Hydra — Pluton kaukaisin kuu: löytäminen, rata ja ominaisuudet

Hydra on Pluton kaukaisin tunnettu kuu. Sen löysi Nixin ohella kesäkuussa 2005 Hubble-avaruusteleskoopin Pluto Companion Search Team, johon kuuluivat Hal A. Weaver, Alan Stern, Max J. Mutchler, Andrew J. Steffl, Marc W. Buie, William J. Merline, John R. Spencer, Eliot F. Young ja Leslie A. Young. Löytökuvat otettiin 15. toukokuuta 2005 ja 18. toukokuuta 2005; kuut löysivät itsenäisesti Max J. Mutchler 15. kesäkuuta 2005 ja Andrew J. Steffl 15. elokuuta 2005. Löydöt julkistettiin 31. lokakuuta 2005, kun ne oli varmistettu vuoden 2002 ennakkokuvilla, ja kuut nimettiin alustavasti S/2005 P 1 (Hydra) ja S/2005 P 2 (Nix).

Löytö ja varmistus

Hydran löytyminen perustui Hubble-havaintoihin ja myöhempään ennakkokuviin, joiden avulla pystyttiin varmistamaan kuun liike Pluton ympäristössä. Löytöryhmän järjestelmällinen haku keskittyi etsimään himmeitä seuralaisia Plutolle, ja Hydran lisäksi etsinnässä tunnistettiin muitakin pieniä kuita. Varhaisissa havaintoaineistoissa kuiden kirkkaudet vaihtelivat, minkä vuoksi niiden kokoluokasta ja pinnan heijastavuudesta tehtiin useita eri skenaarioita ennen tarkempia havaintoja.

Rata ja dynaaminen asema

Kuu kiertää järjestelmän barykeskusta samassa tasossa kuin Charon ja Nix, noin 65 000 kilometrin etäisyydellä Pluton keskuksesta mitattuna. Toisin kuin jotkin muut pienet kuut, Hydran rata on lähes ympyränmuotoinen: sen eksentrisyys on pieni (noin 0,0052), mutta ei aivan nolla. Hydran kiertoaika on noin 38,2 päivää, mikä tarkoittaa, että se liikkuu lähellä sellaista rataresonanssia Charoniin nähden, joka vastaa noin 6:1 jakosuhdetta — toisin sanoen Hydra kiertää lähes kuusi kertaa sillä välin kun Charon tekee yhden kierron.

Fysikaaliset ominaisuudet ja pinnan laatu

Hydran kokoa ei alun perin voitu suoraan mitata, joten arvio perustui kirkkauteen ja oletuksiin pinnan heijastuskyvystä (albedosta). Jos Hydran albedo olisi sama kuin Charoni (noin 35 %), halkaisijaksi arvioitiin noin 61 km. Jos taas albedo olisi hyvin tumma, kuten tummimmilla Kuiperin vyöhykkeen kohteilla (noin 4 %), halkaisijaksi laskettu arvo olisi noin 167 km. Löytöhetkellä Hydra oli havaintojen mukaan noin 25 prosenttia kirkkaampi kuin sen sisarkuu Nix, minkä perusteella arvioitiin myös kooltaan hieman suuremmaksi. Hubble-havainnot vuosilta 2002–2006 antoivat vaihtuvaa tietoa kuiden suhteellisesta kirkkaudesta, mutta yleisesti Hydra näyttää, Charonin ja Nixin tavoin, harmaalta kun taas Pluto itsessään on punertava.

Lisähavaintojen myötä (mukaan lukien New Horizonsin lähilento) saatiin tarkempaa tietoa Hydran muodosta ja pinnan ominaisuuksista. New Horizons kuvasi Hydran läheltä vuoden 2015 ohilennon yhteydessä, paljastaen kuun epäsäännöllisen, ei-sfäärisen muodon ja osoittaen pinnan koostuvan suurelta osin vedestä jäätyneestä aineesta, mikä selittää kuun suhteellisen korkean heijastavuuden verrattuna tummaan KBO-keskivertoon. Lisäksi pienten Pluton kuiden pyörimisliikkeet eivät ole lukittuja (tidally locked) Pluton suuntaan, vaan ne voivat pyöriä monimutkaisesti ja jopa kaoottisesti johtuen Pluton ja Charoni välisestä voimakkaasta gravitaatiovaikutuksesta.

New Horizons -lento

Hydran oli tarkoitus tarkastaa Pluton ohella New Horizons -lennolla vuonna 2015. New Horizons tuotti ensimmäiset läheltäotetut kuvat Hydrasta ja muista pienistä kuista, parantaen merkittävästi aiempia arvioita kuun sävystä, pinnan koostumuksesta ja muodosta. Nämä havainnot vahvistivat, että monet Pluton pienkuista ovat vaaleita ja jäisiä, mikä viittaa siihen, että ne koostuvat pääasiassa vesijäästä sekoitettuna kiviaineseen ja mahdollisesti ovat syntyneet Pluton ja Charonin muodostumisen yhteydessä tapahtuneesta törmäystapahtumasta tai muusta järjestelmän sisäisestä prosessista.

Nimitys

Hydra-nimitys ilmoitettiin 21. kesäkuuta 2006 IAU:n kiertokirjeessä 8723 yhdessä muodollisen nimityksen Pluto III kanssa. Kuu nimettiin Hydran mukaan, joka kreikkalais-roomalaisen mytologian mukaan vartioi Pluton/Hadesin alamaailman vesiä.

Tutkimus Pluton ja sen kuiden suhteen jatkuu: uusi analyysi Hubble- ja New Horizons -aineistosta sekä maasta käsin tehtävät havainnot parantavat käsitystämme Hydran koosta, koostumuksesta, pyörimisestä ja sen roolista Pluton systeemin dynaamisessa historiassa.