Pluton jest z pewnością oziębły, ale nowe badania wykazały, że jego atmosfera jest nieco cieplejsza.
Astronomowie używający bardzo dużego teleskopu Europejskiego Obserwatorium Południowego znaleźli nieoczekiwanie duże ilości metanu w atmosferze Plutona, co najwyraźniej pomaga mu utrzymać temperaturę o około 40 stopni wyższą niż powierzchnia planety karłowatej. Atmosfera ogrzewa się do -180 stopni Celsjusza (-356 stopni Fahrenheita), w porównaniu do powierzchni, która zwykle wynosi -220 stopni Celsjusza (-428 stopni Fahrenheita).
„Mając dużo metanu w atmosferze, staje się jasne, dlaczego atmosfera Plutona jest tak ciepła”, powiedział Emmanuel Lellouch z Observatoire de Paris we Francji. Lellouch jest głównym autorem artykułu raportującego wyniki, które są publikowane w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.
Pluton, który jest około jednej piątej wielkości Ziemi, składa się głównie ze skały i lodu i okrąża około 40 razy dalej od Słońca niż Ziemia.
Od lat 80. wiadomo, że Pluton ma również cienką, wątłą atmosferę. Obfity azot, wraz ze śladami metanu i prawdopodobnie tlenku węgla, są utrzymywane na powierzchni przez ciśnienie atmosferyczne tylko około stu tysięcznych tego na Ziemi lub około 0,015 milibara. Gdy Pluton oddala się od Słońca, podczas swojej 248-letniej orbity jego atmosfera stopniowo zamarza i spada na ziemię. W okresach, gdy jest on bliżej Słońca - tak jak teraz - temperatura stałej powierzchni Plutona wzrasta, powodując sublimację lodu w gaz.
Do niedawna badano tylko górne partie atmosfery Plutona. Obserwując gwiezdne okultyzacje, zjawisko występujące, gdy ciało Układu Słonecznego blokuje światło gwiazdy tła, astronomowie byli w stanie wykazać, że górna atmosfera Plutona była o około 50 stopni cieplejsza niż powierzchnia. Te obserwacje nie rzuciły żadnego światła na temperaturę i ciśnienie atmosferyczne w pobliżu powierzchni Plutona. Ale unikalne, nowe obserwacje wykonane za pomocą CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES), dołączonej do Very Large Telescope ESO, ujawniły teraz, że atmosfera jako całość, nie tylko górna atmosfera, ma średnią temperaturę znacznie mniej oziębłą niż powierzchnia.
Zwykle powietrze w pobliżu powierzchni Ziemi jest cieplejsze niż powietrze nad nią, głównie dlatego, że atmosfera jest podgrzewana od dołu, gdy promieniowanie słoneczne ogrzewa powierzchnię Ziemi, która z kolei ogrzewa warstwę atmosfery bezpośrednio nad nią. W pewnych warunkach sytuacja ta jest odwrócona, dzięki czemu powietrze jest zimniejsze w pobliżu powierzchni Ziemi. Meteorolodzy nazywają to warstwą inwersyjną, co może powodować gromadzenie się smogu.
Większość, jeśli nie całość, atmosfery Plutona ulega w ten sposób inwersji temperatury: im wyższa temperatura, tym wyższa atmosfera, na którą patrzysz. Zmiana wynosi około 3 do 15 stopni na kilometr (.62 mil). Na Ziemi w normalnych warunkach temperatura spada w atmosferze o około 6 stopni na kilometr.
Powód, dla którego powierzchnia Plutona jest tak zimna, jest związany z istnieniem atmosfery Plutona i jest spowodowany sublimacją lodu na powierzchni; podobnie jak pot chłodzi ciało, które wyparowuje z powierzchni skóry, ta sublimacja działa chłodząco na powierzchnię Plutona.
Obserwacje CRIRES wskazują również, że metan jest drugim najczęściej występującym gazem w atmosferze Plutona, stanowiącym pół procent cząsteczek. „Udało nam się wykazać, że te ilości metanu odgrywają kluczową rolę w procesach ogrzewania atmosfery i mogą wyjaśnić podwyższoną temperaturę atmosferyczną”, powiedział Lellouch.
Dwa różne modele mogą wyjaśnić właściwości atmosfery Plutona. W pierwszym astronomowie zakładają, że powierzchnia Plutona pokryta jest cienką warstwą metanu, co zahamuje sublimację szronu azotowego. Drugi scenariusz przywołuje istnienie łatek czystego metanu na powierzchni.
„Rozróżnienie między nimi będzie wymagało dalszych badań nad Plutonem, który oddala się od Słońca”, mówi Lellouch. „I oczywiście sonda kosmiczna NASA Nowe Horyzonty dostarczy nam również więcej wskazówek, kiedy dotrze do planety karłowatej w 2015 r.”
OŁÓW ZDJĘCIE: Wrażenie artysty, jak powierzchnia Plutona może wyglądać, jeśli plamy czystego metanu spoczną na powierzchni. W odległości Plutona Słońce wydaje się około 1000 razy słabsze niż na Ziemi. Źródło: ESO
Źródło: ESO
