Πως σκότωσα τον Πλούτωνα: ο Mike Brown Understand article

Μετάφραση από Αιμιλία Ξανθοπούλου (Emily Xanthopoulos). Το να αλλάξεις τον κόσμο θα ήταν αρκετά αξιοθαύμαστο. Ο Mike Brown άλλαξε το Ηλιακό Σύστημα. Η Eleanor Hayes εξηγεί.

Μέχρι το 2006, οι περισσότεροι μη-αστρονόμοι μάλλον πίστευαν ότι στις μέρες μας, το Ηλιακό Σύστημα παραμένει αμετάβλητο και αδιαμφισβήτητο. Μέχρι, δηλαδή, που αποφασίστηκε ότι ο Πλούτωνας δεν ήταν πλέον ένας πλανήτης. Υποδεχθείτε τον Mike Brown, ο οποίος χωρίς να το θέλει σφράγισε την μοίρα του Πλούτωνα και ενεργοποίησε την καινούργια μας αντίληψη για το τι είναι – και τι δεν είναι – πλανήτης.

Η ιστορία ξεκινά στα τέλη του 19ου αιώνα, με την αναζήτηση του Πλανήτη Χ, του ένατου πλανήτη του Ηλιακού Συστήματος. Το 1846, οι αστρονόμοι παρατήρησαν ότι η τροχιά του Ουρανού γύρω από τον Ήλιο διαταρασσόταν από κάτι˙ αυτό το ‘κάτι’ βρέθηκε ότι ήταν ο ογκώδης αεριώδης πλανήτης Ποσειδώνας. Όταν φάνηκε (λανθασμένα) ότι και η τροχιά του Ποσειδώνα ήταν διαταραγμένη, οι αστρονόμοι υπέθεσαν την ύπαρξη ενός άλλου ογκώδους πλανήτη, ακόμη πιο μακριά από τον Ήλιο: του Πλανήτη Χ.

Για έναν τόσο τεράστιο πλανήτη, η ανακάλυψη του Πλανήτη Χ αποδείχτηκε εξαιρετικά δύσκολη. Όταν τελικά ο Clyde Tombaugh τον ανακάλυψε το 1930, έγινε σαφές γιατί. O νεοανακαλυφθείς πλανήτης Πλούτωνας, όπως ονομάστηκε μετά από πρόταση μιας εντεκάχρονης μαθήτριας, ήταν πολύ μικρός, με μια διάμετρο μόνο τα τρία-τέταρτα της δικής μας Σελήνης. Όπως λέει ο Mike Brown, καθηγητής της Πλανητικής αστρονομίας στο California Institute of Technology (Caltech)^w1, ΗΠΑ, “Οι περισσότεροι άνθρωποι φαίνεται να πιστεύουν ότι ο Πλούτωνας είναι ένα αρκετά μεγάλο σώμα στο Ηλιακό Σύστημα – συχνά απεικονίζεται περίπου στο ίδιο μέγεθος με τον Ερμή. Αλλά αυτό είναι τόσο λάθος!”

Παρόλο που το 1930, θεωρούσαν τον Πλούτωνα κάπως μεγαλύτερο και πιο ογκώδη από ότι είναι στην πραγματικότητα, ακόμη και τότε, οι αστρονόμοι θεωρούσαν ότι η τροχιά του ήταν παράξενη. Οι άλλοι πλανήτες ταξιδεύουν γύρω από τον Ήλιο σε κυκλικές τροχιές, και οι τροχιές τους σχηματίζουν έναν επίπεδο δίσκο. Σε αντίθεση, η τροχιά του Πλούτωνα είναι επιμήκης και έχει μια κλίση περίπου 20° από τον δίσκο που σχηματίζουν οι τροχιές των άλλων πλανητών. Από την στιγμή της ανακάλυψης του, “Ο Πλούτωνας θεωρούνταν ο παράξενος πλανήτης στην άκρη του Ηλιακού Συστήματος”, δηλώνει ο Mike.

Περίπου 60 χρόνια αργότερα, όμως, “Ο Πλούτωνας ξαφνικά άρχισε να βγάζει νόημα, γιατί με την εξέλιξη των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών και μεγαλύτερων τηλεσκοπίων, οι αστρονόμοι βελτιώθηκαν στο να βρίσκουν σώματα στο εξωτερικό τμήμα του Ηλιακού Συστήματος, πέρα από τον Ποσειδώνα.” Τα πρώτα από αυτά τα σώματα βρέθηκαν το 1922, και μέσα σε μια δεκαετία έγιναν 500 – και όλα ανακαλύφθηκαν με τον ίδιο τρόπο που χρησιμοποίησε ο Clyde Tombaugh για να βρει τον Πλούτωνα – παίρνοντας αλλεπάλληλες φωτογραφίες και ψάχνοντας για κίνηση. Αυτή η ζώνη σωμάτων πέρα από τον Ποσειδώνα είναι γνωστή τώρα ως Ζώνη Kuiper (Kuiper Belt). Όλα είχαν τροχιές όμοιες με του Πλούτωνα – επιμήκεις και με κλίση – και παρόλο που το 2002, ο Πλούτωνας ήταν ακόμη πολύ μεγαλύτερος από όλα αυτά τα σώματα, “ήταν φανερό ότι ο Πλούτωνας ήταν τμήμα της Ζώνης Kuiper και όχι τμήμα του πλανητικού συστήματος, αλλά πολλοί άνθρωποι ήθελαν επίμονα να συνεχίζουν να τον αποκαλούν πλανήτη.”

Ο Πλούτωνας μπορεί και να παρέμενε ένας πλανήτης, αν δεν υπήρχε μια απελπιστικά συννεφιασμένη νύχτα του Δεκεμβρίου το 1999. Αδυνατώντας να χρησιμοποιήσει το τηλεσκόπιο, ο Mike ισχυρίστηκε σε έναν συνάδελφο, “Πιστεύω ότι υπάρχει ένας άλλος πλανήτης εκεί έξω, πέρα από τον Πλούτωνα.” Επεσήμανε ότι τα μικρά σώματα στην Ζώνη Kuiper ανακαλύφθηκαν με πολύ μικρές, στοχευμένες έρευνες. Αν οι αστρονόμοι μπορούσαν να βρουν πως να εξετάσουν το σύνολο του ουρανού, πίστευε ότι θα έβρισκαν οπωσδήποτε κάτι μεγαλύτερο από τον Πλούτωνα.

“Βάζω στοίχημα ότι μέσα σε πέντε χρόνια, κάποιος θα βρει έναν πλανήτη πέρα από τον Ποσειδώνα. Ήμουν πεπεισμένος ότι κάποιος θα τον έβρισκε, αλλά κυρίως, ήμουν πεπεισμένος ότι αυτός ο κάποιος θα ήμουν εγώ!”

Αποφασισμένος να κερδίσει το στοίχημα του, ο Mike ξεκίνησε να επινοεί τον καλύτερο συνδυασμό τηλεσκοπίου και κάμερας για να παρακολουθεί ολόκληρο τον ουρανό. “Οι αστρονόμοι είχαν πραγματικά γίνει χειρότεροι στο να καλύπτουν μεγάλα τμήματα του ουρανού σε σχέση με τα προηγούμενα 50-60 χρόνια. Ο Clyde Tombaugh χρησιμοποίησε φωτογραφικές πλάκες συνδεδεμένες στο τηλεσκόπιο αλλά από τα τέλη της δεκαετίας του 1990, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούσαν ψηφιακές κάμερες. Ήταν πιο ευαίσθητες αλλά όχι καλές στο να βλέπουν μεγάλα τμήματα του ουρανού.”

Μια ψηφιακή κάμερα μπορεί να μην κάλυπτε μεγάλο μέρος του ουρανού, αλλά 112 ψηφιακές κάμερες ενωμένες έδωσαν στον Mike την μεγαλύτερη ψηφιακή κάμερα στον κόσμο εκείνη την εποχή. Την προσάρτησε στο τηλεσκόπιο ευρέως πεδίου στο Palomar Observatory του Caltech στην Καλιφόρνια, και – μέσω ενός συνδέσμου μικροκυμάτων – μπορούσε να την χειριστεί αυτοματοποιημένα από τον υπολογιστή. Αυτό το καλώδιο είναι ένα από τα αγαπημένα κομμάτια εξοπλισμού του Mike. “Στα δέκα χρόνια που εργάστηκα σε αυτό το τηλεσκόπιο σχεδόν κάθε νύχτα, δεν χρειάστηκε ποτέ να πάω στο Palomar – ένα τρίωρο ταξίδι από το σπίτι μου. Αντί αυτού, μπορούσα να κάνω πράγματα που κάνουν οι φυσιολογικοί άνθρωποι όπως να παντρευτώ και να κάνω ένα παιδί.”

Πολλές συνεχόμενες νύχτες, ο Mike και οι συνάδελφοι του Chad Trujillo και David Rabinowitz έστρεφαν το τηλεσκόπιο σε ένα μικρό κομμάτι του ουρανού και έπαιρναν τρεις φωτογραφίες κατά την διάρκεια τριών ωρών. Μια σειρά υπολογιστών έπειτα συνέκρινε τις εικόνες για να βρει οτιδήποτε κινούνταν. “Ο υπολογιστής είναι εντάξει, αλλά το μάτι σου είναι καλύτερο στο φιλτράρισμα του θορύβου – στα μικρά στίγματα που παράγει η κάμερα. Κάθε πρωί, ο υπολογιστής είχε ξεχωρίσει μια με δύο εκατοντάδες πιθανά κινούμενα πράγματα, και εγώ ξεφύλλιζα τις εικόνες, ψάχνοντας για αυτά που πραγματικά κινήθηκαν.”

“Μπορείς να πεις πολλά για ένα αντικείμενο από αυτές τις εικόνες. Όλα στο Ηλιακό Σύστημα κινούνται – έτσι μπορείς να πεις ότι ένα αντικείμενο ανήκει στο Ηλιακό Σύστημα από το γεγονός ότι κινείται, αλλά επίσης μπορείς να πεις πόσο μακριά βρίσκεται από το πόσο γρήγορα κινείται. Τα πιο κοντινά σε εμάς πράγματα κινούνται πιο γρήγορα. Μπορείς επίσης να πεις πόσο μεγάλο είναι από το πόσο φωτεινό είναι. Αυτά τα σώματα δεν είναι αυτόφωτα˙ ακτινοβολούν μόνο από το ανακλώμενο ηλιακό φως και έτσι για να αντανακλούν περισσότερο ηλιακό φως, θα πρέπει να είναι μεγαλύτερα.”

“Είναι συναρπαστικό να πηγαίνεις στην δουλειά κάθε πρωί με την σκέψη ότι ‘αυτό το πρωινό, μπορεί να δεις κάτι να διασχίζει τον ουρανό, και να είσαι ο πρώτος άνθρωπος που το έχει δει ποτέ.’ Αυτή η σκέψη έκανε το να μπαίνω στο γραφείο, να κάθομαι κάτω και να κοιτάζω μέσα από εκατοντάδες πράγματα, το καλύτερο κομμάτι της ημέρας μου.”

“Έτσι μπορείς να καταλάβεις την αντίδρασή μου όταν, στις 5 Ιανουαρίου του 2005, καθώς ξεφύλλιζα τις εικόνες έφτασα σε αυτό εδώ το σώμα.” Σε αντίθεση με τα 60 η περίπου τόσα προηγούμενα σώματα που ο Mike και οι συνάδελφοί του είχαν βρει, αυτό κινούνταν πολύ αργά, που σήμαινε ότι βρισκόταν μακριά. “Ήταν πολύ πιο πέρα από την Ζώνη Kuiper, πιο μακριά από οτιδήποτε είχαμε δει πριν, και επίσης ήταν και το πιο φωτεινό πράγμα που είχαμε ποτέ ανακαλύψει. Ο συνδυασμός αυτός μας υποδείκνυε αμέσως ότι αυτό το πράγμα έπρεπε να είναι πραγματικά πολύ μεγάλο.”

“Γνωρίζαμε ότι είχε τουλάχιστον το μέγεθος του Πλούτωνα και, αν θυμάστε το στοίχημα που έβαλα τον Δεκέμβριο του 1999, αυτό ήταν το κριτήριό μας για έναν πλανήτη. Έτσι είχα κερδίσει το στοίχημα, όμως ήταν 5 Ιανουαρίου 2005 και το στοίχημα είχε λήξει στις 31Δεκεμβρίου 2004. Ευτυχώς, ο φίλος μου ευγενικά μου έδωσε μια παράταση πέντε ημερών.”

Τι γινόταν όμως με την τροχιά του; Είχε το σώμα κυκλική τροχιά όπως έχουν οι ογκώδεις πλανήτες; Η είχε μια επιμήκη και με κλίση τροχιά όπως ο Πλούτωνας και τα σώματα στην Ζώνη Kuiper; Ευτυχώς, κατά την διάρκεια των περασμένων δεκαετιών, οι αστρονόμοι είχαν πάρει πολλές φωτογραφίες του ουρανού. Εξετάζοντας λεπτομερώς αυτά τα δεδομένα αναδρομικά από το 1950, ο Mike Brown και οι συνάδελφοί του μπόρεσαν να καθορίσουν την τροχιά: ακόμη πιο επιμήκης και από αυτήν του πολύ μικρού Πλούτωνα, και με μια κλίση 45° σε σχέση με τις τροχιές των 8 γιγαντιαίων πλανητών του Ηλιακού Συστήματος.

Έπειτα επέστρεψαν στην ερώτηση του μεγέθους. Το γεγονός ότι ήταν φωτεινός – αντανακλώντας πολύ ηλιακό φως – υποδήλωνε ότι ήταν μεγάλος. “Μπορείς όμως να προκαλέσεις αντανάκλαση πολύ ηλιακού φωτός με δύο πολύ διαφορετικούς τρόπους: μπορεί να είσαι ένα τεράστιο σώμα καλυμμένο με χώμα, η μπορεί να είσαι μικρότερο και καλυμμένο με χιόνι η πάγο, και να αντανακλάς την ίδια ποσότητα ηλιακού φωτός.” Για να προσδιορίσουν ποια ήταν η περίπτωση εδώ, ο Mike και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Τα αποτελέσματα ήταν μια μεγάλη έκπληξη: το αντικείμενο που πρόσφατα είχαν ανακαλύψει είχε μόνο περίπου το ίδιο μέγεθος με τον Πλούτωνα. Πως μπορούσε τότε να είναι τόσο φωτεινό;

Συνειδητοποίησαν ότι ήταν μάλλον ζήτημα της ατμόσφαιρας. “Ο Πλούτωνας έχει ατμόσφαιρα όταν είναι πιο κοντά στον Ήλιο˙ το αντικείμενο μας μάλλον θα έχει επίσης αλλά είναι τόσο μακριά από τον Ήλιο τώρα που η ατμόσφαιρα είναι παγωμένη στην επιφάνεια. Η σκέψη μας ήταν ότι η ατμόσφαιρα ήταν πιθανόν άζωτο, όπως η ατμόσφαιρα του Πλούτωνα και η δική μας ατμόσφαιρα, και ότι είναι παγωμένη σε ένα λεπτό στρώμα, κάνοντας το αντικείμενο απίστευτα αντανακλαστικό. Το ίδιο πράγμα θα συνέβαινε στην Γη, αν την μετακινούσατε τόσο μακριά από τον Ήλιο – μόνο που θα είχαμε ένα στρώμα από πάγο αζώτου 10 μέτρα πάχους, αντί για 0.5 χιλιοστά.”

Επομένως ποια ήταν η σημασία της ανακάλυψης αυτού του ‘νέου’ αντικειμένου; Κατά μία έννοια, λέει ο Mike, καμία. “Είναι ακριβώς το ίδιο Ηλιακό Σύστημα, απλά με λίγο θόρυβο στην άκρη. ” Αλλά έφερε την διαμάχη για τον Πλούτωνα σε κρίσιμο σημείο: αν το αντικείμενο που ανακαλύφθηκε πρόσφατα είχε χαρακτηριστεί ως πλανήτης, τότε που βάζεις τα όρια;

Μετά από μακρές και άγριες συζητήσεις, στις 24 Αυγούστου 2006, η Διεθνής Αστρονομική Ένωση (IAU) αποφάσισε να επιστρέψει τον αριθμό των πλανητών στους οκτώ: Ερμής, Αφροδίτη, Γη, Άρης, Ζεύς, Κρόνος, Ουρανός και Ποσειδώνας. Ο Πλούτωνας, η Δήμητρα (Ceres, παλαιότερα γνωστή ως ένας αστεροειδής) και το αντικείμενο που πρόσφατα ανακαλύφθηκε αναταξινομήθηκαν ως πλανήτες νάνοι (δείτε το κουτί).

Ο Mike πιστεύει ότι η απόφαση ήταν η σωστή – και δεν είναι καν τελείως απογοητευμένος από την απώλεια του πλανήτη του. “Ο αρχικός μου στόχος το 1999 ήταν να βρω τον δέκατο πλανήτη, αλλά νομίζω ότι εξαναγκάζοντας τον κόσμο σε μια καινούργια εκτίμηση του Ηλιακού Συστήματος είναι ακόμη καλύτερο. Το Ηλιακό Σύστημα είναι ένα όμορφο και σημαντικό μέρος, και έχει γίνει πιο πλούσιο με την συνειδητοποίηση ότι οι οκτώ πλανήτες είναι η βάση στην έκταση του οποίου αναρίθμητα μικρότερα σώματα συνεχώς στροβιλίζουν.”

Μια άλλη συνέπεια της τελικής ταξινόμησης ήταν ότι ο Mike και οι συνάδελφοι του μπόρεσαν τελικά να ονομάσουν το αντικείμενο που είχαν βρει. Κατάλληλα, “το ονομάσαμε Έρις, από την Ελληνίδα θεά της έριδος και της διαμάχης.”

Ευχαριστίες

Αυτό το άρθρο είναι βασισμένο σε μια διάλεξη που έδωσε ο Καθηγητής Brown, στα πλαίσια των διαλέξεων^w3, αστρονομίας του Silicon Valley, με την άδεια του Καθηγητή Brown και της Astronomical Society of the Pacific.

Download

Download this article as a PDF