Designado 134340 Plutão, Plutão é um planeta anão localizado dentro do cinturão de Kuiper, um vasto anel de corpos celestes além da órbita de Netuno. É reconhecido como o nono maior e o décimo objeto mais massivo conhecido a orbitar diretamente o Sol. Embora tenha a distinção de ser o maior objeto transnetuniano conhecido em volume, embora por uma margem estreita, a sua massa é menor que a de Éris. Como outros objetos do cinturão de Kuiper, Plutão é composto principalmente de gelo e rocha, e seu tamanho é significativamente menor que o dos planetas internos. Sua massa é aproximadamente um sexto da Lua e seu volume é cerca de um terço. Inicialmente classificado como planeta, o seu estatuto foi reavaliado quando os astrónomos estabeleceram uma nova definição para o termo, incorporando critérios revistos.
Plutão (designação de planeta menor: 134340 Plutão) é um planeta anão no cinturão de Kuiper, um anel de corpos além da órbita de Netuno. É o nono maior e o décimo objeto mais massivo conhecido a orbitar diretamente o Sol. É o maior objeto transnetuniano conhecido em volume por uma pequena margem, mas é menos massivo que Eris. Como outros objetos do cinturão de Kuiper, Plutão é feito principalmente de gelo e rocha e é muito menor que os planetas internos. Plutão tem aproximadamente um sexto da massa da Lua e um terço do seu volume. Originalmente considerado um planeta, seu status foi alterado quando os astrônomos adotaram uma nova definição da palavra com novos critérios.
A órbita de Plutão é caracterizada por excentricidade e inclinação moderadas, com sua distância do Sol variando entre 30 e 49 unidades astronômicas (UA), equivalente a 4,5 a 7,3 bilhões de quilômetros (2,8 a 4,6 bilhões de milhas). A uma distância orbital média de 39,5 UA (5,91 bilhões de km; 3,67 bilhões de milhas), a luz solar requer 5,5 horas para chegar a Plutão. Apesar de seu caminho excêntrico trazê-lo periodicamente mais perto do Sol do que Netuno, um mecanismo de ressonância orbital estável garante que os dois corpos não colidam.
Plutão é orbitado por cinco luas conhecidas: Caronte, que é o maior, com um diâmetro superior à metade do diâmetro de Plutão; Estige; Nix; Cérbero; e Hidra. Plutão e Caronte são ocasionalmente classificados como um sistema binário devido ao seu baricentro, o centro de massa comum, situado fora de ambos os corpos, juntamente com o seu estado de bloqueio de maré. A espaçonave New Horizons conduziu a descoberta inaugural de Plutão por Clyde W. Tombaugh em 1930, marcando-o como o primeiro objeto identificado dentro do cinturão de Kuiper. Inicialmente, foi amplamente reconhecido como o nono planeta. No entanto, a sua classificação planetária tornou-se sujeita a escrutínio ao perceber-se que o seu tamanho era consideravelmente menor do que o previsto. Estas reservas intensificaram-se com a descoberta de objetos adicionais da cintura de Kuiper a partir da década de 1990, nomeadamente o objeto de disco disperso mais massivo Eris em 2005. Consequentemente, em 2006, a União Astronómica Internacional (IAU) revisou formalmente a definição de um planeta, reclassificando assim planetas anões como Plutão. No entanto, um número significativo de astrónomos planetários persiste em considerar Plutão e outros planetas anões como planetas.
Histórico
Descoberta
Durante a década de 1840, Urbain Le Verrier aplicou a mecânica newtoniana para prever a localização do então não identificado planeta Netuno, com base na sua análise das perturbações orbitais observadas em Urano. Observações posteriores de Netuno no final do século 19 levaram os astrônomos a levantar a hipótese de que um planeta adicional e desconhecido, distinto de Netuno, estava influenciando a órbita de Urano.
Em 1906, Percival Lowell, um proeminente bostoniano que fundou o Observatório Lowell em Flagstaff, Arizona, em 1894, iniciou um esforço de pesquisa abrangente para localizar um potencial nono planeta, que ele designou de "Planeta X". Em 1909, Lowell, em colaboração com William H. Pickering, propôs várias coordenadas celestes possíveis para este planeta hipotético. Lowell e o seu observatório prosseguiram esta busca, utilizando cálculos matemáticos realizados por Elizabeth Williams, até à sua morte em 1916, sem sucesso. Sem o conhecimento de Lowell, os seus levantamentos fotográficos capturaram inadvertidamente duas imagens tênues de Plutão em 19 de março e 7 de abril de 1915; no entanto, estes não foram identificados como o planeta na época. Além disso, são conhecidas quatorze outras observações de pré-descoberta de Plutão, sendo a mais antiga registrada pelo Observatório Yerkes em 20 de agosto de 1909.
Após a morte de Percival Lowell, sua viúva, Constance Lowell, se envolveu em uma disputa legal de uma década com o Observatório Lowell a respeito do patrimônio de seu marido, o que consequentemente atrasou a retomada da busca pelo Planeta X até 1929. Vesto Melvin Slipher, o diretor do observatório, posteriormente atribuiu a tarefa de localizar o Planeta X a Clyde Tombaugh, então com 23 anos, que recentemente se juntou à equipe do observatório depois que Slipher ficou notavelmente impressionado com seu ilustrações astronômicas.
A tarefa de Clyde Tombaugh envolvia fotografar sistematicamente o céu noturno em pares, analisando posteriormente esses pares para identificar quaisquer corpos celestes que tivessem mudado de posição. Empregando um comparador de piscadas, ele alternou rapidamente entre as visualizações de cada chapa fotográfica, gerando assim uma ilusão de movimento para objetos que exibiam mudanças de posição ou aparência nas imagens. Depois de quase um ano de observação diligente, em 18 de fevereiro de 1930, Tombaugh identificou um objeto em movimento potencial nas placas capturadas em 23 e 29 de janeiro. Uma fotografia adicional de 21 de janeiro, embora de qualidade inferior, corroborou esse movimento observado. Após a aquisição de imagens corroborativas adicionais pelo observatório, a descoberta foi formalmente anunciada por telegrama ao Observatório do Harvard College em 13 de março de 1930.
Um único ano plutoniano abrange 247,94 anos terrestres; consequentemente, prevê-se que Plutão complete a sua órbita inaugural desde a sua descoberta no ano de 2178.
Nomenclatura
A designação Plutão tem origem na divindade romana do submundo, servindo também como epíteto para Hades, a contraparte grega.
Após o anúncio da descoberta, o Observatório Lowell recebeu mais de mil propostas de nomes. Entre estes, Minerva, Plutão e Cronos emergiram como os principais candidatos. Embora 'Minerva' tenha sido inicialmente preferido pela equipa de Lowell, acabou por ser rejeitado devido ao seu uso anterior para um asteróide. Cronus foi considerado inadequado, em grande parte porque foi defendido por Thomas Jefferson Jackson See, um astrônomo considerado impopular e egocêntrico. Posteriormente, foi realizada uma votação, resultando na escolha unânime de ‘Plutão’. Para garantir a permanência desta designação e evitar possíveis renomeações, semelhantes às mudanças históricas experimentadas por Urano, o Observatório Lowell submeteu formalmente o nome à American Astronomical Society e à Royal Astronomical Society, ambas as quais concederam aprovação unânime. O nome foi publicado oficialmente em 1º de maio de 1930.
O nome Plutão estava entre aproximadamente 150 sugestões enviadas a Lowell por meio de correspondência e telegramas. A proposta inicial partiu de Venetia Burney (1918–2009), uma estudante de onze anos de Oxford, Inglaterra, que tinha interesse pela mitologia clássica. Ela propôs o nome ao seu avô, Falconer Madan, durante um café da manhã em família, quando ele compartilhou a notícia da descoberta de Plutão. Posteriormente, Madan transmitiu esta sugestão ao professor de astronomia Herbert Hall Turner, que a telegrafou aos seus colegas em Lowell em 16 de março, três dias após o anúncio oficial.
A denominação 'Plutão' foi considerada mitologicamente adequada, já que a divindade Plutão era um dos seis descendentes sobreviventes de Saturno, cujos irmãos (Júpiter e Netuno, juntamente com Ceres, Juno e Vesta) já haviam sido atribuídos a planetas maiores ou menores. Tanto a figura mitológica quanto o corpo celeste estavam associados a domínios "sombrios", e a capacidade de invisibilidade do deus refletia o status prolongado de indetectável do planeta. Além disso, a seleção foi reforçada pela coincidência de que as duas letras iniciais de Plutão correspondiam às iniciais de Percival Lowell, cujo próprio nome, 'Percival', tinha sido uma sugestão proeminente para o novo planeta.
Símbolo
Seguindo seu nome, o símbolo planetário de Plutão ⟨⟩ foi concebido como um monograma combinando as letras 'PL'. Embora este símbolo seja raramente empregado em contextos astronômicos, ele mantém prevalência na astrologia. Por outro lado, o símbolo astrológico predominante de Plutão, que também é usado ocasionalmente na astronomia, representa um orbe (potencialmente simbolizando a tampa de invisibilidade de Plutão) posicionado acima do bidente de Plutão ⟨⟩, um desenho originado do início da década de 1930.
A designação 'Plutão' rapidamente permeou esferas culturais mais amplas. Em 1930, Walt Disney supostamente se inspirou no nome ao apresentar o companheiro canino de Mickey Mouse, Plutão, embora o animador Ben Sharpsteen não tenha conseguido determinar definitivamente a razão por trás dessa escolha de nome. Posteriormente, em 1941, Glenn T. Seaborg nomeou o elemento recém-sintetizado plutônio em homenagem a Plutão, aderindo à convenção estabelecida de nomear elementos com base em planetas recentemente descobertos, uma prática anteriormente observada com urânio (em homenagem a Urano) e neptúnio (em homenagem a Netuno).
O nome "Plutão" é amplamente adotado em vários idiomas, aparecendo frequentemente em diversas formas transliteradas. Em japonês, Houei Nojiri propôs o calque Meiōsei (冥王星, que significa "Estrela do Rei (Deus) do Submundo"), um termo posteriormente adotado pelos chineses e coreano. Embora algumas línguas indianas mantenham o nome Plutão, outras, incluindo o hindi, referem-se a ele pelo nome de Yama, a divindade hindu da morte. Da mesma forma, as línguas polinésias frequentemente empregam o nome de uma divindade indígena do submundo, exemplificada pelo termo Māori Whiro. O vietnamita diverge da nomenclatura chinesa devido a uma restrição fonológica: o termo sino-vietnamita 冥 minh, que significa "escuro", é um homófono para 明 minh, que significa "brilhante". Consequentemente, os vietnamitas utilizam o nome Yama, também uma divindade budista, traduzido como Sao Diêm Vương 星閻王 ("Estrela de Yama"), que se origina do termo chinês 閻王 Yán Wáng / Yìhm Wòhng ("Rei Yama").
Refutação do Planeta X
Após a descoberta de Plutão, a sua fraqueza inerente e a ausência de um disco discernível levantaram imediatamente questões relativamente à sua identificação como o suposto Planeta X de Lowell. Ao longo do século XX, as estimativas da massa de Plutão sofreram sucessivas revisões para baixo.
Inicialmente, os astrónomos determinaram a massa de Plutão extrapolando a sua suposta influência gravitacional sobre Neptuno e Úrano. Em 1931, estimou-se que a massa de Plutão se aproximava da da Terra; cálculos subsequentes em 1948 reduziram esta estimativa para aproximadamente a massa de Marte. Seidelmann e colegas, em 1971, determinaram um valor de 0,11±0,02 massas terrestres, baseado na hipótese de que Plutão estava perturbando gravitacionalmente a órbita de Netuno. Em 1976, Dale Cruikshank, Carl Pilcher e David Morrison, pesquisadores da Universidade do Havaí, descobriram evidências de gelo de metano cobrindo a superfície de Plutão, o que lhes permitiu calcular o albedo de Plutão pela primeira vez. As suas descobertas indicaram que Plutão possuía uma luminosidade excepcionalmente elevada em relação ao seu tamanho, o que implica que a sua massa não poderia exceder 1% da massa da Terra. Cruikshank e sua equipe afirmaram ainda que a massa de Plutão, estimada em apenas alguns milésimos da massa da Terra, era inadequada para exercer qualquer efeito gravitacional significativo nas órbitas de Urano ou Netuno, reconhecendo assim que a descoberta de Tombaugh resultou de uma pesquisa observacional abrangente, e não de uma previsão específica.
A descoberta da lua de Plutão, Caronte, em 1978, facilitou a medição inicial precisa da massa de Plutão, revelando-a. ser aproximadamente 0,2% da massa da Terra - um valor muito pequeno para explicar as discrepâncias orbitais observadas de Urano. As investigações subsequentes para um Planeta X alternativo, particularmente aquelas conduzidas por Robert Sutton Harrington, não tiveram sucesso. Em 1992, Myles Standish utilizou dados do sobrevôo de Netuno da Voyager 2 em 1989, o que levou a uma revisão para baixo de 0,5% da estimativa de massa de Netuno - uma quantidade equivalente à massa de Marte - para recalcular a influência gravitacional de Netuno em Urano. Incorporando estes números revistos, as discrepâncias orbitais e, consequentemente, a necessidade de um Planeta X, foram eliminadas.
Em 2000, um consenso entre os cientistas afirmava que o Planeta X, tal como conceptualizado por Lowell, não existia. A previsão de Lowell de 1915 sobre a órbita e posição do Planeta X exibiu uma proximidade notável com a órbita real de Plutão e sua localização naquele período. Pouco depois da descoberta de Plutão, Ernest W. Brown concluiu que este alinhamento era mera coincidência.
Categorização
Começando em 1992, numerosos corpos celestes foram identificados orbitando dentro da região orbital de Plutão, demonstrando assim que Plutão faz parte de uma população distinta de objetos conhecida como Cinturão de Kuiper. Esta constatação tornou controverso o estatuto planetário oficial de Plutão, suscitando um amplo debate sobre se deveria ser classificado ao lado ou distintamente da população circundante. Diretores de museus e planetários ocasionalmente geravam polêmica ao excluir Plutão de seus modelos planetários do Sistema Solar. Por exemplo, em Fevereiro de 2000, o Planetário Hayden na cidade de Nova Iorque revelou um modelo do Sistema Solar apresentando apenas oito planetas, uma decisão que atraiu atenção significativa da mídia quase um ano depois.
Ceres, Pallas, Juno e Vesta foram em grande parte reclassificados de planetas pela maioria dos astrónomos após a extensa descoberta de outros asteróides durante a década de 1840. Por outro lado, os geólogos planetários frequentemente distinguiam Ceres, e ocasionalmente Pallas e Vesta, de asteróides menores, atribuindo esta distinção ao seu tamanho suficiente para a evolução geológica. Embora os objetos iniciais do cinturão de Kuiper identificados fossem relativamente pequenos, as descobertas subsequentes incluíram objetos que se aproximavam progressivamente do tamanho de Plutão, com alguns (incluindo o próprio Plutão) atendendo aos critérios geológicos para a condição de planeta, mas não conseguindo satisfazer as definições dinâmicas.
Em 1998, Brian G. Marsden, do Minor Planet Center da Universidade de Harvard, propôs atribuir a Plutão a designação de planeta menor 10000, mantendo simultaneamente o seu estatuto oficial como planeta. A perspectiva do "rebaixamento" de Plutão provocou oposição pública significativa, levando a União Astronômica Internacional (IAU) a esclarecer que não estava, naquele momento, defendendo a remoção de Plutão da lista de planetas.
Durante o início da década de 2000, os astrónomos do Caltech, sob a liderança de Michael E. Brown, conduziram um extenso levantamento do céu utilizando tecnologia avançada de detecção digital, que levou à descoberta de numerosos objectos transnetunianos. Muitos destes objetos foram inicialmente estimados como sendo comparáveis ou maiores que Plutão em tamanho, iniciando assim um debate académico sobre a sua potencial classificação como planetas. Reavaliações subsequentes, no entanto, resultaram em revisões para baixo dessas estimativas de tamanho devido a albedos inesperadamente altos.
O debate sobre classificação intensificou-se e tornou-se inevitável em julho de 2005, quando esses astrônomos anunciaram a descoberta de Eris, um objeto comprovadamente mais massivo que Plutão e o corpo mais massivo encontrado no Sistema Solar desde Tritão em 1846. A mídia inicialmente se referiu a Eris como o décimo planeta, apesar da ausência de um consenso oficial sobre seu status planetário na época. Por outro lado, um segmento da comunidade astronómica considerou esta descoberta como uma evidência convincente para reclassificar Plutão como um planeta menor.
Classificação IAU
O debate culminou em agosto de 2006, durante a reunião trienal da UAI, onde os astrônomos uruguaios Julio Ángel Fernández e Gonzalo Tancredi apresentaram formalmente uma nova definição para o termo "planeta". A proposta estipulava três condições essenciais para que um objeto do Sistema Solar fosse considerado um planeta:
- O objeto deve manter uma órbita ao redor do Sol.
- O objeto deve possuir massa suficiente para que sua própria gravidade o torne hidrostaticamente equilibrado, resultando em uma forma quase esférica.
- O objeto deve ter limpado gravitacionalmente seu caminho orbital de outros detritos significativos.
Plutão não satisfaz o terceiro critério. A sua massa constitui apenas 0,07 vezes a massa combinada de outros objetos na sua vizinhança orbital, um forte contraste com a Terra, que representa 1,7 milhões de vezes a massa restante na sua órbita (excluindo a Lua). A IAU determinou posteriormente que os corpos celestes, como Plutão, que cumprissem os dois primeiros critérios, mas não o terceiro, seriam designados como planetas anões. Em setembro de 2006, a IAU incorporou formalmente Plutão, Eris e a lua de Eris, Disnomia, em seu Catálogo de Planetas Menores, atribuindo-lhes as designações oficiais de planetas menores "(134340) Plutão", "(136199) Eris" e "(136199) Eris I Dysnomia", respectivamente. Se Plutão tivesse sido catalogado aquando da sua descoberta em 1930, provavelmente teria recebido a designação 1164, seguindo 1163 Saga, que foi identificada um mês antes.
A reclassificação encontrou alguma resistência dentro da comunidade astronómica, particularmente entre os cientistas planetários que frequentemente continuam a rejeitá-la. Estes cientistas consideram frequentemente Plutão, Caronte e Éris como planetas, aplicando o mesmo raciocínio utilizado para Ceres, o que implica efectivamente aceitar apenas a segunda cláusula da definição da UAI. Alan Stern, o investigador principal da missão New Horizons da NASA a Plutão, criticou publicamente a resolução da IAU. Ele afirmou ainda que a decisão carecia de ampla representação da comunidade astronômica, visto que menos de cinco por cento dos astrônomos participaram da votação. Marc W. Buie, então afiliado ao Observatório Lowell, apresentou uma petição formal contra a definição. Por outro lado, outras figuras proeminentes, como Mike Brown, o astrónomo responsável pela descoberta de Eris, expressaram apoio à posição da UAI.
A reacção pública à decisão da UAI foi diversa. A Assembleia do Estado da Califórnia apresentou uma resolução que caracterizou jocosamente a decisão da IAU como “heresia científica”. No Novo México, a Câmara dos Representantes aprovou uma resolução homenageando Clyde Tombaugh, o descobridor de Plutão e residente de longa data do estado, declarando que Plutão seria perpetuamente considerado um planeta dentro dos céus do Novo México e designando 13 de março de 2007 como o Dia do Planeta Plutão. Da mesma forma, o Senado de Illinois adotou uma resolução em 2009, citando o nascimento de Tombaugh em Illinois, que afirmava que Plutão havia sido "injustamente rebaixado a planeta 'anão'" pela IAU.
Alguns membros do público expressaram dissidência em relação à reclassificação, atribuindo a sua posição ao debate científico em curso ou movidos por apego sentimental, afirmando o estatuto planetário de Plutão independentemente da determinação da IAU. Em 2006, a American Dialect Society, durante a sua 17ª seleção anual de palavras do ano, designou plutoed como a palavra do ano, definindo 'to pluto' como 'rebaixar ou desvalorizar uma entidade ou indivíduo'. Além disso, em abril de 2024, o Arizona, o estado onde Plutão foi inicialmente descoberto em 1930, promulgou legislação reconhecendo oficialmente Plutão como seu planeta-estado.
Em agosto de 2008, estudiosos que representam pontos de vista divergentes sobre a definição planetária reuniram-se no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins para uma conferência com extensas discussões sobre os critérios da IAU para planetas. Este evento, intitulado “O Grande Debate sobre o Planeta”, foi concluído com um comunicado de imprensa reconhecendo a incapacidade da comunidade científica de chegar a um consenso definitivo sobre a definição de planeta. Anteriormente, em junho de 2008, a IAU emitiu um comunicado de imprensa introduzindo o termo "plutóide" para categorizar Plutão e outros objetos de massa planetária que possuem um semieixo maior orbital superior ao de Netuno; no entanto, esta nomenclatura não foi amplamente adotada.
Órbita
Plutão completa uma órbita aproximadamente a cada 248 anos. Os seus parâmetros orbitais divergem significativamente daqueles dos planetas principais, que normalmente mantêm trajetórias quase circulares em torno do Sol, estreitamente alinhados com o plano da eclíptica. Por outro lado, a órbita de Plutão apresenta uma inclinação moderada superior a 17° em relação à eclíptica e possui uma excentricidade notável, tornando-a elíptica. Esta excentricidade pronunciada resulta em um segmento da trajetória orbital de Plutão que se aproxima periodicamente do Sol mais próximo do que a órbita de Netuno. O baricentro do sistema Plutão-Caronte atingiu seu periélio em 5 de setembro de 1989 e foi posicionado mais próximo do Sol do que Netuno durante o período que vai de 7 de fevereiro de 1979 a 11 de fevereiro de 1999. Apesar de manter uma ressonância orbital 3:2 com Netuno, a inclinação e a excentricidade de Plutão exibem um comportamento caótico. Embora os modelos computacionais possam prever a sua posição orbital durante vários milhões de anos, tanto no passado como no futuro, as previsões tornam-se pouco fiáveis para além de intervalos que excedem significativamente o seu tempo de Lyapunov de 10-20 milhões de anos. Esta falta de confiabilidade decorre da extrema sensibilidade de Plutão a detalhes minúsculos e imensuráveis dentro do Sistema Solar, que representam fatores imprevisíveis que alteram gradualmente sua trajetória orbital.
O semieixo maior da órbita de Plutão flutua entre aproximadamente 39,3 e 39,6 UA durante um período de cerca de 19.951 anos, o que se correlaciona com um período orbital que varia de 246 a 249 anos. Atualmente, observa-se que tanto o semieixo maior quanto o período orbital estão aumentando.
Relacionamento com Netuno
Embora a órbita de Plutão pareça cruzar visualmente a de Netuno quando observada de perspectivas ao norte ou ao sul do Sistema Solar, as trajetórias desses dois corpos celestes não se cruzam, de fato. Durante o seu periélio, quando Plutão está mais próximo do Sol e aparentemente perto da órbita de Netuno a partir desses pontos de vista, ele atinge simultaneamente seu deslocamento máximo para o norte em relação ao plano orbital de Netuno. Especificamente, o caminho orbital de Plutão mantém uma separação de aproximadamente 8 UA ao norte de Netuno, evitando assim qualquer colisão potencial.
No entanto, esta separação espacial por si só é insuficiente para salvaguardar Plutão, já que perturbações gravitacionais de outros planetas, particularmente Netuno, poderiam modificar gradualmente a órbita de Plutão, incluindo sua precessão orbital, ao longo de milhões de anos, potencialmente levando a uma colisão. Crucialmente, Plutão é ainda protegido por uma ressonância orbital estável de 2:3 com Netuno: para cada duas órbitas completas que Plutão executa em torno do Sol, Netuno completa precisamente três. Essa relação é observada dentro de um referencial que gira com a taxa de precessão do periélio de Plutão, que é aproximadamente 0,97×10−4 graus por ano.
Este ciclo ressonante abrange aproximadamente 495 anos. Numerosos outros corpos celestes, denominados coletivamente plutinos, compartilham esta ressonância orbital idêntica. Atualmente, dentro de cada ciclo de 495 anos, quando Plutão atinge seu periélio pela primeira vez (por exemplo, em 1989), Netuno está posicionado 57° à frente de Plutão. Após a subsequente passagem do periélio de Plutão, Netuno terá completado 1,5 órbitas adicionais, colocando-o 123° atrás de Plutão. A maior aproximação entre Plutão e Netuno excede 17 UA, uma distância maior que a separação mínima de Plutão de Urano, que é de 11 UA. Curiosamente, a separação mínima entre Plutão e Netuno normalmente coincide com o afélio de Plutão.
A ressonância orbital 2:3 entre Plutão e Netuno demonstra uma estabilidade excepcional, tendo persistido por milhões de anos. Esta estabilidade evita eficazmente alterações significativas nas suas órbitas relativas, garantindo assim que os dois corpos nunca experimentem encontros próximos. Mesmo num cenário hipotético em que a órbita de Plutão não tivesse inclinação, esta ressonância impediria qualquer colisão entre os dois objetos celestes.
Um pequeno desvio no período orbital de Plutão em relação à ressonância 3:2 com Netuno resulta em uma alteração gradual do seu padrão de distância em relação a Netuno. Durante seu periélio, Plutão atravessa a órbita de Netuno, acelerando conseqüentemente. Esta aceleração faz com que Plutão se aproxime de Netuno por trás durante a órbita inicial do ciclo de 495 anos. Atualmente, Plutão mantém uma posição entre 50° e 65° à popa de Netuno durante um século (por exemplo, de 1937 a 2036).
A interação gravitacional mútua entre os dois corpos celestes facilita a transferência de momento angular para Plutão. Esta transferência impulsiona Plutão para uma órbita ligeiramente maior, estendendo assim o seu período orbital, consistente com a terceira lei de Kepler. Após múltiplas iterações deste processo, Plutão experimenta um atraso suficiente para que, durante o segundo periélio de cada ciclo, já não esteja significativamente à frente de Neptuno à medida que este se aproxima por trás; posteriormente, Netuno começa a reduzir o período orbital de Plutão mais uma vez. A totalidade deste fenômeno cíclico abrange aproximadamente 20.000 anos.
Outros fatores
Análises computacionais indicam que a configuração fundamental do alinhamento orbital entre Plutão e Netuno permanece consistente ao longo de escalas de tempo geológicas, abrangendo milhões de anos. Numerosas outras ressonâncias e interações gravitacionais contribuem para a estabilidade orbital de Plutão. Esses fenômenos se originam principalmente de dois mecanismos suplementares, distintos da ressonância de movimento médio 2:3 estabelecida.
Em primeiro lugar, o argumento do periélio de Plutão, definido como o ângulo entre seu nó ascendente (onde cruza a eclíptica ou plano invariante) e seu periélio (o ponto de maior aproximação do Sol), exibe libração em torno de 90°. Consequentemente, no seu periélio, Plutão atinge o seu deslocamento máximo para norte do plano invariante do Sistema Solar, impedindo assim encontros próximos com Neptuno. Este fenômeno é atribuído ao mecanismo Kozai, que estabelece uma correlação entre a excentricidade de uma órbita e sua inclinação em relação a um corpo perturbador mais massivo, especificamente Netuno neste contexto. Com relação a Netuno, a amplitude de libração mede 38°, garantindo que a separação angular entre o periélio de Plutão e a órbita de Netuno exceda consistentemente 52° (90°–38°). A separação angular mínima desta configuração ocorre aproximadamente a cada 10.000 anos.
Em segundo lugar, as longitudes dos nodos ascendentes de ambos os corpos celestes - representando os seus pontos de intersecção com o plano invariante - exibem uma relação quase ressonante com a libração acima mencionada. Quando estas duas longitudes coincidem, implicando um alinhamento colinear de ambos os nós com o Sol, o periélio de Plutão está precisamente a 90°, posicionando-o mais próximo do Sol e, simultaneamente, na sua excursão máxima para norte do plano orbital de Neptuno. Esta configuração específica é chamada de superressonância 1:1. A formação desta superressonância envolve a influência coletiva de todos os planetas jupiterianos, nomeadamente Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
Rotação
O período de rotação sideral de Plutão, que constitui o seu dia, é precisamente de 6.387 dias terrestres. Semelhante a Urano e ao asteróide 2 Pallas, Plutão exibe uma rotação retrógrada dentro do seu plano orbital, caracterizada por uma inclinação axial de 120°, levando a variações sazonais pronunciadas. Durante os seus solstícios, aproximadamente um quarto da sua superfície experimenta luz do dia perpétua, enquanto outro quarto permanece em escuridão contínua. A etiologia desta orientação anômala tem sido objeto de discurso científico. Investigações conduzidas pela Universidade do Arizona propõem que este fenômeno pode resultar da tendência inerente de um corpo celeste de ajustar sua configuração de rotação para atingir estados de energia mínimos. Tal ajustamento implicaria a redistribuição do excesso de massa para as regiões equatoriais, enquanto as áreas deficientes em massa migrariam para os pólos. Este processo é designado como vaga polar.
Uma publicação da Universidade do Arizona postula que este efeito pode ser induzido pela acumulação de massas congeladas de azoto nas regiões perpetuamente sombreadas do planeta anão. Tais massas acumuladas instigariam uma reorientação do corpo, resultando na sua inclinação axial distinta de 120°. O acúmulo de nitrogênio é diretamente atribuível à considerável distância heliocêntrica de Plutão. As temperaturas equatoriais podem cair para -240 °C (-400,0 °F; 33,1 K), facilitando o congelamento do nitrogênio de maneira análoga ao congelamento da água na Terra. Um fenómeno análogo de desvio polar, como observado em Plutão, manifestar-se-ia na Terra se a camada de gelo da Antártica fosse substancialmente mais massiva.
Geologia
Superfície
As extensas planícies ao longo da superfície de Plutão consistem principalmente em mais de 98% de gelo de nitrogênio, complementado por vestígios de metano e monóxido de carbono. O nitrogênio e o monóxido de carbono exibem suas maiores concentrações no hemisfério anti-Caronte de Plutão (aproximadamente 180° de longitude, abrangendo Sputnik Planitia, o lobo ocidental de Tombaugh Regio), enquanto o metano predomina perto de 300° de longitude leste. As formações montanhosas são compostas por água gelada. A superfície de Plutão apresenta considerável heterogeneidade, caracterizada por variações significativas tanto no albedo quanto nas propriedades cromáticas.
Plutão exibe um dos contrastes de superfície mais pronunciados do Sistema Solar, comparável ao observado na lua de Saturno, Jápeto. Sua coloração varia do preto carvão ao laranja escuro e branco. As características cromáticas de Plutão têm uma semelhança mais próxima com Io, exibindo uma tonalidade ligeiramente mais alaranjada e consideravelmente menos vermelha que Marte. Características geográficas proeminentes abrangem Tombaugh Regio, também conhecido como "Coração", que é uma região substancial e brilhante situada no hemisfério oposto a Caronte; Belton Regio, ou a "Baleia", uma grande extensão escura no hemisfério posterior; e o "Brass Knuckles", uma sequência de zonas equatoriais escuras no hemisfério líder.
O Sputnik Planitia, que constitui o lobo ocidental do "Coração", é uma bacia de 1.000 km de largura composta por gelos congelados de nitrogênio e monóxido de carbono. Esta bacia é segmentada em células poligonais, interpretadas como células de convecção que transportam blocos flutuantes de crosta de água gelada e poços de sublimação para suas periferias. Indicadores evidentes de fluxos glaciais estão presentes tanto na entrada como na saída da bacia. A ausência de crateras visíveis, conforme observado pela New Horizons, sugere uma idade superficial de menos de 10 milhões de anos. Investigações recentes determinaram que a idade da superfície é de aproximadamente 180000+90000
−40000 anos. A equipe científica da New Horizons resumiu suas descobertas iniciais, afirmando que "Plutão exibe uma variedade surpreendentemente ampla de formas geológicas, incluindo aquelas resultantes de interações glaciológicas e superfície-atmosfera, bem como processos de impacto, tectônicos, possíveis criovulcânicos e de perda de massa." montanhas adjacentes. Essas dunas exibem comprimentos de onda que variam de 0,4 a 1 km e presume-se que sejam compostas de partículas de metano com aproximadamente 200–300 μm de tamanho.
Estrutura Interna
Plutão possui uma densidade de 1,853±0,004 g/cm§56§. Dado que o decaimento dos elementos radioativos acabaria por gerar calor suficiente para facilitar a separação dos gelos do material rochoso, os cientistas levantam a hipótese de que a estrutura interna de Plutão é diferenciada. Esta diferenciação resultaria na sedimentação do material rochoso num núcleo denso, envolto por um manto de gelo de água. Antes da missão New Horizons, o diâmetro estimado do núcleo era de 1700 km, representando 70% do diâmetro total de Plutão.
Este aquecimento interno pode persistir, potencialmente sustentando um oceano subterrâneo de água líquida, estimado em 100 a 180 km de espessura, situado na fronteira núcleo-manto. Em setembro de 2016, pesquisadores da Universidade Brown realizaram simulações do impacto que se acredita ter criado o Sputnik Planitia. As suas descobertas sugeriram que a formação da bacia poderia ter resultado da ressurgência de água líquida abaixo da superfície após a colisão, indicando assim a presença de um oceano subterrâneo com uma profundidade mínima de 100 km.
Em Junho de 2020, os astrónomos apresentaram evidências sugerindo que Plutão poderia ter possuído um oceano subterrâneo e, portanto, potencialmente habitável, durante as suas fases iniciais de formação. Posteriormente, em março de 2022, uma equipe de pesquisa postulou que as formações conhecidas como Wright Mons e Piccard Mons representam uma coalescência de numerosas cúpulas criovulcânicas menores. Esta interpretação implica a existência de uma fonte interna de calor dentro do corpo em magnitudes anteriormente consideradas improváveis.
Massa e Tamanho
O diâmetro de Plutão mede 2.376,6±1,6 km, e sua massa é calculada como (1,303±0,003)ק1213§22 kg, o que corresponde a 17,7% da massa da Lua e 0,22% da massa da Terra. A área de superfície de Plutão é de aproximadamente 1.774443ק222324§ km§2526§, que é marginalmente maior do que a massa de terra da Rússia ou da Antártica (especialmente quando se considera o gelo marinho da Antártica durante inverno). Sua gravidade superficial é de 0,063 g, em contraste com 1 g da Terra e 0,17 g da Lua. Consequentemente, Plutão possui uma velocidade de escape de 4.363,2 km por hora (2.711,167 milhas por hora), significativamente inferior aos 40.270 km por hora da Terra (25.020 milhas por hora). O diâmetro de Plutão é duas vezes maior que o de Ceres, o maior objeto do cinturão de asteroides, e sua massa é dez vezes maior. Apesar de ter um diâmetro maior de 2.376,6 km em comparação com o diâmetro aproximado de 2.326 km de Eris, Plutão é menos massivo que o planeta anão Eris, um objeto transnetuniano identificado em 2005.
Plutão possui uma massa significativamente menor que a dos planetas terrestres, especificamente menos de 0,2 massas lunares, e também é menos massivo que sete luas principais: Ganimedes, Titã, Calisto, Io, Lua da Terra, Europa e Tritão. A identificação de Caronte, satélite de Plutão, em 1978 facilitou o cálculo preciso da massa total do sistema Plutão-Caronte através da aplicação da adaptação de Newton da terceira lei de Kepler. As observações subsequentes de Plutão durante as ocultações com Caronte forneceram aos cientistas os meios para determinar o diâmetro de Plutão com maior precisão, enquanto o advento da tecnologia de óptica adaptativa permitiu uma avaliação mais precisa da sua forma.
As medições precisas das dimensões de Plutão têm sido complexas devido à presença da sua atmosfera e de uma névoa de hidrocarbonetos generalizada. Em março de 2014, Lellouch, de Bergh et al. apresentou pesquisas indicando proporções de mistura de metano na atmosfera de Plutão que eram consistentes com um diâmetro plutoniano superior a 2.360 km, com um valor ideal estimado de 2.368 km. Posteriormente, em 13 de julho de 2015, imagens adquiridas pelo Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) a bordo da missão New Horizons da NASA, combinadas com dados de outros instrumentos a bordo, estabeleceram inicialmente o diâmetro de Plutão em 2.370 km (1.473 mi). Esta medição foi posteriormente refinada para 2.372 km (1.474 mi) em 24 de julho, e posteriormente ajustada para 2.374±8 km. Análises mais aprofundadas, utilizando dados de ocultação de rádio do New Horizons Radio Science Experiment (REX), produziram um diâmetro de 2.376,6±1,6 km.
Atmosfera
Plutão possui uma atmosfera tênue composta principalmente de nitrogênio (N2), metano (CH4) e monóxido de carbono (CO), todos os quais existem em um estado de equilíbrio com seus gelos superficiais correspondentes. Medições realizadas pela New Horizons indicam uma pressão superficial de aproximadamente 1 Pa (10 μbar), representando uma magnitude cerca de um milhão a 100.000 vezes menor que a pressão atmosférica da Terra. Inicialmente, levantou-se a hipótese de que a atmosfera de Plutão congelaria progressivamente na sua superfície à medida que o planeta anão se afastasse do Sol; no entanto, análises subsequentes de dados da New Horizons e observações de ocultação baseadas no solo demonstram um aumento na densidade atmosférica de Plutão, sugerindo a sua persistência num estado gasoso ao longo da sua trajectória orbital.
Observações conduzidas pela New Horizons revelaram que a taxa de escape atmosférico de azoto foi 10.000 vezes menor do que o previsto. Alan Stern postulou que mesmo uma pequena elevação na temperatura da superfície de Plutão poderia induzir aumentos exponenciais na sua densidade atmosférica, potencialmente variando de 18 hPa a 280 hPa (equivalente a três vezes a de Marte ou um quarto da da Terra). Em densidades tão elevadas, o nitrogênio pode se manifestar como um fluxo líquido através da superfície. Análogo ao efeito de resfriamento evaporativo da transpiração no corpo humano, a sublimação da atmosfera de Plutão contribui para o resfriamento de sua superfície. Plutão exibe uma troposfera ausente ou excessivamente mínima; dados da New Horizons sugerem a presença de apenas uma fina camada limite troposférica. No local de medição, esta camada possuía uma espessura de 4 km e registou uma temperatura de 37±3 K. Além disso, esta camada não é contínua.
Durante julho de 2019, um evento de ocultação envolvendo Plutão revelou uma redução inesperada de 20% na sua pressão atmosférica desde 2016. Posteriormente, em 2021, astrónomos afiliados ao Southwest Research Institute corroboraram esta descoberta analisando dados de uma ocultação de 2018. Esta análise demonstrou que a luz emergiu de forma menos gradual por trás do disco de Plutão, um fenómeno indicativo de uma atmosfera atenuante.
A existência de metano, um potente gás com efeito de estufa, na atmosfera de Plutão induz uma inversão de temperatura, resultando numa temperatura atmosférica média dezenas de graus mais elevada do que a da sua superfície. No entanto, observações conduzidas pela New Horizons indicaram que a atmosfera superior de Plutão é consideravelmente mais fria do que o inicialmente previsto (70 K, contrastando com aproximadamente 100 K). A atmosfera de Plutão é estratificada em aproximadamente 20 camadas de neblina distintas e regularmente espaçadas, estendendo-se até 150 km de altitude. Acredita-se que essas camadas se originem de ondas de pressão geradas pelo fluxo atmosférico sobre o terreno montanhoso de Plutão.
Satélites Naturais
O sistema plutoniano compreende cinco satélites naturais identificados. Caronte, a maior e mais interna dessas luas, foi identificada pela primeira vez em 1978 pelo astrônomo James Christy. É também a única lua plutoniana potencialmente em equilíbrio hidrostático. A massa substancial de Caronte desloca o baricentro do sistema Plutão-Caronte para além dos limites físicos de Plutão. Além de Caronte, quatro luas circumbinárias consideravelmente menores orbitam o sistema. Estes são, em ordem crescente de distância de Plutão: Styx, Nix, Kerberos e Hydra. Nix e Hydra foram descobertos em 2005, seguidos por Kerberos em 2011 e Styx em 2012. As órbitas desses satélites exibem baixa excentricidade (abaixo de 0,006) e são coplanares com o equador de Plutão (inclinação menor que 1°), resultando em uma inclinação aproximada de 120° em relação ao plano orbital de Plutão. Este sistema plutoniano altamente compacto confina todos os cinco satélites conhecidos aos 3% mais internos da região onde as órbitas prógradas poderiam manter a estabilidade.
Os períodos orbitais de todo o sistema de satélites de Plutão estão interligados através de um arranjo complexo de ressonâncias orbitais e quase-ressonâncias. Especificamente, ao contabilizar a precessão, os períodos orbitais de Styx, Nix e Hydra exibem uma proporção precisa de 18:22:33. Além disso, existe uma proporção aproximada de 3:4:5:6 entre os períodos orbitais de Estige, Nix, Cérbero e Hidra em relação a Caronte, com essas proporções aproximando-se de maior precisão para as luas mais distantes.
O sistema Plutão-Caronte representa um dos raros casos no Sistema Solar onde o baricentro está situado externamente ao corpo primário; o sistema Pátroclo-Menoécio oferece um análogo menor, enquanto o sistema Sol-Júpiter é o único exemplo maior. Devido aos tamanhos comparáveis de Caronte e Plutão, alguns astrônomos propuseram classificá-lo como um planeta anão duplo. Este sistema distingue-se ainda entre as configurações planetárias pelo seu bloqueio mútuo de marés, o que implica que Plutão e Caronte apresentam perpetuamente o mesmo hemisfério um para o outro - uma característica observada em apenas um outro sistema conhecido, Éris e Disnomia. Conseqüentemente, de qualquer ponto de vista de qualquer um dos corpos celestes, o outro permanece fixo no céu ou permanentemente obscurecido. Este fenômeno também determina que o período de rotação de cada corpo corresponda precisamente ao período orbital de todo o sistema em torno de seu baricentro.
Supõe-se que a formação das luas de Plutão tenha resultado de uma colisão catastrófica entre Plutão e um corpo celeste de tamanho comparável durante os estágios iniciais da evolução do Sistema Solar. Este evento de impacto ejetou material substancial, que posteriormente se acumulou para formar os satélites que orbitam Plutão.
Quase-satélite
Em 2012, cálculos indicaram que o objeto 15810 Arawn poderia funcionar como um quase-satélite de Plutão, representando uma configuração co-orbital distinta. Estes cálculos sugeriram que Arawn manteria uma relação quase-satélite com Plutão durante aproximadamente 350.000 anos dentro de cada ciclo de dois milhões de anos. Medições subsequentes realizadas pela sonda New Horizons em 2015 permitiram uma determinação mais precisa da órbita de Arawn, corroborando as descobertas iniciais. No entanto, um consenso entre os astrônomos sobre a classificação de Arawn como um quase-satélite de Plutão, com base na sua dinâmica orbital, permanece indefinido, dado que a sua trajetória é predominantemente governada por Netuno, com apenas perturbações raras de Plutão.
Origem
A origem e a identidade precisa de Plutão representaram historicamente um enigma significativo para os astrônomos. Uma hipótese inicial postulava que Plutão se originou como uma lua escapada de Netuno, desalojada de sua órbita pelo maior satélite de Netuno, Tritão. No entanto, esta proposição foi posteriormente refutada por estudos dinâmicos, que demonstraram a sua impossibilidade devido à distância orbital consistente de Plutão a Neptuno. A posição definitiva de Plutão dentro do Sistema Solar tornou-se aparente apenas em 1992, coincidindo com a descoberta de numerosos pequenos objetos transnetunianos gelados exibindo semelhanças orbitais, de tamanho e de composição com Plutão. Esta população de objetos transnetunianos é considerada a progenitora de muitos cometas de curto período. O próprio Plutão é reconhecido como o maior constituinte do cinturão de Kuiper, uma região estável de corpos celestes situada entre 30 e 50 UA do Sol. Em 2011, pesquisas abrangentes do Cinturão de Kuiper até a magnitude 21 foram em grande parte finalizadas, sugerindo que quaisquer objetos não descobertos do tamanho de Plutão provavelmente residiriam a mais de 100 UA do Sol.
Semelhante a outros objetos do Cinturão de Kuiper (KBOs), Plutão exibe características semelhantes às dos cometas; por exemplo, o vento solar corrói progressivamente a superfície de Plutão no espaço. Uma proposição sugere que se Plutão estivesse posicionado a uma distância orbital comparável à da Terra, manifestaria uma cauda cometária. No entanto, esta afirmação foi contestada, citando a velocidade de escape suficientemente elevada de Plutão como um factor proibitivo. Alternativamente, foi teorizado que a formação de Plutão poderia ser atribuída à aglomeração de numerosos cometas e outros objetos do Cinturão de Kuiper.
Enquanto Plutão é reconhecido como o maior objeto descoberto do cinturão de Kuiper, a lua de Netuno, Tritão, que excede Plutão em tamanho, exibe semelhanças geológicas e atmosféricas, levando à hipótese de que seja um objeto capturado do cinturão de Kuiper. Éris, comparável em tamanho a Plutão, mas possuindo maior massa, não é estritamente categorizada como membro da população do cinturão de Kuiper; em vez disso, é classificado na população de discos dispersos relacionada.
Consistente com outros constituintes do cinturão de Kuiper, a hipótese é que Plutão seja um planetesimal residual – um elemento do disco protoplanetário primordial que circunda o Sol e que não se agregou totalmente em um planeta completo. Um consenso entre os astrônomos sugere que a atual configuração orbital de Plutão resulta de uma rápida migração externa de Netuno durante os estágios iniciais do desenvolvimento do Sistema Solar. Este movimento para fora aproximou Netuno de objetos no cinturão proto-Kuiper, levando à captura de um (Tritão) em órbita, ao estabelecimento de relações ressonantes com outros e à perturbação de alguns em trajetórias caóticas. Acredita-se que os corpos dentro do disco disperso, uma zona dinamicamente instável contígua ao cinturão de Kuiper, tenham alcançado suas localizações atuais através de interações com as ressonâncias migratórias de Netuno.
Um modelo computacional de 2004 desenvolvido por Alessandro Morbidelli no Observatoire de la Côte d'Azur em Nice propôs que a migração de Netuno para o cinturão de Kuiper pode ter sido iniciada pelo estabelecimento de uma ressonância 1:2 entre Júpiter e Saturno. Esta ressonância gerou um impulso gravitacional que impulsionou Urano e Netuno para órbitas mais distantes, fazendo com que trocassem de posição e efetivamente duplicando a distância heliocêntrica de Netuno. A subsequente ejeção de objetos do cinturão proto-Kuiper poderia adicionalmente explicar o Bombardeio Pesado Tardio, ocorrido aproximadamente 600 milhões de anos após a gênese do Sistema Solar, e elucidar a gênese dos troianos de Júpiter. É concebível que Plutão tenha mantido uma órbita quase circular a aproximadamente 33 UA do Sol antes da migração de Netuno, o que posteriormente o perturbou em uma captura ressonante. O modelo de Nice postula a existência de cerca de mil corpos do tamanho de Plutão, incluindo Tritão e Éris, dentro do disco planetesimal primordial.
Observação e Exploração
Observação
A distância substancial de Plutão à Terra apresenta desafios consideráveis para o seu estudo abrangente e exploração direta. Sua magnitude aparente visual média é 15,1, diminuindo para 13,65 durante o periélio. Consequentemente, a observação telescópica é necessária, sendo recomendada uma abertura de aproximadamente 30 cm (12 pol.). Mesmo quando visto através de telescópios poderosos, Plutão parece estelar, sem um disco discernível, devido ao seu diâmetro angular máximo de 0,11 segundos de arco.
As representações cartográficas iniciais de Plutão, desenvolvidas no final da década de 1980, incluíam mapas de brilho derivados de observações meticulosas de eclipses envolvendo a sua maior lua, Caronte. Estas observações concentraram-se na quantificação de variações na luminosidade média total do sistema Plutão-Caronte durante eventos de eclipse. Por exemplo, a ocultação de uma região luminosa em Plutão resulta numa alteração mais pronunciada no brilho geral em comparação com a ocultação de uma área mais escura. O processamento computacional extensivo de inúmeras dessas observações facilita a geração de um mapa de brilho, uma técnica também capaz de monitorar mudanças temporais na luminosidade.
Dados cartográficos aprimorados foram posteriormente gerados a partir de imagens adquiridas pelo Telescópio Espacial Hubble (HST), que forneceram resolução superior e revelaram detalhes significativamente maiores, resolvendo características com várias centenas de quilômetros de extensão, como regiões polares e áreas brilhantes proeminentes. A criação desses mapas envolveu um processamento computacional sofisticado para obter representações projetadas ideais a partir dos dados limitados de pixels das imagens do Hubble. Esses mapas constituíam as representações mais abrangentes de Plutão até o sobrevoo da New Horizons em julho de 2015, quando as duas câmeras HST utilizadas para sua produção haviam cessado a operação.
Exploração
A nave espacial New Horizons, que realizou um sobrevôo por Plutão em julho de 2015, representa o esforço inaugural e, até o momento, o único para investigar Plutão diretamente. Lançada em 2006, a sonda adquiriu as suas primeiras imagens distantes de Plutão no final de Setembro de 2006, durante um teste de calibração do seu Long Range Reconnaissance Imager. Estas imagens, captadas a uma distância aproximada de 4,2 mil milhões de quilómetros, validaram a capacidade da sonda de seguir corpos celestes remotos, uma função crucial para os seus ajustes de trajetória em direção a Plutão e outros objetos da cintura de Kuiper. Posteriormente, no início de 2007, a nave executou uma manobra de assistência gravitacional utilizando Júpiter.
A sonda New Horizons executou a sua maior aproximação a Plutão em 14 de julho de 2015, culminando um trânsito de 3.462 dias através do Sistema Solar. As investigações científicas de Plutão começaram cinco meses antes deste encontro próximo e persistiram durante um mínimo de um mês depois disso. Essas observações foram facilitadas por um conjunto abrangente de sensoriamento remoto, composto por instrumentos de imagem, uma ferramenta de investigação radiocientífica e vários aparelhos espectroscópicos e experimentais. Os principais objetivos científicos da New Horizons abrangeram a caracterização das características geológicas e morfológicas globais de Plutão e da sua lua Caronte, o mapeamento das suas composições superficiais e a análise da atmosfera neutra de Plutão juntamente com a sua taxa de escape atmosférico. A transmissão final de dados, totalizando 50 bilhões de bits (6,25 gigabytes), da New Horizons em relação ao seu encontro com Plutão foi recebida com sucesso em 25 de outubro de 2016, às 17h48 horário do leste dos EUA.
Após o sobrevôo da New Horizons, a comunidade científica propôs uma missão orbital para refazer. pixel, conduzindo observações dos satélites menores de Plutão, monitorando as mudanças rotacionais de Plutão, investigando a presença potencial de um oceano subterrâneo e realizando mapeamento topográfico de regiões perpetuamente envoltas em escuridão devido à inclinação axial de Plutão. O último objetivo poderia ser alcançado através da implantação de pulsos de laser para construir um mapa topográfico abrangente do planeta anão. Alan Stern, o investigador principal da New Horizons, propôs uma missão orbital no estilo da Cassini, prevista para ser lançada por volta de 2030, para coincidir com o centenário da descoberta de Plutão. Este orbitador proposto aproveitaria a influência gravitacional de Caronte para ajustar dinamicamente a sua trajetória, facilitando assim a realização dos objetivos científicos após a sua chegada ao sistema de Plutão. Após a conclusão de todas as investigações científicas relacionadas a Plutão, o orbitador poderia utilizar a gravidade de Caronte para uma partida do sistema de Plutão para conduzir estudos adicionais de Objetos do Cinturão de Kuiper (KBOs). Além disso, um estudo conceitual apoiado pelo programa Innovative Advanced Concepts (NIAC) da NASA descreve um orbitador e módulo de pouso de Plutão movido a fusão, baseado no projeto do reator de configuração invertida em campo de Princeton.
A missão New Horizons obteve imagens com sucesso de todo o hemisfério norte de Plutão, estendendo-se às regiões equatoriais aproximadamente 30° Sul. Por outro lado, latitudes mais altas ao sul só foram observadas a partir da Terra, produzindo dados de resolução muito baixa. As imagens adquiridas pelo Telescópio Espacial Hubble em 1996 abrangeram 85% da superfície de Plutão, revelando características proeminentes de albedo até aproximadamente 75° Sul, suficientes para delinear a extensão das máculas da zona temperada. As imagens subsequentes do Hubble exibiram melhorias marginais na resolução, atribuíveis a pequenas melhorias na instrumentação do telescópio. O setor equatorial do hemisfério sub-Caronte de Plutão foi capturado apenas em baixa resolução, dado que a New Horizons executou a sua aproximação mais próxima ao hemisfério anti-Caronte.
Certas variações de albedo nas latitudes mais altas ao sul foram detectáveis pela New Horizons através do fenômeno do brilho de Caronte, que se refere à luz refletida de Caronte. A região polar sul parece exibir um albedo mais escuro em comparação com a sua contraparte norte; no entanto, uma região distinta de alto albedo está presente no hemisfério sul, indicando potencialmente um depósito localizado de nitrogênio ou gelo de metano.