Soluzione esercizio 1

Il problema proposto è analogo a quello del § 2.5, e la formula da applicare è la seguente, ottenuta uguagliando la forza centripeta avvertita da Caronte con la forza di attrazione gravitazionale da parte di Plutone:

essendo MP la massa di Plutone, mC la massa di Caronte, R la distanza Plutone-Caronte e T il periodo di rivoluzione di Caronte attorno a Plutone (il moto è stato ritenuto circolare uniforme). Quest'ultimo equivale a circa ( 6 x 24 x 3600 ) + ( 9 x 3600 ) + ( 17 x 60 ) + 36 = 551.856 secondi. Sostituendo i valori numerici, otteniamo così:

Applichiamo poi la (2.7) e troviamo:

Dunque l'unica soluzione corretta è la numero 1, gli altri sono tutti trabocchetti. Si osservi che il diametro di Caronte è di circa 1200 km, pari alla metà di quello di Plutone. Perciò, fra tutti i satelliti naturali dei pianeti e dei pianeti nani del Sistema Solare, Caronte possiede di gran lunga il più alto rapporto tra la propria massa e quella del proprio pianeta madre: circa 1/9. Tale rapporto nel caso del sistema Terra-Luna vale circa 1/81 (il maggior rapporto conosciuto prima della scoperta di Caronte il 22 giugno 1978), mentre il maggiore dei satelliti di Giove, Ganimede, ha una massa che non arriva a 1/10.000 di quello del suo corpo madre. Come risultato, il centro di massa del sistema Plutone-Caronte si trova al di fuori di entrambi i corpi celesti. Di conseguenza, nessuno dei due è rigorosamente in orbita attorno all'altro, ma entrambi ruotano intorno a un baricentro comune; per questo molti li considerano un sistema binario, e qualcuno ha proposto di classificare Caronte come un vero e proprio pianeta nano, alla stregua di Plutone, e non semplicemente come un satellite plutoniano. Plutone ha anche altre quattro piccole lune, osservate grazie alle immagini ricevute dal telescopio spaziale Hubble: Notte e Idra, scoperte il 15 giugno 2005; Cerbero, scoperta il 20 luglio 2011, e Stige, scoperta l'11 luglio 2012. Plutone e i suoi satelliti sono stati raggiunti dalla sonda statunitense New Horizons il 14 luglio 2015.

Raffigurazione artistica di Plutone e Caronte

Plutone e Caronte ripresi dalla sonda New Horizons

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