Πώς μετρήθηκαν οι μάζες του Πλούτωνα και του Χάρον;
1. Αμοιβαία τροχιακή περίοδος και απόσταση:
* Το κλειδί για τον προσδιορισμό των μαζών έγκειται στην αμοιβαία τροχιά τους γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας. Οι αστρονόμοι παρατήρησαν την τροχιακή περίοδο (ο χρόνος που χρειάζεται για μια πλήρη επανάσταση) του Πλούτωνα και του Χάρον γύρω από τον άλλο. Αυτή η περίοδος βρέθηκε να είναι 6,387 ημέρες.
* Μετρούσαν επίσης τη μέση απόσταση μεταξύ του Πλούτωνα και του Charon, που είναι περίπου 19.640 χιλιόμετρα (12.200 μίλια).
2. Ο τρίτος νόμος της πλανητικής κίνησης του Kepler:
* Αυτός ο νόμος σχετίζεται με την τροχιακή περίοδο ενός ουράνιου σώματος με τη μάζα του αντικειμένου που περιστρέφεται και η απόσταση μεταξύ τους.
* Με την εφαρμογή του τρίτου νόμου του Kepler και τη χρήση της παρατηρούμενης τροχιακής περιόδου και της απόστασης μεταξύ του Πλούτωνα και του Charon, οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να υπολογίσουν τη συνδυασμένη μάζα των δύο σωμάτων.
3. Σχετική φωτεινότητα και albedo:
* Η φωτεινότητα του Πλούτωνα και του Χάρον, όπως παρατηρήθηκε από τη Γη, χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό των σχετικών μεγεθών τους.
* Οι albedos τους (ανακλαστικότητα) εκτιμήθηκαν επίσης, συμβάλλοντας στην βελτίωση των μεγεθών τους.
* Αυτές οι πληροφορίες, μαζί με τη συνδυασμένη μάζα τους, επέτρεψαν στους αστρονόμους να υπολογίσουν τις μεμονωμένες μάζες του Πλούτωνα και του Χάρον.
4. Βελτίωση με δεδομένα διαστημικού σκάφους:
* Το διαστημικό σκάφος New Horizons πέταξε πέρα από τον Πλούτωνα το 2015, παρέχοντας εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις των τροχιακών περιόδων και των αποστάσεων μεταξύ του Πλούτωνα και του Charon.
* Αυτά τα νέα δεδομένα επέτρεψαν τον πολύ ακριβέστερο προσδιορισμό των μεμονωμένων μαζών τους.
Επομένως, οι μάζες του Πλούτωνα και του Χάρον καθορίστηκαν από:
* Παρατηρώντας την αμοιβαία τροχιά τους και εφαρμόζοντας τον τρίτο νόμο του Kepler για τον υπολογισμό της συνδυασμένης μάζας.
* Προσδιορισμός των σχετικών μεγεθών και albedos για να υπολογίσουν τις μεμονωμένες μάζες τους.
* Διύζοντας αυτές τις μετρήσεις με δεδομένα από την αποστολή New Horizons.
Οι σήμερα αποδεκτές μάζες είναι:
* Πλούτωνας: 1,303 × 10^22 kg (0,22% της μάζας της Γης)
* Charon: 1,586 × 10^21 kg (0,027% της μάζας της Γης)
