การหมุนรอบตัวเองของดาวพลูโต
คาบการหมุนรอบตัวเองของดาวพลูโต เท่ากับ 6.39 วันโลก[80] ดาวพลูโตยังหมุนรอบตัวเองบน “ด้านข้าง” ของระนาบโคจร ด้วยค่าความเอียง 120° เช่นเดียวกับดาวยูเรนัส และฤดูบนดาวพลูโตก็แตกต่างออกไปมาก ที่ตำแหน่งอายันของมัน 1 ใน 4 ของพื้นผิวดาวพลูโตจะได้รับแสงอาทิตย์ตลอด ในขณะที่บริเวณที่เหลือจะอยู่ในความมืดตลอด[81]
กลางวัน
ปริมาณแสงที่ได้รับของดาวพลูโตมีค่าน้อยมาก มีค่าเท่ากับเวลาพลบค่ำบนโลก นาซาได้โพสต์เครื่องคำนวณ “เวลาพลูโต”[82] ซึ่งใช้หาว่าเวลาใดที่แสงบนโลกจะเท่ากับแสงบนดาวพลูโตในวันที่ปลอดโปร่ง ตัวอย่างเช่น ในวันที่ 13 กรกฎาคม พ.ศ. 2558 ณ ตำแหน่งที่ตั้งของห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ประยุกต์ เวลาพลูโต คือ 20:38 น.[82][83] 4 นาทีหลังจากดวงอาทิตย์ตกตอนเวลา 20:34 น. รายงานสำหรับพื้นที่นั้นโดย NOAA[84]
ธรณีวิทยา
ดาวพลูโตโดยผ่านการเน้นสีซึ่งแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างบนผิวดาว
บริเวณที่มีการตรวจพบน้ำแข็ง (อาณาเขตสีน้ำเงิน)
เนื่องจากดาวพลูโตอยู่ห่างจากโลกมาก การศึกษาแบบเจาะลึกจากโลกยังเป็นไปได้ยาก ในวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2558 ยานนิวฮอไรซันส์ของนาซาสำเร็จการบินผ่านระบบดาวพลูโต ซึ่งช่วยให้ทราบถึงข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะภูมิประเทศของดาวพลูโตมากขึ้น และส่งมาเรื่อย ๆ จนกระทั่งปลาย พ.ศ. 2559[85][86]
พื้นผิว
ผิวดาวพลูโตประกอบไปด้วยไนโตรเจนแข็งถึง 98% และน้ำแข็งมีเทนกับคาร์บอนมอนอกไซด์อีกจำนวนเล็กน้อย[87] หน้าของดาวพลูโตที่หันเข้ามาแครอนประกอบไปด้วยน้ำแข็งมีเทนเป็นส่วนใหญ่ ต่างกับอีกด้านหนึ่งของดาวพลูโตซึ่งประกอบไปด้วยไนโตรเจนแข็งและคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นส่วนใหญ่[88] ผิวของดาวพลูโตค่อนข้างที่จะแปลกประหลาด ด้วยความแตกต่างอย่างมากของสีและความสว่างของพื้นผิว[89] ดาวพลูโตเป็นหนึ่งในดาวที่มีพื้นผิวตัดกันอย่างชัดเจน เช่นเดียวกับ ไอแอพิตัส ดาวบริวารของดาวเสาร์[90] สีของพื้นผิวเปลี่ยนจากสีดำถ่านไปยังสีส้มเข้มและสีขาว สีของดาวพลูโตคล้ายกับสีของไอโอ เนื่องจากมีเฉดสีเดียวกัน คือ สีส้ม[91] ลักษณะภูมิลักษณ์บนดาวพลูโตที่สำคัญ เช่น ทอมบอเรจีโอ (Tombaugh Regio) หรือ “หัวใจ” (อาณาเขตสว่างขนาดใหญ่ในด้านตรงข้ามกับแครอน) คูลฮูเรจีโอ (Cthulhu Regio) หรือ “วาฬ” (อาณาเขตสีเข้มขนาดใหญ่ที่คลอบคลุมเกือบซีกของดาวพลูโต) และบราสนัคเคิล (แถบสีเข้มบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาวพลูโต) สปุตนิกพลานัม (กลีบซ้ายของ “หัวใจ”) เป็นที่ราบกว้าง 1000 กิโลเมตร ประกอบด้วยไนโตรเจนแข็งและคาร์บอนไดออกไซด์แข็ง และมีสัญญาณที่ชี้ว่ามีการไหลของธารน้ำแข็งทั้งเข้าและออกจากที่ราบนั้น[92][93] ดาวพลูโตไม่มีหลุมอุกกาบาตเท่าที่เห็นได้โดยยานนิวฮอไรซันส์ หมายความว่าผิวดาวจะต้องมีอายุไม่เกิน 10 ล้านปี[94] คณะนักวิทยาศาสตร์ของนิวฮอไรซันส์ได้สรุปผลการวิจัยเบื้องต้นว่า “ดาวพลูโตแสดงลักษณะทางกายภาพที่หลากหลายจนน่าตกใจ รวมทั้งผลลัพธ์จากธารน้ำแข็ง และการมีปฏิสัมพันธ์ของผิวดาวกับชั้นบรรยากาศ การปะทะ แผ่นธรณีภาคเคลื่อนที่ ภูเขาไฟน้ำแข็ง และกระบวนการสูญเสียมวล”[3]
โครงสร้างภายใน
ดาวพลูโตมีความหนาแน่นอยู่ที่ 1.87±0.06 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร เนื่องจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีได้ก่อให้เกิดความร้อนที่จะทำให้น้ำแข็งบนดาวละลาย และแยกชั้นกับหินอย่างชัดเจน นักวิทยาศาสตร์คาดว่าโครงสร้างภายในของดาวพลูโตมีความแตกต่างออกไป โดยแก่นดาวจะประกอบไปด้วยหิน ล้อมรอบด้วยเนื้อดาวที่เป็นน้ำแข็งมีเทน เส้นผ่านศูนย์กลางของแก่นดาวถูกประมาณไว้อยู่ที่ 1,700 กิโลเมตร หรือ 70% ของเส้นผ่านศูนย์กลางดาวพลูโต แก่นดาวถูกคาดว่ายังคงจะมีความร้อนอยู่ ทำให้เกิดมหาสมุทรขนาดเล็กที่เกิดจากการละลายของน้ำแข็ง ในบริเวณ 100-180 กิโลเมตรระหว่างแก่นและเนื้อดาว[95][96]
มวลและขนาด
การประมาณขนาดดาวพลูโตที่ถูกเลือก
ปี รัศมี (เส้นผ่านศูนย์กลาง) หมายเหตุ
พ.ศ. 2536 1195 (2390) กิโลเมตร มิลลิสและคณะ97[98]
พ.ศ. 2536 1180 (2360) กิโลเมตร มิลลิสและคณะ (รวมพื้นผิวและหมอก)[98]
พ.ศ. 2537 1164 (2328) กิโลเมตร ยังและบินเซล[99]
พ.ศ. 2549 1153 (2306) กิโลเมตร บูอีและคณะ[4]
พ.ศ. 2550 1161 (2322) กิโลเมตร ยัง ยัง และบูอี[100]
พ.ศ. 2554 1180 (2360) กิโลเมตร ซาลูชาและคณะ[101]
พ.ศ. 2557 1184 (2368) กิโลเมตร เลลลอชและคณะ[102]
พ.ศ. 2558 1186 (2372) กิโลเมตร การวัดโดยยานนิวฮอไรซันส์ [103]
ดาวพลูโตมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,372 กิโลเมตร[103] และมีมวล 1.31 × 1022 กิโลกรัม ซึ่งน้อยกว่ามวลของดวงจันทร์ 17.82 % (น้อยกว่าโลก 24 %)[104] ดาวพลูโตมีพื้นที่ผิว 1.665 × 107 ตารางกิโลเมตร หรือเทียบได้กับพื้นที่ประเทศรัสเซีย มีแรงโน้มถ่วงที่ผิวดาวเท่ากับ 0.063 g (เทียบกับโลกที่ 1 g)
การค้นพบ แครอน ดาวบริวารของดาวพลูโต ทำให้มีการกำหนดมวลของระบบดาวพลูโต–แครอนขึ้นใหม่ โดยใช้กฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ข้อที่สามของเคปเลอร์ จากการสำรวจดาวพลูโตที่สัมพันธ์กับแครอน ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวพลูโตได้แม่นยำขึ้น และหลังจากที่มีการประดิษฐ์เลนส์ชนิดดัดแปลงได้ ทำให้มีการคาดเดาถึงรูปร่างได้แม่นยำขึ้น[105]
การเปรียบเทียบขนาดระหว่างโลก ดวงจันทร์ และดาวพลูโต
ด้วยมวลที่น้อยกว่ามวลดวงจันทร์อยู่ 0.2 เท่า ทำให้ดาวพลูโตมีมวลน้อยกว่าดาวเคราะห์หินทั้งหมด แม้กระทั่งดาวบริวารเจ็ดดวง ได้แก่ แกนีมีด ไททัน คัลลิสโต ไอโอ ดวงจันทร์ ยูโรปา และไทรทัน แต่เดิมมวลของดาวพลูโตถูกคาดไว้มาก จนกระทั่งการค้นพบแครอน
ดาวพลูโตมีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าสองเท่า และมีมวลมากกว่าหลายเท่าของดาวเคราะห์แคระ ซีรีส วัตถุที่ใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อย แต่มีมวลน้อยกว่าอีริส วัตถุพ้นดาวเนปจูนที่ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2548 แม้ว่าดาวพลูโตจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,372 กิโลเมตร[103] ซึ่งใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางโดยประมาณของอีริส (2,326 กิโลเมตร) ก็ตาม[106]
การประเมินขนาดของดาวพลูโตซับซ้อน เนื่องด้วยชั้นบรรยากาศของดาวพลูโต[100] และหมอกไฮโดรคาร์บอน[98] ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2557 เลลลอช, เด เบอร์ก และคณะ ตีพิมพ์การค้นพบสารผสมมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวพลูโต ซึ่งทำให้ประเมินได้ว่า ดาวพลูโตควรมีขนาดใหญ่กว่า 2,360 กิโลเมตร ด้วย “การคาดเดาที่ดีที่สุด” คือ 2,368 กิโลเมตร[102] ในวันที่ 13 กรกฎาคม พ.ศ. 2558 ภาพถ่ายและข้อมูลต่างๆ จากยานนิวฮอไรซันส์ ได้ประเมินเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวพลูโตไว้ที่ 2,370 กิโลเมตร (1,470 ไมล์)[106][107] ซึ่งภายหลังเปลี่ยนเป็น 2,372 กิโลเมตร (1,474 ไมล์) ในวันที่ 24 กรกฎาคม[103]
