New Horizons

NewHorizons_Rocket_Bly

Pluto og planeterne

Vi lever netop nu i en helt fantastisk tid. Vi oplever netop nu, hvordan vi høster frugterne af et helt årtis hårdt, videnskabeligt arbejde.

Nu gælder det så udforskningen af den (måske) niende planet i vort solsystem, Pluto også kaldet. Den har længe spøgt i vore hjerner, for hvad er det for en størrelse, vi her har med at gøre? Og er den overhovedet en “rigtig” planet som de øvrige otte?

Spørgsmålene er mange, men svarene har indtil nu været ganske få. Ingen har nemlig kunnet få et blot nogenlunde skarpt billede af den lille frækkert længst ude i Kuiperbæltet, som adressen er herude.

Men nu ved vi. Nu har vi netop været forbi og kigget lille Pluto i kortene. Rejsen derud tog næsten 10 år, men vi nåede det, inden den nåede endnu længere væk. Havde vi ikke timet det hele rigtigt hjemmefra, ville det have taget dobbelt så lang tid at få et godt billede af planeten (?) Pluto. Nu tog det kun 9,5 år at nå derud og få visuel kontakt, så vi kunne få billeder sendt tilbage til vor egen planet, Jorden.

De otte “store” planeter, som er i evigt kredsløb om Solen, har været kendt siden oldtiden. De kunne og kan stadig ses og følges med det blotte øje eller i hvert fald en kikkert. Pluto derimod har hele tiden været lidt af en teoretisk størrelse. Den kunne og kan nemlig ikke ses.

Astrofysikerne havde derimod kunnet regne sig frem til, at den måtte være der. Helt tilbage til 1840 kunne matematikere og astrofysikere regne sig frem til dette. Noget trak ellers de to yderste planeter i vort solsystem – Uranus og Neptun – i den forkerte bane. Der måtte således være et ekstra himmellegeme – måske endda en ekstra planet, der blot ikke var synlig med selv de stærkeste teleskoper.

new-horizons-trajectory-data

Tombaugh og blink-komparatoren

Allerede i 1840’erne havde et kompliceret regnestykke forudsagt eksistensen af ​​en planet uden for Neptuns bane. Beregninger baseret på Neptuns masse indikerede, at isgiganten og dens nabo Uranus’ baner ikke helt passede med planeternes beregnede bevægelser. Nogle af datidens astronomer konkluderede derfor, at der måtte være endnu en masse, som trak i de to velkendte planeter.

Ved århundredeskiftet tog jagten på at manglende planet fart: – Hvem ville ikke gerne have æren af at have fundet den første nye planet i mere end et halvt århundrede? Det mystiske, ukendte og måske slet ikke eksisterende himmellegeme fik derfor betegnelsen “Planet X”, som pirrede både nysgerrigheden og fantasien verden over.

I Boston boede den amerikanske aristokrat Percival Lowell, der i dag nok er bedst kendt for sin veludviklede fantasi. Det var nemlig ham, der fik øje på store kunstige vandingskanaler på overfladen af planeten ​​Mars. Lowell gik nu i gang med efterforskningen med stor iver og ildhu. Som velhavende adelsmand havde han nemlig både lysten, tiden og pengene til det.

Lowell havde bygget sit eget observatorium i Flagstaff, Arizona, og i 1905 blev det selve epicentret for eftersøgningen af ​​Planet X. Men forgæves. Lowell døde i 1916 – uden at vide, om eller at Planet X virkelig eksisterede.

Vi spoler hurtigt frem til 1930. En sen eftermiddag i februar sad den 24-årige Clyde Tombaugh på sin plads i Lowell-observatoriet. Efter en forflytning fra farmen i Kansas, var Tombaugh blevet tildelt opgaven at søge efter Lowell’s mystiske planet. Han havde ingen formel uddannelse i astronomi, men havde udviklet en sjælden færdighed i at bygge brugbare teleskoper af usædvanlige komponenter – eksempelvis gamle bildele.

Han var også noget af en perfektionist. “Da jeg plantede vore majsmarker,” skrev han siden i sine memoirer fra 1980, “skulle rækkerne på tværs af feltet være lige som en pil. Ellers var jeg ikke tilfreds. Det senere arbejde med at efterforske alle mulige og umulige kandidater til Planet X var det mest kedelige arbejde, jeg nogensinde havde udført.”

Tombaugh brugte et års tid på at søge efter den forsvundne verden. Det skete ved hjælp af en såkaldt “blink-komparator”. En larmende maskine, som lader seerne bladre frem og tilbage mellem lange eksponeringer af himlen, der ofte indeholder flere hundrede tusinder af stjerner, taget flere dages mellemrum. Alt, der rejste en betydelig afstand i løbet af denne tid – eksempelvis en planet eller en asteroide – kunne da ses flytte sig. De var da planeter og ikke fiksstjerner.

Summers-Pluto-Earth_Atmosphere-Comparison-4-655x368

Planet X lokaliseret

Den mystiske Planet X dukkede pludselig op af stjernevrimmelen – knapt synlig på eksponeringerne. Men den altid pertentlige Tombaugh spottede alligevel den lille himmelstormer blandt de mange eksponeringer. Og som grundige mand, han var, checkede og dobbeltcheckede han sin opdagelse, inden han annoncerede den.

Lowell Observatoriet ventede med at annoncere den epokegørende nyhed til den 13. marts 1930, der tilfældigvis faldt sammen med 75-året for Lowell’s fødsel. Men konkurrerende astronomer konkluderede straks, at der var noget galt. Den fundne lysplet var helt enkelt så svag, at det pågældende himmellegeme umuligt havde masse nok til at påvirke Neptun og Uranus’ baner så meget, som tilfældet var.

Astronomerne havde forventet sig en langt større planet end den, de nu fik præsenteret af Tombaugh fra Lowell. De antog dog, at den nok var på størrelse med Jorden. Meget mindre end Uranus og Neptun, men dog en respektabel planet.

Efterfølgende skulle den nye planet så have et navn, og det viste sig at være næsten mere vanskeligt, end det havde været at finde den. Hundredvis af breve væltede nu ind med mere eller mindre fantasifulde forslag til navne.

”Minerva” var en af de tidlige spidskandidater. Lowell’s enke, Constance Lowell, der havde sponseret eftersøgningen af Planet X efter sin mands død, foreslog både “Percival” og “Lowell”. Til sidst kastede hun al ydmyghed overbord og foreslog sit eget navn: ”Constance”…

Det er sjældent, at små piger interesserer sig for at kigge stjerner. Men der er heldigvis undtagelser. På den anden side af det store Atlanterhav boede en 11-årig engelsk pige ved navn Venetia Burney, hvis store interesse netop var astronomi.

Hun foreslog henkastet navnet “Pluto” – navnet på den romerske gud for underverdenen. Det virkede som et passende mørkt navn for en mystisk planet så langt ude i verdensrummet, mente hun, og det fulgte den samme mytologiske navngivningskonvention som de øvrige planeter.

Meget passende indeholdt navnet også Percival Lowell’s initialer. Den 1. maj 1930 meddelte Lowell observatoriet så, at Planet X ville blive kaldt “Pluto”.

Pluto

New Horizons sendes afsted

Tilbage i de sene 1980’erne havde rumsonden “Voyager 2” gennemfløjet de yderste dele af vort solsystem. Den kom da så langt ud, at man for første gang kunne beregne en nogenlunde eksakt størrelse på planeten Neptun: 17 gange Jordens. Sætter man det tal ind i de gamle ligninger for planeter og deres baner, passer pengene. Alle var glade.

Men det viste sig efterfølgende, at udregningerne var behæftede med fejl. Der var stadig andet og mere på spil, end man havde observeret eller kunne måle sig til. Efterfølgende fratog astronomerne endegyldigt Pluto dens status som planet. Nu var den reduceret til en såkaldt “dværgplanet”. En degradering, som dels skyldtes Pluto’s ringe størrelse – dels dens besynderlige bane, der ikke var som forventet eller beregnet.

Vi spoler nu frem til den 19. januar 2006, hvor man opsendte rumfartøjet “New Horizons” fra Cape Canaveral – placeret på toppen af en meget kraftig Atlas V raket. Efter kun 9 timers flyvning nåede fartøjet Månens kredsløb. Til sammenligning tager det samme normalt bemandede Apollo flyvninger tre dage!

På selveste den amerikanske uafhængighedsdag – 4th of July samme år – passerer New Horizons så planeten Mars’ bane, og ved årsskiftet 2006/2007 modtager NASA de første uskarpe billeder af Pluto. Tidligt på år 2007 observeres en af planeten Jupiters måner, Callirrhoe, på lang afstand, mens man foretager styreøvelser på rejsen.

Efter et år, hvor den tilbagelagde mere end en million kilometer om dagen, ankom New Horizons så til planeten Jupiter. Vi skriver 2008, og afstanden til Jupiter er beskedne 2.305 millioner km… Den lille rumsonde bruger nu kæmpeplanetens tyngdekraft som en slags slangebøsse til at sende sig videre afsted – med en så stærkt øget fart, at det var nok til at skære godt tre år af den totale rejsetid…

Men selv med den nye tophastighed tog det næsten otte år mere at nå ud til endemålet – planeten eller dværgplaneten Pluto. Sent i år 2008 når New Horizon så ud til planeten Saturns bane, og sent det følgende år 2009 er en af rejsens store milepæle nået: New Horizons er nu tættere på Pluto end på Jorden! Det følgende år 2010 er rejsen mod Pluto så halvt fuldendt.

I 2011 når New Horizons planeten Uranus’ bane, og rumsonden er nu tættere på Pluto, end noget andet rumfartøj nogensinde har været. New Horizons lægges herefter i dvale et par år, mens rejsen fortsætter på laveste blus, men stadig højeste fart.

PastedGraphic-1

De første billeder af Pluto

I 2013 vækkes rumsonden delvis til live – blandt andet for at tage de første billeder af Plutos største måne Charon, som man da har på skudhold. I 2014 er New Horizons kommet så tæt på, at den kan sende billeder af både Pluto selv og Charon til Jorden. Midt på året passerer den for øvrigt planeten Neptuns bane.

Den 12. juni 2014 vækkes New Horizon for alvor af dvalen. Man er nu nået ud i det såkaldte Kuiper bælte, hvor temperaturen er tæt på det absolutte nulpunkt. Umiddelbart efter nytår begynder rumsonden for alvor at udforske komplekset omkring Pluto – planeten og dens håndfuld af måner.

I 2015 er New Horizons kommet så tæt på selve Pluto, at missionens vigtigste opgave kan begynde: Udforskningen af den måske yderste planet i vort solsystem. Man starter en af styreraketterne op og lader den køre i hele 93 sekunder, så retningen mod Pluto bliver helt præcis. De første billeder af Pluto fra New Horizons ankommer snart til Jorden – bedre end de hidtil bedste fra rumteleskopet Hubble.

Den 17. juli 2015 er det endelig så vidt: New Horizons passerer Pluto i en afstand af sølle 12.500 km. Det er faretruende tæt på – ikke mindst når farten er imponerende 13,78 km i sekundet…

Der bliver fotograferet på livet løs og transmitteret tilbage til NASA, som går i gang med at analysere de enorme mængder data – pixel for pixel. Snart har man strikket det første højopløste billede af vor yderste planet sammen og kan publicere det for hele verden.

Pluto lever med en diameter på blot 2.390 km så ganske op til betegnelsen “dværgplanet”. Den er med sin middeltemperatur på 240 minusgrader samtidig et af de koldeste steder i vort solsystem – tæt på det absolutte nulpunkt, der er minus 273 grader Celsius. Pluto er derfor det eneste sted i vort solsystem, hvor gassen methan forekommer som fast, frossent stof. Som is ved polerne.

Pluto har som alle rigtige planeter sine egne måner, der kredser om den. Den største af dem alle er Charon, som vi har fået fremragende billeder af fra New Horizons. Den er ganske stor i forhold til Pluto selv – næsten halvt så stor – og dens masse har derfor stor indflydelse på Plutos bane gennem Kuiperbæltet.

De to himmellegemer roterer omkring en akse midt imellem dem, og de påvirkes samtidig af tiltrækningskraften fra yderligere fire måner af varierende størrelse. Alt i alt bevirker dette, at disse planeter har baner, som er svære at beregne.

Pluto’s yderste måne hedder Hydra og er ganske lille. Med en størrelse på blot 42 km i bredden og 29 km i højden fylder den blot ganske få pixels på New Horizons kamera. Og den er så lysende, at den formodes dækket af is.

Klik på billedet herunder for at blive klogere på Solsystemet. Pluto ligger laaaangt uden for Neptun:

Solsystemet

Year of the Stars

Som der står i indledningen, så lever vi i en fantastisk tid, hvis man interesserer sig for verdensrummet og rumfart:

Vi har landet et fartøj på kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko – efter en rejse på ufattelige 6 milliarder kilometer. Og vi er fløjet forbi planeten Pluto – efter en rumrejse på næsten ti år.

Men ikke nok med det. 2015 bød på yderligere to interessante fænomener, som ikke sker hvert år herhjemme:

Fredag den 30. marts bød således på en delvis solformørkelse, der kunne ses over det ganske land. Den fandt nemlig sted i dagtimerne, hvor et skiftende skydække ind imellem gjorde det muligt at se den delvise formørkelse med det blotte øje – uden dyre beskyttelsesbriller. Mere end 80% af Solens overflade var da dækket af Månen, som her virkelig fik meget magt i forhold til sin meget beskedne størrelse.

Natten til mandag den 28.september bød tilsvarende på en total måneformørkelse, der var begunstiget af klart vejr de fleste steder herhjemme. Da Månen gled ind i Jordens skygge, lignede den mest af alt en blegrød blodappelsin. Den normale sølvskær forsvandt helt, mens Jordens skygge gradvis dækkede Månen.

2015 er derfor et af de år, der virkelig vil blive husket af folk og forskere med hang til astronomi og rumfart!

© 2015 Steen Ulnits

Illustrationer: NASA (North American Space Agency)

Direct_From_Pluto_Science_Channel-ae6a117c316cda7ae228cca2e6fe5e2b


Relaterede artikler:

Solsystemet

Landingen på en komet

Solunar-teorien

Facts om fuldmåner

Drivhuseffekten

Grundstofferne

Vand – H2O