การสำรวจดาวพลูโต
ดาวพลูโตมีค่าความส่องสว่างปรากฏอยู่ที่เฉลี่ย 15.1 และสว่างขึ้นถึง 13.65 ที่ตำแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์[2] เพื่อที่จะสังเกต จำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดประมาณ 30 เซนติเมตร (12 นิ้ว) และมีขนาดรูรับแสงพอประมาณ[140] มันจะดูเหมือนดาวฤกษ์และไม่มีจานที่มองเห็นได้ แม้ว่าจะเป็นกล้องโทรทรรศนขนาดใหญ่ก็ตาม เพราะว่าดาวพลูโตมีขนาดเชิงมุมเพียงแค่ 0.11″
แผนที่าวพลูโตที่เก่าที่สุด ทำขึ้นในช่วงปลายคริสต์ทศวรรษที่ 1980 เป็นแผนที่ความสว่างที่อิงจากการสังเกตอุปราคาระยะใกล้ โดยแครอน ดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุดของมัน การสังเกตครั้งนั้นได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงในค่าความสว่างเฉลี่ยของระบบดาวพลูโต-แครอนระหว่างการเกิดอุปราคา ตัวอย่างเช่น ถ้าเกิดอุปราคา ณ จุดที่สว่างที่สุดของดาวพลูโต จะทำให้ความสว่างรวมทั้งดาวเพิ่มขึ้นมากกว่าเกิดอุปราคา ณ จุดที่มืด การประมวลผลจากคอมพิวเตอร์ของการสังเกตจำนวนมากในลักษณะนี้ ทำให้สามารถสร้างแผนที่ความสว่างได้ วิธีนี้ยังสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงความสว่างแต่ละช่วงเวลาได้อีกด้วย[141][142]
แผนที่ที่ดีกว่าถูกทำขึ้นจากภาพโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งให้ความละเอียดสูงกว่า ให้รายละเอียดได้มากกว่า[90] และยังได้แก้เขจุดผิดพลาดเป็นระยะกว่า 100 กิโลเมตร รวมทั้งบริเวณขั้วดาวและจุดที่สว่างมากกว่า[91] แผนที่เหล่านี้ถูกทำโดยการประมวลผลที่ซับซ้อนของคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะหาแบบแผนที่ที่สอดคล้องกับภาพจากฮับเบิล[143] และภาพนั้นก็กลายเป็นภาพที่ละเอียดที่สุดของดาวพลูโตจนกระทั่งยานนิวฮอไรซันส์ไปถึงในปี พ.ศ. 2558 เพราะกล้องสองตัวบนฮับเบิลที่ใช้ถ่ายภาพหยุดการใช้งานแล้ว[143]
การสำรวจ
ดูบทความหลักที่: การสำรวจดาวพลูโต และนิวฮอไรซันส์
ยานอวกาศนิวฮอไรซันส์ ซึ่งบินผ่านดาวพลูโตในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2558 เป็นยานอวกาศลำแรกและลำเดียวที่พยายามสำรวจดาวพลูดตโดยตรง ถูกปล่อยในปี พ.ศ. 2549 ถ่ายภาพดาวพลูโตภาพแรกจากระยะไกลในช่วงปลายเดือนกันยายน พ.ศ. 2549 ระหว่างการทดสอบกล้องถ่ายภาพบนยาน[144] ตัวภาพถ่ายที่ระยะทางประมาณ 4.2 พันล้านกิโลเมตร และได้พิสูจน์ความสามารถของยานในการถ่ายภาพระยะไกลได้ โดยถ่ายขึ้นมีจุดประสงค์หลักเพื่อเคลื่อนตัวไปอย่างระมัดระวังสู่ดาวพลูโตและวัตถุในแถบไคเปอร์ ในช่วงต้นปี พ.ศ. 2550 ยานอวกาศได้ใช้แรงช่วยจากดาวพฤหัสบดี
นิวฮอไรซันส์บินเข้าใกล้ดาวพลูโตที่สุดในวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2558 หลังจากการเดินทางข้ามระบบสุริยะกว่า 3,462 วัน การสังเกตทางวิทยาศาสตร์ของดาวพลูโตเริ่มขึ้นตั้งแต่ 5 เดือนก่อนที่ยานจะบินผ่านดาวพลุโต และดำเนินต่อไปอีกอย่างน้อยหนึ่งเดือนหลังบินผ่าน การสังเกตดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์สำหรับการสำรวจระยะไกลซึ่งรวมทั้งอุปกรณ์ถ่ายภาพ และอุปกรณ์ส่งสัญญาณคลื่น จุดมุ่งหมายทางวิทยาศาสตร์ของยานนิวฮอไรซันส์ คือระบุรายละเอียดลักษณะทางกายภาพและสัณฐานของดาวพลูโตกับแครอน ดาวบริวารของมัน ทำแผนที่แต่ละส่วนของผิวดาว และวิเคราะห์ชั้นบรรยากาศปกติของดาวพลูโตและอัตราของหลุดออกของมัน
ตอนที่พบดาวพลูโตครั้งแรก ความพร่ามัวและความไม่เชื่อมต่อของภาพถ่ายที่ได้ ทำให้เกิดความไม่แน่ชัดว่าจะเป็นดาวเคราะห์ X ของโลเวลล์[23] การประมาณค่ามวลของดาวพลูโตมีค่าน้อยลงเรื่อยๆในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 20[41]
การประมาณค่ามวลดาวพลูโต
ปี มวล ประมาณค่าโดย
พ.ศ. 2458 7 เท่าของโลก โลเวลล์ (การทำนายสำหรับดาวเคราะห์ X)[23]
พ.ศ. 2474 เท่ากับโลก นิโคลสัน & มายอลล์[42][43][44]
พ.ศ. 2491 0.1 (1/10) เท่าของโลก ไคเปอร์[45]
พ.ศ. 2519 0.01 (1/100) เท่าของโลก ครุกชังค์, ฟลิชเชอร์, & มอร์ริสัน[46]
พ.ศ. 2521 0.0015 (1/650) เท่าของโลก คริสตี & แฮร์ริงตัน[47]
พ.ศ. 2549 0.00218 (1/459) เท่าของโลก บูอี et al.[4]
นักดาราศาสตร์คำนวณมวลของดาวพลูโตในขั้นต้น โดยประมาณจากผลกระทบของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน ในปี พ.ศ. 2474 มวลดาวพลูโตถูกคำนวณออกมาว่ามีค่าใกล้เคียงกับมวลโลก การคำนวณในปี พ.ศ. 2491 ได้ลดค่ามวลของดาวพลูโตลงไปอยู่ที่ใกล้เคียงกับมวลของดาวอังคาร[43][45] ในปี พ.ศ. 2519 เดล ครูกชังค์ คาร์ล ฟลิชเชอร์ และเดวิด มอร์ริสันของมหาวิทยาลัยฮาวายคำนวณค่าความสะท้อนแสงของดาวพลูโตเป็นครั้งแรก และพบว่าค่าที่ได้ไปตรงกับค่าของน้ำแข็งมีเทน หมายความว่าดาวพลูโตจะต้องสว่างเป็นพิเศษสำหรับขนาดของมัน ดังนั้นดาวพลูโตจึงควรมีมวลน้อยกว่า 1% ของโลก[46] (ความสะท้อนแสงของดาวพลูโตอยู่ที่ 1.3–2.0 เท่าของโลก[2])
ในปี พ.ศ. 2521 การค้นพบ แครอน ดาวบริวารของดาวพลูโต ได้กลายเป็นตัวช่วยในการคำนวณหาค่ามวลดาวพลูโต โดยได้ผลออกมาว่ามวลของดาวพลูโตมีค่าเท่ากับ 0.2% ของมวลโลก ซึ่งมีค่าน้อยเกินกว่าที่จะส่งผลกระทบต่อวงโคจรของดาวยูเรนัส ทำให้การค้นหาดาวเคราะห์ X ยังคงมีต่อไป นำโดยรอเบิร์ต ซุสตัน แฮร์ริงตัน[48] แต่ก็ผิดพลาดไป ในปี พ.ศ. 2535 ไมลส์ สแตนดิช ใช้ข้อมูลของดาวเนปจูนที่ได้จากยานวอยเอจเจอร์ 2 ในปี พ.ศ. 2532 ซึ่งให้ค่ามวลของดาวเนปจูนน้อยลงไปกว่าค่าเดิม 0.5% ซึ่งเทียบได้กับมวลของดาวอังคาร ทำให้ต้องมีการคำนวณผลกระทบความโน้มถ่วงของวงโคจรดาวยูเรนัสใหม่ ด้วยค่าใหม่ที่ได้ ทำให้พวกเขาไม่จำเป็นที่จะต้องค้นหาดาวเคราะห์ X อีกต่อไป ทุกวันนี้ นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อกันว่าดาวเคราะห์ X ที่โลเวลล์ได้กล่าวไว้นั้นไม่มีอยู่จริง[49] โลเวลล์ได้ทำนายวงโคจรและตำแหน่งของดาวเคราะห์ X ในปี พ.ศ. 2458 ว่าวงโคจรและตำแหน่งของดาวเคราะห์ X จะอยู่ใกล้กับวงโคจรจริงของดาวพลูโตในเวลานั้นมาก เออร์เนสต์ ดับเบิลยู. บราวน์ ได้สรุปเกี่ยวกับการค้นพบดาวพลูโตว่าเป็นเหตุบังเอิญ[50] แต่การสำรวจก็ยังคงมีต่อไป[51]
การจัดประเภท
นับตั้งแต่ พ.ศ. 2535 เป็นต้นมา วัตถุหลายชิ้นต่างถูกค้นพบว่าโคจรอยู่ในบริเวณเดียวกับดาวพลูโต แสดงให้เห็นว่าดาวพลูโตเป็นสมาชิกหนึ่งของบริเวณที่เรียกว่าแถบไคเปอร์ ทำให้สถานะการเป็นดาวเคราะห์ของมันเป็นข้อถกเถียง ด้วยคำถามที่ว่าดาวพลูโตควรจะถูกจัดรวมหรือแยกออกจากวัตถุแวดล้อมนั้น ตามพิพิธภัณฑ์หรือท้องฟ้าจำลองมักจะสร้างความขัดแย้งโดยนำดาวพลูโตออกจากการเป็นดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ ท้องฟ้าจำลองเฮย์เดนที่กลับมาเปิดใหม่หลังการปรับปรุงในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2543 ก็มีดาวเคราะห์เพียงแปดดวงในแบบจำลองระบบสุริยะ ทำให้กลายเป็นประเด็นใหญ่ไปเกือบปีหลังจากนั้น[52]
มีวัตถุจำนวนมากที่มีขนาดใกล้เคียงกับดาวพลูโตซึ่งถูกค้นพบในบริเวณเดียวกัน เป็นเหตุให้มีการถกเถียงว่าดาวพลูโตควรจะถูกจัดให้เป็นหนึ่งในวัตถุแถบไคเปอร์ เหมือนกับซีรีส พัลลัส จูโน และเวสตาที่สูญเสียสถานะการเป็นดาวเคราะห์ไปหลังจากที่ค้นพบดาวเคราะห์น้อยเป็นจำนวนมากในแถบเดียวกัน ในวันที่ 29 กรกฎาคม พ.ศ. 2548 มีการค้นพบ อีริส วัตถุพ้นดาวเนปจูนชิ้นใหม่ ซึ่งถูกประมาณกันว่าจะมีขนาดใหญ่กว่าดาวพลูโต ทำให้มันกลายเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะที่ถูกค้นพบหลังปี พ.ศ. 2389 แต่เดิมตำแหน่งนี้เป็นของ ไทรทัน ตัวผู้ค้นพบอีริสเองก็เรียกมันว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สิบ ถึงแม้ว่าในเวลานั้นจะยังไม่มีมติอย่างเป็นทางการที่จะเรียกมันว่าดาวเคราะห์[53] คนอื่น ๆ ในวงการดาราศาสตร์ได้ค้นพบข้อโต้แย้งที่หนักแน่นพอที่จะนำไปสู่การจัดประเภทของดาวพลูโตให้เป็นดาวเคราะห์แคระ[54]
