قصة اكتشاف الكوكب:
وتأتي قصة اكتشاف الكوكب نبتون بعد أن تم تحديد مسار الكوكب أورانوس والذي اكتشف عام 1781 على يد ويليام هيرشل ووضع الخرائط التي توضح مساره بين النجوم .وعند دراسة هذا المسار تم ملاحظة وجود اختلاف بين مساره المتوقع على الخرائط بالحسابات الرياضية وبين موقعه الحقيقي حين الرصد .وزاد هذا الاختلاف مع تقدم الوقت.وكان الفلكي Alexis Bouvard أول من أعد جداول يظهر فيها تحيّر الكوكب وعدم انتظام مساره من خلال أرصاده في مرصد باريس ،ولم يعرف تعليلاً لذلك.ثم جاء الفلكي Rev.T.J.Hussey الذي كان أول من اقترح أن السبب في اضطراب مسار الكوكب نبتون قد يكون بسبب وجود جرم خارج مدار أورانوس يؤثر عليه,فكتب إلى قائد الفلكيين ف بريطانيا آنذاك الدكتور Airy الذي كان يعمل حينها في غرينتش عام 1835 .ولكن الجواب لم يكن مشجعاً . وحتى عندما أرسل له ابن أخ Alexis وهو الفلكي Eugene Bouvard رسالة عام 1837 يؤكد له وجود خطأ واضح بين حركة الكوكب أورانوس والحسابات الرياضية لموقعه وقال"هل هذا يقترح وجود قوة غير معروفة تتمثل في جرم جديد أبعد من أورانوس،وهذه كانت فكرة عمي قبلي" رد عليه بأنه لا يعرف سبب هذه الأخطاء وهكذا وقع في الخطأ مرة ثانية. ثم قام F.W.Bessel عام 1840باتخاذ قرار لحساب بعد هذا الكوكب الجديد عنا وهو الذي قام عام 1838 بتحديد بعد نجم 61Cygni عنا ولكن مرضه حال دون تقدمه في العمل.
ثم قام الفلكي الإنجليزي John Couch Adams في جامعة كامبردج في أيلول عام 1845 بعمل دراسات وضع من خلالها البعد التقريبي والكتلة لذلك الجرم الخارجي المفترض أنه يؤثر على مدار الكوكب أورانوس والذي اعتبر الكوكب الثامن المجهول وتوقع وجوده في برج الدلو . وقوبلت آراءه ودراساته بالرفض وعدم التعاون حتى أن الدكتور Airy دعاه إلى عدم الاستمرار في هذا.ولكن آدمز كتب إلى البروفيسور في علم الفلكJames Challis في جامعة كامبردج ليخبره بالنتائج التي توصل إليها عن طريق الحسابات الرياضية،ولكن لعدم توفر الخرائط المناسبة في تلك الفترة ولعدم إيمان زملائه بقدرته من تحقيق هذه النتائج لصغر عمره إذ كان يبلغ السادسة والعشرين حينها لم يفلح آدمز في تحقيق مراده. في نفس الوقت وبمعزل ودون علم عن أعمال آد مز كان الرياضي الفرنسي Urbain Jean Leverrier يقوم بعمل حسابات على الكوكب الثامن المتوقع وحدد كتلته وبعده وأرسل نتائجه إلى الدكتور Airy الذي لم يستطع رصد هذا الكوكب من مرصد جر نتش لعدم وجود مرقب مناسب، فأرسل الأخير إلى Challis يطلب منه استخدام مرقبه العاكس بقطر 11.75 انش في كامبردج وكان هذا الطلب بتاريخ 6/7/1846 ولكنه لم يكن يمتلك خرائط مناسبة وجيدة لبرج الدلو للمقارنة بينها.
وأيضاً لم يستطع أن يقنع أحد من زملائه الفرنسيين بالرصد ليتم اصطياد هذا الكوكب المزعوم وجوده في برج الدلو. فقام بإرسال رسالة إلى مدير معهد برلين للرصد Johan Encke والذي باشر بتكليف فلكيان ألمانيان هما Johan Galle وطالبه ومساعده ,Heinrich D`Arrest اللذان بدءا بالبحث بتاريخ 23/9/1846 ومن أول مرة استطاع Galle تحديد الكوكب المنتظر منذ عدة سنوات على بعد بخطأ أقل من درجة واحدة حوالي 55ً عن المكان الذي حدده له Leverrier والذي لم يكن على اطلاع أبداً عن تحديد Adams لنفس الكوكب بنفس الموقع. وعندما أعلن جون هيرشل عن نبأ الاكتشاف الجديد ثار جدل بين الفرنسيين والبريطانيين انتهى بتقاسم الفخر بين كل من Leverrier و Adams على الرغم من أن Galle هو أول من رصد الكوكب وحدد موقعه عملياً في صفحة السماء.ومن المضحك أن نعرف أن Challis من كامبردج كان قد حدد الموقع مرتان الأخيرة في 12/8/1846 ولكنه لم يتعب نفسه بالمقارنة بين الخرائط فخسر شرف اكتشاف الكوكب الثامن ورصده لأول مرة. ومن الطريف في الأمر أن الكوكب نبتون كان قبل 233 سنة من اكتشافه بجوار كوكب المشتري في شتاء 1612/1613 وصادف أن جاليليو رصد المشتري في 28/12/1612 ومرة ثانية بتاريخ 22/1/1613 وحدد نبتون في رسوماته ولكنه ظنه نجماً.
الكوكب نبتون:
يقع الكوكب نبتون خلف الكوكب أورانوس العجيب ليعتبر ثامن الكواكب السيارة ورابع العمالقة الغازية.وقطر هذا الكوكب 49520 كلم ما يقارب أربعة أضعاف قطر الأرض.وحجمه 72 مرة أكبر من حجم الأرض. وكتلته 1*10 26 كغم،وبذلك تكون كتلته أكبر من كتلة الأرض بحوالي 17 مرة. وتبلغ كثافته 1.7 غم/سم 3 مما يجعله أكثف العمالقة الغازية وهذا يدل على احتوائه على بعض العناصر الثقيلة غير الهيدروجين والهيليوم. والأهم منها وجود الميثان من ضمن مكوناته بنسبة 3% مما يجعل لونه أزرق رائع الزرقة لأن غاز الميثان له قدرة على امتصاص ألوان الطيف الحمراء والصفراء وعكس اللونين الأخضر والأزرق.
وانعكاسية سطحه (ألبيدو) عالية تصل إلى حوالي 84% من كمية الأشعة الساقطة عليه.ولكن لا يمكن رؤيته بالعين المجردة لأن قدره يصل إلى حوالي 7.8 بالمعدل وهو حد لا يمكن للعين البشرية رصده. يتميّز الكوكب بجو مليء بالظواهر العاصفة نسبة إلى كوكب بعيد لا تصله أشعة الشمس إلا بقدر 1/350 مرة مما يصل الأرض وأشهر هذه المظاهر العاصفة البقعة الداكنة العظيمة Great Dark Spot التي تدور حول الكوكب بسرعة 325م/ث وحجمها يعادل حجم كرة أرضية وهي تشبه بقعة المشتري الحمراء العظيمة لكونها تقع تحت خط استواء الكوكب بحوالي 20ْ وتدور باتجاه عكس عقارب الساعة وباتجاه من الشرق إلى الغرب وتستغرق 18 ساعة و20 دقيقة لتتم دورة واحدة حول الكوكب. وهناك أيضاً البقعة الداكنة الصغيرة Small Dark Spot أو D2 التي تدور في الجزء الأسفل الجنوبي للكوكب وتتم دورة واحدة خلال 16 ساعة.
ويتميّز داخلها بوجود مناطق غيوم لامعة وهذه البقعة تدور مع عقارب الساعة باتجاه الغرب أيضاً،وفوقها إلى جهة اليسار توجد غيمة بيضاء تدعى Scooter ودعيت بهذا الاسم نسبة إلى سرعتها الهائلة مقارنة مع الغيوم التي نعرفها إذ تدور حول الكوكب في مدة 16 ساعة و50 دقيقة.وهذه الغيوم البيضاء تتألف من بلورات من جليد الميثان وهي تعصف على سطح الكوكب بسرعة هائلة تبلغ 2200 كلم/ساعة مما يجعلها من أنشط وأسرع الرياح على كافة كواكب النظام الشمسي ،وليس هذا فحسب بل يتميّز جو الكوكب بالحركة التراجعية للعواصف من الشرق إلى الغرب.
تركيب الكوكب نبتون:
الكوكب نبتون كوكب مفلطح عند استواءه مما يعني أن قطره بين القطبين الشمالي والجنوبي 48680كلم أقل من قطره عند الاستواء 49520 كلم بفارق يقارب 840 كلم .ومن خلال المعلومات التي بثتها المركبة فويجير-2 تنبأ العلماء بنموذج لتركيب الكوكب،إذ توقعوا أن يتألف من نواة صخرية بحجم الأرض تقريباً كثيفة في مادتها وتتألف من الحديد والسيليكات ، يقع فوقها طبقة متجلدة من الماء أذابت فيها الأمونيا فشكلت طبقة متأينة يتوقع أن تكون الأيونات OH-, NH4+, , H3O+ ولعل هذه الأيونات تفسر وجود الحقل المغناطيسي ولكنها تخلو من الهيدروجين المتأين. ويعلو هذه الطبقة غلاف غازي يتألف من جزيئات هيدروجين وهيليوم وميثان بنسبة أكبر.
وقد أسلفنا أن جو الكوكب عاصف ولعل هناك بث حراري من داخل الكوكب لتفسير سبب حدوث هذه العواصف وقد تم ملاحظة أنه يشع حرارة بمقدار 2.7 مرة أكثر مما يصله من أشعة الشمس وحرارة سطحه تقارب –214ْ س والتي تشابه حرارة الكوكب أورانوس الأقرب بحوالي مليار كلم للشمس.!مصدر الحرارة هذا لا يزال لغزاً يحيّر العلماء ولكن الرأي السائد حتى الآن أن الكوكب نبتون لم يبرد بعد وهذه الحرارة التي تندفع من داخله هي حرارة التشكل الأولية للكوكب.
مدار الكوكب نبتون وحقله المغناطيسي:
يدور هذا العملاق الأزرق حول الشمس على بعد يبلغ بالمتوسط 4.5 مليار كلم ما يعادل 30.1 وحدة فلكية .بحيث يكون على بعد 29.8 وحدة فلكية في الحضيض و30.4 وحدة فلكية وهو في الأوج مما يدل على أن شذوذية مركزية مداره 0.01 ويحتاج إلى 165 سنة ليتم دورته حول الشمس ،أي أنه منذ اكتشافه حتى الآن 2004 لم يتم دورة واحدة في مداره حول الشمس.يميل محور الكوكب نبتون حوالي 30ْ عن العمود القائم على مستوى المدار . للكوكب حقل مغناطيسي ضعيف مقارنة مع الكواكب العملاقة الأخرى وقوته تعادل قوة الحقل المغناطيسي الأرضي فقط. وليس هذا وحسب بل أن محور حقله المغناطيسي يميل 47ْ عن محور دوران الكوكب ولا يزال هذا الأمر بحاجة للتفسير.وللكوكب قطب مغناطيسي شمالي يتجه نحو الشمال الجغرافي مما يعني أننا لو وضعنا بوصلة أرضية على الكوكب فإنها سوف تشير نحو الجنوب عكس ما يحصل على الأرض. ولا يزال هناك نقطة أخرى تميّز كوكب نبتون عن غيره وهي أن الحقل المغناطيسي يتم دورته في 16 ساعة و7 دقائق تقريباً في حين يتم غلافه الغازي دورته في 17 ساعة و20 دقيقة، مما يعني أن سرعة دوران غلاف الكوكب الغازي المرئي أبطأ من دورة حقله المغناطيسي.
حلقات الكوكب نبتون:
بعد أن كانت حلقات كوكب زحل مميزة له دون سواه من الكواكب ،جاءت نتائج المركبة فويجير لتدل على أن هذه الصفة موجودة عند جميع الكواكب الغازية العملاقة.وقد جاءت أرصاد فريقين من العلماء لدراسة احتجاب نجم خلف الكوكب بتاريخ 22/7/1984 لتؤكد على وجود حلقات تحيط بالكوكب،وهذان الفريقان هما فريق فرنسي بقيادة Andre Brachic المرصد الأوروبي الجنوبي والفريق الثاني أمريكي بقيادة William Hubbard على بعد 100كلم جنوب من مرصد Cerro Tololo Inter-American Observatoryوكانت نتائج أرصاد كل من الفريقين مؤكدة على وجود حلقات تحيط بالكوكب عند استواءه وتكررت النتيجة عند دراسة احتجاب نجم آخر خلف الكوكب عام 1985 من نفس الفريقين أيضاً بل وتوقعوا أن تكون هذه الحلقة غي متصلة بل مجزئة على شكل أقواس كثيفة من المادة حول الكوكب.
وكانت النهاية المؤكدة لهذه الدراسات في صور المركبة فويجير-2 في الفترة الواقعة بين 11 إلى 26 آب 1989 عند مرورها حول الكوكب نبتون وأظهرت الصور أربع حلقات رقيقة حول الكوكب الحلقة الأولى أبعدها وتدعى 1989N1R وتحتوي على ثلاثة أقواس من المادة وكأنها تجمعات من الجسيمات مما يدل على عدم تجانس الحلقة ويدل على دقة أرصاد الفريقين الأرضيين السابق ذكرهما.
أقمار الكوكب نبتون:
عرف للكوكب نبتون قبل وصول المركبة فويجير-2 قمران .الأول وهو القمر تريتونTriton والذي تم اكتشافه بتاريخ 10/10/1846 بعد 17 يوم من اكتشاف الكوكب نفسه على يد ويليام ليسيلWilliam Lassell. والثاني القمر نيريد Nereid تم اكتشافه عام 1949 على يد العالم جيرارد كويبرGerard Kuiper بعدما يزيد عن مائة عام من اكتشاف الكوكب.وكلا القمران غريبا المدار ،وأتحدث بالتفاصيل عن القمر تريتون في الفصل القادم. أما بالنسبة للقمر نيريد Nereid فيبلغ قطره 320كلم وتميّز مداره بشذوذية مركزية عالية تبلغ 0.75 بحيث يكون القمر مبتعداً عن الكوكب حوالي 5.5 مليون كلم وهو في الحضيض ،وقرابة 9.7 مليون كلم وهو في الأوج بتباين كبير لم يسبقه اليه أي جرم في النظام الشمسي كافة.ويميل محور دوران القمر حوالي 27.7ْ عن استواء مدار الكوكب. واكتشفت المركبة فويجير ستة أقمار أخرى للكوكب وهي أقمار صغيرة داكنة أمكن ملاحظة تضاريس القمرين لاريسا Larissa والقمر بروتيوس Proteus وهما قمران غير منتظما الشكل وتدور في مدار دائري على مستوى استواء الكوكب.وهذه الأقمار هي :
Larissa 1989N2,,Galatea 1989N4,,Proteus 1989N1,,Despina 1989N3 ,,Thalassa 1989N5,,Naiad 1989N6
أما الآن فيعرف للكوكب نبتون ثلاثة عشرة قمرا.
اكتشاف الكوكب:
بعد اكتشاف الكوكب أورانوس عام 1781 وعمل حسابات لمعرفة سبب الخلل في مدار الكوكب وتم التوقع بوجود كوكب في مدار خلفه لتفسير الاضطراب وبالفعل وبالحسابات الفلكية تم اكتشاف الكوكب نبتون عام 1846 وبعد ذلك نشطت الدراسات للبحث عن كوكب جديد خارج مدار نبتون. وكان برسيفال لوويل Percival Lowell من الرجال الأثرياء اللذين انبهروا بفكرة الحضارة المريخية كما قرأنا سابقاً وأحد اللذين تملكهم الهوّس في البحث عن الكوكب التاسع وقد أوصى ببرنامج تصويري منهجي لمسح السماء. وفي العام 1905 طبقت عمليات الرصد التصويري من مرصد لوويل في ايرزونا ومن مرصد ديلون في كاليفورنيا للبحث عن هذا الكوكب المجهول.
وفي العام 1914 تم نصب مرقب متطور في مرصد لوويل الذي كان قد بناه لنفسه ولا يزال عاملاً حتى الآن وبواسطة هذا المرقب بدأ البحث الجاد عن الكوكب. ولكن لوويل توفي عام 1916 قبل أن يتم اكتشاف الكوكب. وفي العام 1919 قام ميلتون هامسون بالتقاط صوّر في السماء كما حددها له بيكرينج, ولكنه للأسف لم يستطع تمييز وجود كوكب في هذه الألواح-على الرغم من أنه ظهر في عدد من ألواح التصوير فعلياً- والسبب الأول أنه ظن أن هناك خطأ في ألواح التصوير وعند إعادة التصوير ظهر الكوكب في نفس المكان فبدا له مثل النجوم. وفي العام 1929 ابتدأ العالم كلايد تومبوClyde William Tombaugh بحثه عن الكوكب من مرصد جديد تم صناعته خصيصاً لغرض البحث عن الكوكب التاسع وكان يستطيع بواسطته أن يصور حقل واسع من السماء. وكان تومبو قبل ذلك بسنة واحدة فقط يعيش في مزرعة صغيرة في كنساس ويرصد مستخدماً مرقب صغير نحته بنفسه.
وبعد عام مضني من البحث والدراسة والتصوير عثر تومبو على الكوكب المنشود في 18 شباط 1930 من ألواح تم التقاطها في بداية عام 1930، وأعلن عن الاكتشاف في 13 آذار 1930 في ذكرى ميلاد لوويل صاحب الفكرة في البحث عن هذا الكوكب. وقد أعطي الكوكب اسم بلوتو ورمز له بالرمز p وهي حرفي P و L وتمثل الأحرف الأولى لاسم برسيفال لوويل.
من هنا نرى أن الكوكب لم يكن نتيجة حسابات رياضية دقيقة إنما كان نتيجة ثمرة من البحث والجهد المضني المنظم. فقد اكتشف تومبو الكوكب بلوتو في مكان لا يبعد سوى خمس درجات عن المكان الذي تنبأ به كل من لوويل وبيكرينج، حيث كان الكوكب بلوتو يقع في برج التوأمين وهو نفس البرج الذي اكتشف فيه هيرشل الكوكب أورانوس عام 1781. اكتشاف بلوتو كان مخيباً للآمال مقارنة مع النصر الذي تحقق باكتشاف نبتون والسبب أن كتلته وحجمه كانا أصغر بكثير من أن يؤثر على حركة كل من أورانوس ونبتون المدارية، حيث كان المتوقع أن تكون كتلة هذا الكوكب الجديد أكثر من عشرة أضعاف كتلة الأرض. وبهذا تعتبر عملية اكتشاف الكوكب بلوتو أكبر عملية تحزر علمية في التاريخ بسبب قلة لمعانه الظاهرية حيث يوجد حوالي عشرين مليون نجم يشاركه في هذا اللمعان وعدم وجود مراقب جيدة قادرة على تمييزه كان من أهم الأسباب التي أدت إلى تأخر اكتشافه.
مدار الكوكب:
هذا الكوكب الذي بدا غريباً منذ اكتشافه فمداره مفلطح إهليلجي مضغوط بحيث يتراوح بعد الكوكب عن الأرض من 4.5 إلى 7.5 مليون كلم بفارق يقارب 3 ملايين كلم بين الأوج والحضيض (ما يعادل 20 وحدة فلكية) وتصل شذوذية مركزيته إلى e = 0.25. وقد عبر الكوكب نقطة الحضيض في 5 أيلول 1989 ومر في التقابل مع الأرض في 4/5/1989 حيث سنحت الظروف الجيدة برصده.وقد وصل الكوكب إلى أعلى ارتفاع له شمال دائرة البروج في شباط 1980 وارتفع بمقدار 1.25 مليار كلم.
وهذه الغرابة في شدة الاستطالة جعلته الكوكب الوحيد الذي يتقاطع مداره مع مدار كوكب آخر هو كوكب نبتون فيدخل مدار نبتون لمدة عشرين عام ليكون فيها أقرب للشمس منه، فدخل المدار عام 1979 وخرج منه في نهاية عام 1999 ويبدو هذا واضحاً في الشكل التالي. وهنا علينا الانتباه إلى أن هذا التقاطع ليس تقاطعاً مادياً حقيقياً بل هو تقاطع مستويات ظاهري بالنسبة لراصد على الأرض لأن الكوكبين يفصل بينهما مسافة كبيرة ولأن مدار كوكب بلوتو يميل عن دائرة البروج حوالي 17.2 ْ وجميع الكواكب الأخرى كما مر معنا تدور على مستوى دائرة البروج عدا عن كوكب عطارد حيث يشذ بميل يقارب 7 ْ . وهذا الميل يساعد في توضيح عملية التجسير Bridging over الحاصلة بين مداري الكوكبين .
وعندما عبر بلوتو المدار كان يعلو الكوكب نبتون بحوالي 8.9 وحدة فلكية مما يعني أن الكوكبين بعيدين جداً عن بعضهما البعض ولكن ظاهرياً ولراصد على الأرض يبدو وكأن المدارين يتقاطعان.ولقد وجد العلماء باستخدام برامج المحاكاة الحاسوبية أن هناك حركة تناسقية بين الكوكبين بلوتو ونبتون وهي ظاهرة فلكية تدعى الطنين المداري Stable Resonance وهذه الظاهرة هي التي تحافظ على ابتعاد الكوكبين عن بعضهما البعض والعلاقة بينهما هي 2 : 3 أي أن بلوتو يدور دورتين بينما نبتون يدور ثلاث دورات ليعودا إلى نفس النقطة مرة أخرى وتحدث كل 492 سنة تقريباً. ويحتاج الكوكب إلى حوالي 248 سنة أرضية ليتم دورته حول الشمس بسرعة تعادل 4.74 كلم/ ثانية ،ويقطع الكوكب 1.5 درجة في السماء في أثناء سنة نسبة لراصد على الأرض.
كوكب بلوتو لم يتم رصد أقمار تابعة له عند اكتشافه مما جعل من الصعب تقدير كتلته . وكان قرص الكوكب يبدو بقطر يقارب ثانية قوسية واحدة مما يجعله صغيراً جداً خالياً من التفاصيل فبدا كلطخة ضبابية غير واضحة المعالم. وفي العام 1955 استطاع الفلكيان Hardie و Walhene من مرصد لوويل أن يحددا طول اليوم على الكوكب بفضل التغيير في لون السطح حيث يعود كل فترة 6.39 يوم إلى نفس المظهر، فاعتبروا ذلك فترة دوران الكوكب حول نفسه. عند اكتشاف الكوكب في العام 1930 كان الكوكب يتحرك نحو عقدة الصعود حيث مر فيها بشهر أيلول من عام اكتشافه والكوكب يمر في العقدة الواحدة كل 248.5 سنة .ويتوقع أنه في العام 2018 سيمر في عقدة الهبوط حيث يتحرك في مداره جنوب دائرة البروج. وقد كان الكوكب حين اكتشافه في برج التوأمين كما أسلفنا وأخذ بعدها بالارتفاع شمالاً حيث وصل إلى أقصى ارتفاع له شمال دائرة البروج في شباط 1980 وارتفع بمقدار يزيد قليلاً عن 17 ْ.
اكتشاف قمر للكوكب بلوتو:
وهذا القمر من التحليلات النهائية يبدو عالقاً في سماء الكوكب فيظهر فوق منطقة واحدة فقط بالنسبة لسطح الكوكب.ولا يمكن رؤية الكوكب منعزلاً عن قمره من خلال المراقب.فالمسافة بينهما 19600 كلم فقط.وكذلك الحال بالنسبة للكتلة بينهما فتصل إلى 3:1. من هنا يعتقد أن العلاقة بينهما أكبر من علاقة كوكب وقمره بل علاقة نظام ثنائي ويطلق عليه اسم Double Planet . وكما جرت العادة فإن لمكتشف القمر حق تسميته الذي كان من نصيب كريستي فأراد أن يشرف زوجته Chalene فاقترح اسم شارون وهو أيضاً اسم الملاح في الأسطورة الإغريقية. واللفظ هو كارون من الناحية الفلكية. وفيما بعد تم الاكتشاف أن محور دوران الكوكب مائل بمقدار 122 ْ أي أن قطبه الشمالي يقع تحت مستوى مداره. ومن دراسة تغير ملامح السطح أثناء الدوران تبين أن اليوم على بلوتو يتم في 6.39 يوم.
جو الكوكب بلوتو:
إن قضية وجود جو حول الكوكب بلوتو كانت مجالاً للنقاش لفترة طويلة،فقد قام العلماء بتحليل طيفي للكوكب عام 1976 أثبت من خلالها وجود الميثان أو جليده على سطح الكوكب.وفي العام 1980 استطاع العالم Uwe Fink من العثور على الميثان في الحالة الغازية .ولكن ذلك لم يثبت فبقي العلماء بانتظار الفرصة المناسبة لإجراء دراسة ظاهرة الإعتام النجمي حيث أن مرور الكوكب من أمام نجم لامع يقلل من لمعان النجم في حالة وجود جو له مهما كان الجو رقيق قبل وبعد مرور الكوكب.وفي العام 1985 استطاع الفلكي D J Mink من جامعة هارفارد والفلكي A P Klemola من مرصد Lick استطاعا العثور على نجم في برج العذراء بدا أنه سيقع مباشرة في مدار بلوتو حيث سيمر الكوكب من أمامه في 9/ حزيران /1988. وبالفعل تم انتظار الموعد المترقب وكانت نتيجة هذا التعتيم جيدة إذ قدم دليل على وجود ضباب قريباً من سطح الكوكب. ويعتقد علماء مرصد أريزونا أن تكثيف الميثان يؤدي في أحد مراحله إلى وجود الضباب.وكخلاصة هناك جو رقيق يعتقد أنه من غاز الميثان بشكل أساسي. إن جاذبية الكوكب قليلة وتعادل 5% من جاذبية الأرض وبهذا فإن سرعة هروب الأجسام من سطح الكوكب قليلة حيث تهرب الغازات من جو الكوكب بسهولة نحو الفضاء الخارجي.
وقد قدر جو الكوكب بسمك يصل إلى 4.6 كلم ويمتد لحوالي 25 كلم. ولكن المميز لجو هذا الكوكب هو أنه ينهار ثم يعاد تكوينه من جديد. فالجو ظاهرة مؤقتة على سطح هذا الكوكب.فحين يبتعد الكوكب عن الشمس يتكاثف الجو ويسقط على شكل ثلوج من الميثان مما يسبب في ارتفاع لمعان الكوكب ثم وبعد قرنين من الزمن عندما يعود الكوكب إلى الحضيض ويزداد مقدار الأشعة التي يتلقاها السطح فإن هذا الجليد يتسامى عن السطح ويكوّن طبقة من الجو حول الكوكب تستمر لعدة سنوات .وإذا لم تستطع جزيئات الميثان الالتحام مع بعضها في طبقات الجو العليا فإنها تعتبر مفقودة في الفضاء الخارجي.وعليه فلابد من أن الكوكب قد استهلك جزء من قشرته من جليد الميثان بهذه العملية. وقد قدرت درجة الحرارة على سطح الكوكب بين -218 ْ و -228 ْ س .
الخسوف والعبور:
يحدث الخسوف عندما يمر الكوكب بلوتو أمام القمر كارون أما العبور فيحدث إذا مر كارون من أمام الكوكب .ودورة الخسوفات والعبورات تحدث كل 124 سنة وذلك بسبب ميلان محور بلوتو الغريب الذي يجعل قمره كما قلنا يدور من الشمال إلى الجنوب ويكون مواجهاُ للأرض من منظر جانبي مرتين خلال دورة بلوتو حول الشمس والتي تستغرق 248 سنة.
وبذلك تتكرر هذه الظاهرة مرة كل 124 سنة وتستمر لمدة تقارب خمسة سنوات. ومن حسن الحظ أنه تم اكتشاف القمر قبل بدء هذه الظواهر .وبدأت عمليات رصد هذه الخسوفات والكسوفات منذ عام 1985 واستمرت حتى عام 1990 . ومنها استطاع العلماء استنتاج الكثير من المعلومات عن الكوكب بلوتو وذلك لأن القمر كان يمر من أمام وخلف الكوكب مرة كل 3.2 يوم بالنسبة لراصد من الأرض وعندما يكون الكوكب في الخلف فإن هذا يعطي فرصة لدراسة الكوكب وحيداً وكان من نتيجة هذه الدراسات تحديد لون سطح الكوكب الذي تحدد بأنه أحمر اللون أما القمر كارون فكان لونه رمادي.كما وبدت منطقة الاستواء للكوكب معتمة وأقل لمعانا من مناطق الأقطاب اللامعة نسبياً.وتم تحديد نصف قطر الكوكب بدقة متناهية حيث بلغت 1142 كلم من ضمنها حدود الجو المحيطة بالكوكب.ومن القطر يمكن كتلة الكوكب وبناءه وتكوينه وعمل خرائط تقديرية للسطح.
ومن ملاحظة تغيّر الانعكاسية لنظام بلوتو كارون حدد أن الكوكب أكثر لمعاناً وأن انعكاسيته تقارب 46% أما القمر فإن انعكاسيته تقارب 34%، حيث وجد أنه عندما يختفي كارون خلف بلوتو يقل اللمعان بمقدار 20% أما عندما يمر من أمام الكوكب فإن الضوء المركب منهما يتناقص 40% وذلك لأن القمر يحجب جزءاً لامعاً من سطح الكوكب.
ماهية الكوكب بلوتو:
من الطريف أنه كلما ازدادت المعلومات المعروفة عن الكوكب بلوتو قلت أهميته عند بعض الفلكيين. فهو الأصغر بين الكواكب بل هو أصغر حجماً وكتلة من قمرنا الأرضي. لذلك أصبح بعض الفلكيين يطالبون بإنزاله من مرتبة كواكب ووضعه ضمن خانة الكويكبات ومنهم العالم باتريك مور. ولكن هذا صعب لأنه يختلف بشكل جذري عن الكويكبات وكما أن عملية دراسته ستكون صعبة من حيث الموافقة على الموازنة من قبل الكونجرس إذا تم طرح فكرة إرسال مركبة إليه لدراسته ككويكب. ولكن على أية حال لا يمكن أن يكون بلوتو إلا كوكباً من حيث المدار والكتلة والحجم ولكن هناك فكرة جديدة وهو أنه كوكب جنيني Planetesimal حيث يقترح أن هذه الأجسام التحمت مع بعضها في بداية تكوين النظام الشمسي وشكلت الكواكب الخارجية مثل أورانوس ونبتون وأقمارهما. وهنا تكمن أهمية بلوتو وقمره بأنهما مادة خام تستحق الدراسة لمعرفة بنية النظام الشمسي بصورة أفضل.وعملية الالتحام هذه Acretion هي التي أوصلت كل من بلوتو وقمره إلى هذا الحجم ولكنهما بالنسبة لموقعهما من الكواكب الخارجية حيث وقعا تحت تأثير جاذبية الكواكب الخارجية وحجزا في مدار طنيني يقابل كل منهما الآخر بنفس الوجه دائماً ،وهذا هو الذي حماهما من الاصطدام مع أو الالتحام داخل كوكب أكبر. ويستغل العلماء التشابه الكبير بين كوكب بلوتو وقمر نبتون الكبير تريتون للتأكيد على هذه النظرية.
تركيب الكوكب:
لقد تم تحديد كثافة هذا الكوكب بأنها 2.14 غم / سم3 ولهذا يعتقد أن بلوتو يمتلك نواة صخرية وقشرة جليدية , والكوكب مكسو بجليد من الميثان يشكل قلنسوتين على الأقطاب إلى مسافة عرض 45ْ شمال وجنوب خط الاستواء. ومن الوسط يطوق الكوكب حزام خالي من الميثان مما يقلل من لمعان هذه المنطقة.ويتوقع أن نسبة النواة الصخرية تمثل 75% من الكوكب مقارنة مع القشرة الجليدية بنسبة 25%.
اكتشاف قمران جديدان حول بلوتو عام 2005:
بفعل الصور المحكمة لمقراب الفضاء هابل تم التقاط صور تؤكد على وجود نظام من الأقمار تدور حول بلوتو وبهذا يصبح للكوكب ثلاثة أقمار تابعة.