | ? | ~ 42.000 +/- 2000 | 20,2 +/- 0,1 | 27 | |
| Nix | / nɪks / | 2005 | 91 | 4×1017 | 48.708 | 24,856 | 23,7 |
| S / 2011 (134340) 1 | 2011 | 13-34 | ? | ~ 59.000 | 32,1 | 26 | |
| Hidra | / Haɪdrə / | 2005 | 114 | 8×1017 | 64.749 | 38,206 | 23,3 |
Massa de Nix e Hydra assume gelado densidade / porosa de 1,0 g / cm3
Quasi-satélite
Pelo menos um corpo menor é preso no 1: 1 comensurabilidade com Plutão, (15810) 1994 JR 1 , especificamente no estado dinâmico quasi-satélite. O objeto tem sido um quasi-satélite de Plutão para cerca de 100.000 anos e permanecerá nesse estado dinâmico para talvez outros 250 mil anos. Seu comportamento quasi-satélite é recorrente, com periodicidade de 2 milhões de anos. Pode ser co-orbitais Pluto adicionais.
Origins
Origem e identidade de Plutão tinha astrônomos longo intrigado. Uma hipótese inicial era que Plutão era uma lua escapou de Netuno, bateu para fora de órbita por sua maior lua atual, Triton. Esta noção tem sido fortemente criticado porque Plutão nunca chega perto de Netuno em sua órbita.
Verdadeiro lugar de Plutão no Sistema Solar começou a revelar-se apenas em 1992, quando os astrônomos começaram a encontrar pequenos objetos gelados para lá de Neptuno que eram semelhantes a Plutão não só em órbita, mas também em tamanho e composição. Acredita-se que essa população trans-Neptunianos a ser a fonte de muitos cometas de período curto. Os astrônomos acreditam agora que Plutão ser o maior membro do cinturão de Kuiper , um anel de pouco estável de objetos localizados entre 30 e 50 UA do Sol Como outros objetos de Kuiper-cinto (KBOs), as ações de Plutão apresenta com cometas ; por exemplo, a vento solar está gradualmente soprando superfície de Plutão no espaço, na forma de um cometa. Se Plutão foram colocados tão perto do Sol como a Terra, seria desenvolver uma cauda, como cometas fazer.
Apesar de Plutão é o maior dos objetos do cinturão de Kuiper descobertos até agora, a lua de Netuno Triton, que é um pouco maior que Plutão, é semelhante a ele, tanto geologicamente e atmosfericamente, e acredita-se ser um objeto cinturão de Kuiper capturado. Eris ( ver abaixo ) também é maior do que Plutão mas não é estritamente considerado um membro da população Kuiper. Pelo contrário, considera-se um membro de uma população ligada chamado o disco disperso .
Um grande número de objetos do cinturão de Kuiper, como Plutão, possuem um 2: ressonância orbital 3 com Netuno. KBOs com este ressonância orbital são chamados de " plutinos ", depois de Plutão.
Como outros membros do cinturão de Kuiper, Plutão é pensado para ser um residual planetesimal; um componente do original disco protoplanetário em torno do Sol que não conseguiu aglutinar plenamente em um planeta de pleno direito. A maioria dos astrônomos concordam que Plutão deve a sua posição atual para uma migração repentina sofrido por Netuno no início de formação do Sistema Solar. Como Netuno migrou para fora, ele se aproximou dos objetos no cinturão de Kuiper proto-, estabelecendo um em órbita em torno de si, que se tornou sua lua Triton, travando outros em ressonâncias e bater os outros em órbitas caóticas. Os objetos no disco disperso , uma região dinamicamente instável sobrepondo o cinturão de Kuiper, acredita-se que tenham sido colocados em suas posições atuais por interações com ressonâncias de migração de Netuno. Um modelo de computador 2004 por Alessandro Morbidelli do Observatoire de la Côte d'Azur, em Nice, sugeriu que a migração de Netuno no cinturão de Kuiper pode ter sido provocado pela formação de ressonância de 1: 2 entre Júpiter e Saturno, que criou uma gravitacional impulso que impulsionou tanto Urano e Netuno em órbitas mais elevadas e os levou a trocar de lugar, em última análise, duplicando a distância de Netuno do Sol A expulsão resultante de objetos do cinturão de Kuiper proto-poderia também explicar o Bombardeio Pesado 600 milhões anos após a formação tardia do Sistema Solar ea origem da de Júpiter asteróides troianos. É possível que Plutão tinha uma órbita quase circular cerca de 33 UA do Sol antes da migração de Netuno perturbado-la em uma captura ressonante. O modelo de Nice exige que havia cerca de mil corpos Pluto porte no disco planetesimal original; estes podem ter incluído os corpos que se tornaram Triton e Eris.
Exploração
Plutão apresenta desafios significativos para a nave espacial por causa de sua pequena massa e grande distância da Terra. Voyager 1 poderia ter visitado Plutão, mas controladores resolvi optar por um voo rasante de Saturno Titã, resultando em uma trajetória incompatível com um sobrevôo Plutão. Voyager 2 não teve uma trajetória plausível para se chegar a Plutão. Nenhuma tentativa séria para explorar Plutão pela nave espacial ocorreu até a última década do século 20. Em agosto de 1992, cientista do JPL Robert Staehle telefonou descobridor de Plutão, Clyde Tombaugh, solicitando permissão para visitar seu planeta. "Eu disse que ele era bem-vindo para isso", lembrou mais tarde Tombaugh ", embora ele tem que ir para uma viagem longa e fria." Apesar deste ímpeto inicial, em 2000, a Nasa cancelou o Pluto Kuiper Expresso missão, citando o aumento dos custos e atrasos de veículos de lançamento.
Depois de uma intensa batalha política, uma missão revisto a Plutão, apelidado de New Horizons , foi concedido financiamento do governo dos Estados Unidos em 2003. New Horizons foi lançado com sucesso no dia 19 de janeiro de 2006. O líder da missão, S. Alan Stern, confirmou que alguns dos cinzas de Clyde Tombaugh, que morreu em 1997, tinha sido colocada a bordo da nave espacial.
No início de 2007 a nave fez uso de um auxílio da gravidade da Jupiter . Sua maior aproximação a Plutão será em 14 de julho de 2015; observações científicas de Plutão vai começar cinco meses antes da maior aproximação e continuará por pelo menos um mês após o encontro. New Horizons capturou suas primeiras imagens (distantes) de Plutão no final de setembro de 2006, durante um teste do Reconnaissance Imager Long Range (Lorri ). As imagens, tiradas de uma distância de aproximadamente 4,2 bilhões km, confirmar a capacidade da espaçonave para rastrear alvos distantes, críticos para manobrar em direção a Plutão e outros objetos do Cinturão de Kuiper.
New Horizonsvai usar um pacote de sensoriamento remoto que inclui instrumentos de imagem e uma ferramenta de investigação científica de rádio, bem como espectroscópica e outras experiências, para caracterizar a geologia global e morfologia de Plutão e sua lua Caronte, mapear sua composição da superfície e analisar atmosfera neutra de Plutão e sua taxa de fuga.New Horizonstambém vai fotografar as superfícies de Plutão e Caronte.
A descoberta de duas pequenas luas de Plutão, Nix e Hydra, podem apresentar desafios imprevistos para a sonda. Detritos de colisões entre objetos do cinturão de Kuiper e as luas menores, com sua relativamente baixa velocidades de escape, pode produzir um anel de poeira tênue. Foram Novos Horizontes para voar através de um tal sistema de anéis, haveria um aumento potencial de danos micrometeoróide que poderiam desativar a sonda.
Conceitos
Uma missão Plutão orbita / lander retorno / amostra foi proposto em 2003. O plano incluiu uma viagem de doze anos a partir da Terra a Plutão, o mapeamento da órbita, vários desembarques, uma sonda de água quente, e possível in situ produção propulsor para outro de doze anos viagem de volta à Terra com amostras. Potência e propulsão viria do sistema de reactor nuclear Mitee bimodal.
Classificação
Depois lugar de Plutão dentro do cinturão de Kuiper foi determinada, o seu estatuto oficial como um planeta tornou-se controversa, com muitos questionamentos se Plutão deve ser considerada em conjunto ou separadamente da sua população circundante.
Museu e diretores de planetário, ocasionalmente, criou polêmica ao omitir Plutão a partir de modelos planetários do Sistema Solar. O Planetário Hayden reaberto depois de uma renovação em 2000, com um modelo de apenas oito planetas. A polêmica ganhou as manchetes na época.
Em 2002, o KBO 50000 Quaoar foi descoberto, com um diâmetro, em seguida, pensado para ser cerca de 1,280 quilômetros, cerca de metade de Plutão. Em 2004, os descobridores de 90377 Sedna colocado um limite máximo de 1800 km em seu diâmetro, mais perto de diâmetro de Plutão de 2320 km, embora diâmetro de Sedna foi revisto em baixa para menos de 1600 km até 2007. Assim como Ceres , Palas, Juno e Vesta acabou perdendo seu status planeta após a descoberta de muitos outros asteróides , por isso, argumentou-se, Plutão deve ser reclassificada como um dos objetos do cinturão de Kuiper.
Em 29 de julho de 2005, a descoberta de um novo objeto trans-netuniano foi anunciado. Nomeado Eris , sabe-se agora para ser aproximadamente o mesmo tamanho de Plutão. Este foi o maior objeto descoberto no Sistema Solar desde Triton em 1846. Seus descobridores ea imprensa inicialmente chamou-lhe a décimo planeta, apesar de não haver consenso oficial no momento sobre a possibilidade de chamá-lo de um planeta. Outros na comunidade astronômica considerada a descoberta o argumento mais forte para reclassificar Plutão como um planeta menor.
2006: classificação IAU
O debate veio à tona em 2006 com uma resolução IAU que criou uma definição oficial para o termo "planeta". De acordo com esta resolução, existem três condições principais para um objeto a ser considerado um "planeta":
- O objeto deve estar em órbita em torno doSol.
- O objeto deve ser enorme o suficiente para ser uma esfera por sua própria força gravitacional. Mais especificamente, a sua própria gravidade deve puxá-lo em uma forma de equilíbrio hidrostático.
- Deve ter limpou a vizinhança em torno de sua órbita.
Plutão não cumpre a terceira condição, uma vez que sua massa é de apenas 0,07 vezes maior do que a massa de outros objetos em sua órbita (a massa da Terra, pelo contrário, é de 1,7 milhões de vezes a massa restante em sua própria órbita). A IAU resolvido ainda que Plutão ser classificada na criado simultaneamente categoria de planeta anão, e que agir como o protótipo para a categoria plutoid de objectos trans-Neptunianos, em que seria separadamente, mas ao mesmo tempo, classificadas.
Em 13 de setembro de 2006, a IAU incluído Plutão, Eris , ea lua Eridian Dysnomia em sua Minor Planet catálogo, dando-lhes as designações oficiais Minor Planet "(134340) Pluto", "(136199) Eris", e "(136199) Eris I Dysnomia ". Se Plutão tinha sido dado um nome planeta menor após a sua descoberta, o número teria sido cerca de 1164 em vez de 134.340.
Houve alguma resistência dentro da comunidade astronômica para a reclassificação. Alan Stern, investigador principal com NASA 's New Horizons missão a Plutão, foi ridicularizado publicamente a resolução IAU, afirmando que "a definição fede, por razões técnicas". A alegação de Stern é que pelos termos da nova Terra definição, Marte, Júpiter e Netuno, todos os quais compartilham suas órbitas com asteróides, seriam excluídos. Sua outra alegação é que porque menos de cinco por cento dos astrônomos votaram para ele, a decisão não foi representativa de toda a comunidade astronômica. Marc W. Buie do Observatório Lowell, expressou sua opinião sobre a nova definição em seu site e é um dos os peticionários contra a definição. Outros apoiaram a IAU. Mike Brown, o astrônomo que descobriu Eris , disse que "através deste procedimento de circo louco todo, de alguma forma, a resposta certa foi tropeçou diante. Tem sido um tempo para chegar. A ciência é auto-correção, eventualmente, mesmo quando as emoções fortes estão envolvidos."
Pesquisadores de ambos os lados do debate reuniu em 14-16 agosto de 2008, no The Johns Hopkins Laboratório de Física Aplicada da Universidade para uma conferência que incluiu back-to-back negociações sobre a definição da IAU de um planeta atual. Intitulado "O Grande Debate Planeta", a conferência publicou um comunicado de imprensa pós-conferência indicando que os cientistas não conseguiram chegar a um consenso sobre a definição de planeta. Pouco antes da conferência, em 11 de Junho de 2008, a IAU anunciou em um comunicado de imprensa que o termo " plutóide "passaria a ser usado para descrever Plutão e outros objectos semelhantes a Plutão que têm um orbital semi-eixo maior maior do que a de Netuno e suficiente massa ser de forma quase esférica.
Reação
Recepção para a decisão da IAU foi mista. Enquanto alguns aceitaram a reclassificação, outros procuram derrubar a decisão com petições online pedindo a IAU a considerar reintegração. A resolução apresentada por alguns membros da Assembleia Estadual da Califórnia de ânimo leve denuncia a IAU de "heresia científica", entre outros crimes. O estado norte-americano de do Novo México Câmara dos Representantes aprovou uma resolução em homenagem Tombaugh, um residente de longa data de que o estado, que declarou que Plutão sempre será considerado um planeta, enquanto em Nova céus mexicanos e que 13 de março de 2007 foi de Pluto Planeta Day. O Illinois Estado Senado aprovou uma resolução semelhante em 2009, na base de que Clyde Tombaugh, o descobridor de Plutão, nasceu em Illinois. A resolução afirmava que Plutão foi "injustamente rebaixado para um planeta anão" pela UAI.
Alguns membros do público também rejeitaram a alteração, citando o desacordo no seio da comunidade científica sobre o assunto, ou por razões sentimentais, sustentando que eles sempre souberam Plutão como um planeta e continuará a fazê-lo independentemente da decisão da IAU.
