ග්රහලෝක තාරකා විද්යා අධ්යයනයන්හි ප්ලූටෝ
ප්ලූටෝ යනු නූතන තාරකා විද්යා ඉතිහාසයේ වඩාත්ම ආකර්ෂණීය වස්තූන්ගෙන් එකකි. එය වරක් සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ නවවන ග්රහලෝකය ලෙස සලකනු ලැබූ අතර පසුව වාමන ග්රහලෝක තත්ත්වයට "පහළට" පත් කරන ලදී. කෙසේ වෙතත්, අර්ථ දැක්වීමේ මෙම වෙනස ප්ලූටෝගේ විද්යාත්මක වටිනාකම අඩු කළේ නැත. ඊට හාත්පසින්ම වෙනස්: ප්ලූටෝ සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ බාහිර කලාප, කුඩා වස්තූන්ගේ ගතිකත්වය සහ නිරීක්ෂණ, දත්ත සහ සංකල්පීය විවාදය හරහා විද්යාව ඉදිරියට යන ආකාරය තේරුම් ගැනීමට තීරණාත්මක ප්රවේශ ලක්ෂ්යයක් බවට පත්විය.
ප්ලූටෝ සොයා ගැනීම සහ එහි ඓතිහාසික සන්දර්භය
1930 පෙබරවාරි 18 වන දින ඇරිසෝනාවේ ලෝවෙල් නිරීක්ෂණාගාරයේදී ක්ලයිඩ් ටොම්බෝ විසින් ප්ලූටෝ සොයා ගන්නා ලදී. ඔහුගේ සෙවීම මෙහෙයවනු ලැබුවේ යුරේනස් සහ නෙප්චූන්ගේ කක්ෂවල කුඩා කැළඹීම් ඇති කරන බව සැලකෙන ග්රහලෝකයක් වන "ප්ලැනට් X" හි සැක සහිත පැවැත්ම මගිනි. ආකාශ ඡායාරූප සංසන්දනය කිරීමෙන් (බ්ලින් සංසන්දනාත්මක ක්රමය භාවිතා කරමින්), ටොම්බෝ චලනය වන ස්ථානයක් සොයා ගත් අතර එය පසුව නව වස්තුවක් ලෙස හඳුනා ගන්නා ලදී. විශේෂයෙන් සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ පිටත ප්රදේශ ඒ වන විටත් ඉතා අභිරහස් ලෙස පැවති බැවින්, මහජනතාව සහ විද්යාත්මක ප්රජාව එය නවවන ග්රහලෝකය ලෙස පිළිගත්හ.
කාලයාගේ ඇවෑමෙන්, වඩාත් නිවැරදි ගණනය කිරීම්වලින් පෙනී ගියේ ප්ලූටෝ සෙවීමට හේතු වූ කක්ෂීය "කැළඹීම්" බොහෝ දුරට පෙර දත්තවල අවිනිශ්චිතතාවයන්ගෙන් ඇති වූවක් බවත්, විශාල, සොයා නොගත් ග්රහලෝකයක ආකර්ෂණයෙන් නොවන බවත්ය. තවද, ප්ලූටෝගේ ස්කන්ධය ඉතා කුඩා - යෝධ ග්රහලෝකවලට වඩා බෙහෙවින් කුඩා - බවට පත් වූ අතර එය අනෙකුත් ග්රහලෝකවල කක්ෂීය කැළඹීම්වලට සැලකිය යුතු හේතුවක් වීමට ඉඩක් නොතිබුණි. මෙම සොයාගැනීම නව පරිච්ඡේදයක් විවෘත කළේය: ප්ලූටෝ යනු අප සොයන "විශාල ග්රහලෝකය" නොව, සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ මායිමේ ඇති අයිස් සහිත ශරීර ජනගහනයේ සාමාන්ය සාමාජිකයෙකි.
ප්ලූටෝහි භෞතික ලක්ෂණ සහ කක්ෂය
ප්ලූටෝ සූර්යයාගේ සිට තාරකා විද්යාත්මක ඒකක 39,5 ක (AU) සාමාන්ය දුරකින් පිහිටා ඇති අතර එය සාමාන්යයෙන් පෘථිවිය සහ සූර්යයා අතර දුර මෙන් 39,5 ගුණයකි. එහි කක්ෂය අද්විතීයයි: එය ඉතා ඉලිප්සාකාර (ඉතා විකේන්ද්රීය) වන අතර සූර්යග්රහණ තලයට (අංශක 17 ක පමණ ආනතිය) නැඹුරු වේ. සමහර විට, ප්ලූටෝ 1979 සහ 1999 අතර කාලය තුළ මෙන් නෙප්චූන්ට වඩා සූර්යයාට සමීප වේ. කෙසේ වෙතත්, ප්ලූටෝ කිසි විටෙකත් නෙප්චූන් සමඟ ගැටී නැත, මන්ද ඒවා 3:2 කක්ෂීය අනුනාදයක පවතී; නෙප්චූන් සූර්යයා වටා තුන් වතාවක් කක්ෂගත වන සෑම අවස්ථාවකටම ප්ලූටෝ දෙවරක් සූර්යයා වටා කක්ෂගත වේ. මෙම අනුනාදය ඉතා දිගු කාල පරිමාණයන් තුළ එහි කක්ෂීය ගතිකය ස්ථාවරව තබා ගනී.
ප්ලූටෝ විෂ්කම්භය කිලෝමීටර 2.377 (සැතපුම් 1,377) ක් පමණ වන අතර එය චන්ද්රයාට වඩා බෙහෙවින් කුඩා (කිලෝමීටර් 3.474 ක් පමණ) වන අතර සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ සමහර විශාල චන්ද්රිකාවලට වඩා කුඩා වේ. එහි ස්කන්ධය පෘථිවියේ ස්කන්ධයෙන් 0,2% ක් පමණ වේ. ප්ලූටෝ ප්රධාන වශයෙන් අයිස් සහ පාෂාණ වලින් සමන්විත වන අතර මතුපිට නයිට්රජන් අයිස් (N₂), මීතේන් (CH₄) සහ කාබන් මොනොක්සයිඩ් (CO) වලින් ආධිපත්යය දරයි. එහි මතුපිට උෂ්ණත්වය ඉතා අඩුය, කෙල්වින් දස ගණනක් පමණ වන අතර, ප්ලූටෝගේ සෘතු වලින් පසුව නයිට්රජන් වැනි වාෂ්පශීලී ද්රව්ය කැටි වී උත්කෘෂ්ට වීමට ඉඩ සලසයි.
චාරොන් සහ ප්ලූටෝගේ චන්ද්රිකා පද්ධතිය
1978 දී ප්ලූටෝගේ විශාලතම චන්ද්රයා වන චාරොන් සොයා ගන්නා ලද විට එහි සුවිශේෂත්වය වඩාත් පැහැදිලි විය. චාරොන්හි විෂ්කම්භය ප්ලූටෝගේ විෂ්කම්භයෙන් අඩක් පමණ වන අතර, ඒවායේ ප්රමාණ අනුපාතය ග්රහලෝක-චන්ද්රිකා පද්ධතියකට අසාමාන්ය කරයි. ප්ලූටෝ-චාරොන් පද්ධතියේ ස්කන්ධ මධ්යස්ථානය (ස්කන්ධ කේන්ද්රය) ප්ලූටෝගේ ශරීරයෙන් පිටත පවා පිහිටා ඇති අතර එය බොහෝ විට "ද්විමය" ග්රහලෝක පද්ධතියක් ලෙස හැඳින්වේ. චාරොන්ට අමතරව, ප්ලූටෝට කුඩා චන්ද්රයන් හතරක් ඇත: නික්ස්, හයිඩ්රා, කර්බෙරෝස් සහ ස්ටයික්ස්. මෙම චන්ද්රයන් සොයා ගැනීම විද්යාඥයින්ට ප්ලූටෝගේ ස්කන්ධය වඩාත් නිවැරදිව මැනීමට සහ කුයිපර් පටියේ පද්ධතිවල සංකීර්ණ ගුරුත්වාකර්ෂණ ගතිකත්වය අධ්යයනය කිරීමට උපකාරී වී තිබේ.
චාරොන් හි මූලාරම්භය චන්ද්රයාගේ නිර්මාණය පිළිබඳ කල්පිතයට සමාන යෝධ ගැටුම් සිදුවීමකට සම්බන්ධ යැයි සැලකේ. ප්රාථමික ප්ලූටෝ සහ කුයිපර් පටියේ තවත් වස්තුවක් අතර ගැටුමකින් පසුව චාරොන් සහ අනෙකුත් කුඩා චන්ද්රයන් සෑදූ ද්රව්ය නිකුත් වන්නට ඇත. සත්ය නම්, බාහිර සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ ගැටුම් හරහා චන්ද්රිකා සෑදීමේ න්යාය පරීක්ෂා කිරීමට ප්ලූටෝ වැදගත් උදාහරණයක් වනු ඇත.
ප්ලූටෝ සහ කුයිපර් පටිය: ඉදිරිදර්ශනයේ වෙනසක්
ග්රහලෝක තාරකා විද්යාව පිළිබඳ අධ්යයනයේ ප්රධාන වෙනසක් 1990 ගණන්වලදී සිදු වූ අතර, තාරකා විද්යාඥයින් නෙප්චූන් ග්රහලෝකයෙන් ඔබ්බට බොහෝ වස්තූන් සොයා ගැනීමට පටන් ගත් අතර එය දැන් කුයිපර් පටිය ලෙස හැඳින්වේ. මෙම ජනගහනය සෞරග්රහ මණ්ඩලය නිර්මාණය වීමෙන් ඉතිරි වූ විවිධ ප්රමාණයන්ගෙන් සහ කක්ෂවලින් යුත් අයිස් සහ පාෂාණමය ශරීර වලින් සමන්විත වේ. ප්ලූටෝ, එය හැරෙනවා, හුදකලා විෂමතාවයක් නොව, ට්රාන්ස්-නෙප්චූනියානු වස්තූන්ගේ (TNOs) ප්රජාවේ විශාල සාමාජිකයෙකි.
2005 දී එරිස් සොයා ගැනීම - ප්ලූටෝට සමාන හෝ ඊටත් වඩා තරමක් විශාල වස්තුවක් - සැලකිය යුතු උත්ප්රේරකයක් විය. ප්ලූටෝ ග්රහලෝකයක් ලෙස පැවතුනහොත්, එරිස් සහ තවත් වස්තූන් කිහිපයක් ද ග්රහලෝක ලෙස සැලකිය හැකිය. මෙය තාරකා විද්යා ප්රජාවට වඩාත් දැඩි අර්ථ දැක්වීමක අවශ්යතාවය පිළිබඳව අනතුරු ඇඟවීය.
ග්රහලෝකයේ අර්ථ දැක්වීම සහ "වාමන ග්රහලෝකයේ" තත්ත්වය
2006 දී, ජාත්යන්තර තාරකා විද්යා සංගමය (IAU) ග්රහලෝකයක් පිළිබඳ විධිමත් අර්ථ දැක්වීමක් ස්ථාපිත කළේය. මෙම නිර්වචනයට අනුව, ග්රහලෝකයක්: (1) සූර්යයා වටා කක්ෂගත විය යුතුය, (2) ගෝලාකාර හැඩයක් පවත්වා ගැනීමට ප්රමාණවත් ස්කන්ධයක් තිබිය යුතුය (ජල ස්ථිතික සමතුලිතතාවය), සහ (3) සැසඳිය හැකි වස්තූන්ගෙන් "එහි කක්ෂීය අසල්වැසි ප්රදේශය ඉවත් කළ යුතුය". ප්ලූටෝ (1) සහ (2) නිර්ණායක සපුරාලයි, නමුත් නිර්ණායක (3) සපුරාලන්නේ නැත, මන්ද එහි කක්ෂය කුයිපර් පටියේ බොහෝ වස්තූන් සමඟ අවකාශය බෙදා ගනී. එබැවින්, ප්ලූටෝ "වාමන ග්රහලෝකයක්" ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇත.
ග්රහලෝක තාරකා විද්යාවේදී, මෙම තීරණය හුදෙක් ලේබලයකට වඩා වැඩි ය. විද්යාඥයින් ගුරුත්වාකර්ෂණීය ලෙස ප්රමුඛ වස්තූන් (ග්රහලෝක) පටි ජනගහනයේ වඩාත් “සාමූහික” සාමාජිකයින්ගෙන් (වාමන ග්රහලෝක සහ කුඩා ශරීර) වෙන්කර හඳුනා ගන්නා ආකාරය එයින් පිළිබිඹු වේ. කෙසේ වෙතත්, IAU නිර්වචනය ද විවාදයට තුඩු දී ඇත: සමහර තාරකා විද්යාඥයින් විශ්වාස කරන්නේ “කක්ෂයක් හිස් කිරීම” එහි ආවේණික ගුණාංගවලට වඩා ශරීරයක පිහිටීම සහ ගතික ඉතිහාසය මත රඳා පවතින බවයි. දත්ත සහ න්යායික රාමු පරිණාමය වන විට විද්යාත්මක වර්ගීකරණයන් පරිණාමය විය හැකි බව පෙන්නුම් කරමින් මෙම විවාදය අඛණ්ඩ ශාස්ත්රීය සාකච්ඡාවක් ලෙස පවතී.
නිව් හොරයිසන්ස් මෙහෙයුම සහ දත්ත විප්ලවය
නාසා ආයතනයේ නිව් හොරයිසන්ස් මෙහෙයුමත් සමඟ ප්ලූටෝ පිළිබඳ මානව අවබෝධය විශාල පිම්මක් ඉදිරියට තැබීය. 2006 දී දියත් කරන ලද මෙම ගවේෂණ යානය 2015 ජූලි 14 වන දින ප්ලූටෝ අසලින් පියාසර කළ අතර, දිගුකාලීන විශ්වාසයන් වෙනස් කළ රූප සහ දත්ත නැවත ලබා දුන්නේය. ප්ලූටෝ භූ විද්යාත්මකව ක්රියාකාරී ලෝකයක් බවට පත් විය.
නිව් හොරයිසන්ස් විසින් ටොම්බෝ රෙජියෝ ලෙස හැඳින්වෙන යෝධ, හෘද හැඩැති, නයිට්රජන් අයිස් තැනිතලාවක් සොයා ගන්නා ලදී, එයට ස්පුට්නික් ප්ලැනිටියා ඇතුළත් වේ - භූ විද්යාත්මක උනුවකට සමාන අයිස් සංවහන ස්ථානයක් ලෙස සැලකෙන විශාල ද්රෝණියක්, නමුත් ද්රව්යය ලෙස නයිට්රජන් අයිස් ඇත. ප්ලූටෝගේ උෂ්ණත්වයේ දී ඝන පාෂාණයක් මෙන් ක්රියා කරන ජල අයිස් වලින් සමන්විත කඳු ද එය සොයා ගත්තේය. මතුපිට තරුණ ක්රියාවලීන් පිළිබඳ ඇඟවීම් තිබේ, සමහර ප්රදේශවල බලපෑම් ආවාට නොමැති වීම, සාපේක්ෂව මෑත භූ විද්යාත්මක කාලය තුළ නැවත මතුවීම යෝජනා කරයි.
මෙම මෙහෙයුම ප්ලූටෝගේ තුනී වායුගෝලය ද අධ්යයනය කරන ලද අතර එය ප්රධාන වශයෙන් නයිට්රජන් වලින් සමන්විත වන අතර මීතේන් අංශු මාත්ර ඇත. සූර්ය විකිරණ සහ සූර්ය සුළඟ සමඟ වායුගෝලයේ අන්තර්ක්රියා සංකීර්ණ, ස්ථර මීදුම ඇති කරයි. ප්ලූටෝ හි ඇලවූ අක්ෂය සහ ඉලිප්සාකාර කක්ෂය හේතුවෙන් ආන්තික සෘතු ඇති බැවින්, එහි වායුගෝලය "හුස්ම ගනී" යැයි විශ්වාස කෙරේ: සූර්යයාට සමීපව සිටින විට ප්රසාරණය වන අතර දුරින් සිටින විට හැකිලීම හෝ කැටි කිරීම.
නූතන ග්රහලෝක තාරකා විද්යාවට ප්ලූටෝගේ අදාළත්වය
ප්ලූටෝ වැදගත් වන්නේ එහි පෙර ග්රහලෝක තත්ත්වය නිසා නොව, එය සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ මායිමේ අයිස් සහිත ලෝක පන්තියක් නියෝජනය කරන බැවිනි. ග්රහලෝක තාරකා විද්යාව අධ්යයනයේ දී, ප්ලූටෝ ප්රධාන ප්රශ්නවලට පිළිතුරු දීමට උපකාරී වේ: මූල ග්රහලෝක තැටිවල ග්රහලෝක සහ කුඩා වස්තූන් ඇති වූ ආකාරය, යෝධ ග්රහලෝක සංක්රමණය කුයිපර් පටියේ ව්යුහය හැඩගැස්වූ ආකාරය සහ කුඩා, අයිස් සහිත වස්තූන් මත භූ විද්යාත්මක ක්රියාවලීන් වර්ධනය විය හැකි ආකාරය.
තවද, ප්ලූටෝ, ට්රයිටන් (නෙප්චූන්ගේ චන්ද්රිකාවක්), සෙනසුරුගේ චන්ද්රයන් කිහිපයක් සහ සොයා නොගත් TNO වැනි අනෙකුත් අයිස් සහිත ලෝක සඳහා ප්රතිසමයක් (සංසන්දනයක්) ලෙස සේවය කරයි. ප්ලූටෝ තවමත් එවැනි සීතල පරිසරයක භූ විද්යාත්මක ගතිකත්වයන් ප්රදර්ශනය කරන්නේ නම්, අනෙකුත් අයිස් සහිත ලෝකවල "ක්රියාකාරිත්වය" ඇතිවීමේ හැකියාව වැඩි වැඩියෙන් පිළිගත හැකි බවට පත්වේ, එයට ද්රවයක් වූ හෝ තවමත් පවතින භූගත මතුපිටක විභව පැවැත්ම ද ඇතුළත් වේ.
වසා දැමීම
විද්යාව ස්ථිතික නොවන බවට ප්ලූටෝ කදිම නිදසුනකි. එය "නවවන ග්රහලෝකය" ලෙස සොයා ගන්නා ලද අතර, පසුව කුයිපර් පටියේ විශාල සාමාජිකයෙකු ලෙස වටහා ගන්නා ලද අතර, අවසානයේ නූතන වර්ගීකරණ පද්ධතියේ වාමන ග්රහලෝකයක් ලෙස නැවත වර්ගීකරණය කරන ලදී. කෙසේ වෙතත්, ප්ලූටෝහි වැදගත්කම වැඩි වී ඇත්තේ එය තාරකා විද්යාඥයින්ට වඩාත් ස්ථාවර අර්ථ දැක්වීම් වර්ධනය කිරීමට, බාහිර සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ ගතිකය පිළිබඳ න්යායන් වර්ධනය කිරීමට සහ කලින් ආලෝක ලක්ෂ්ය පමණක් වූ කුඩා ලෝකවල සංකීර්ණත්වය හෙළි කරන මෙහෙයුම් යැවීමට බල කර ඇති බැවිනි.
ග්රහලෝක තාරකා විද්යාව අධ්යයනය කිරීමේදී, ප්ලූටෝ වැදගත් පාඩමක් උගන්වයි: දුරස්ථ, කුඩා සහ සීතල වස්තූන් පවා සෞරග්රහ මණ්ඩලයේ දැවැන්ත ඉතිහාසය අවබෝධ කර ගැනීමට යතුර තබා ගත හැකිය. එය වර්ගීකරණයේ පාදසටහනක් පමණක් නොව, කක්ෂීය පරිණාමය, අයිස් සංයුතිය, තුනී වායුගෝලයක් සහ අපගේ ග්රහලෝක පද්ධතියේ කෙළවරේ ඇති අද්විතීය භූ විද්යාව අධ්යයනය කිරීම සඳහා ස්වාභාවික රසායනාගාරයකි.
