Źródło zdjęcia: NASA
Zespół astronomów z MIT poinformował dziś, że atmosfera Plutona rozszerza się, nawet gdy planeta oddalała się od Słońca na swojej orbicie eliptycznej. Astronomowie spodziewali się znaleźć odwrotną sytuację; że jego atmosfera kurczy się, gdy zbliża się dalej od Słońca, ale jest podobna do Ziemi, gdzie wczesne popołudnie jest cieplejsze niż południe, kiedy Słońce jest najjaśniejsze. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, NASA rozpocznie misję Nowe Horyzonty do 2006 roku, aby dotrzeć do Plutona w 2015 roku.
Atmosfera Plutona rozszerza się, nawet gdy kontynuuje swoją długą orbitę od Słońca, zespół astronomów z MIT, Boston University, Williams College, Pomona College, Lowell Observatory i Cornell University w raporcie z 10 lipca w Nature.
Zespół, kierowany przez Jamesa Elliota, profesora astronomii planetarnej w MIT i dyrektora Obserwatorium Wallace'a w MIT, dokonał tego odkrycia, obserwując przygaszenie gwiazdy, gdy Pluto minął ją 20 sierpnia 2002 r. Zespół przeprowadził obserwacje za pomocą ośmiu teleskopów w Obserwatorium Mauna Kea, Haleakala, Obserwatorium Licka, Obserwatorium Lowella i Obserwatorium Palomar.
Elliot powiedział, że nowe wyniki wydają się sprzeczne z intuicją, ponieważ obserwatorzy zakładali, że atmosfera Plutona zacznie się zapadać w miarę ochładzania. W rzeczywistości temperatura głównie azotowej atmosfery Plutona wzrosła o około 1 stopień Celsjusza, ponieważ była najbliżej Słońca w 1989 roku.
Elliot przypisuje wzrost takiemu samemu opóźnieniu, jakiego doświadczamy na Ziemi - mimo że słońce jest najbardziej intensywne w najwyższym punkcie w południe, najgorętsza część dnia to około 15:00. Ponieważ rok Plutona jest równy 248 ziemskim latom, 14 lat po najbliższym zbliżeniu Plutona do Słońca jest jak 13:15. na ziemi. W tempie orbity Plutona ostygnięcie może potrwać kolejne 10 lat i zacznie się ochładzać, gdy misja NASA New Horizons na Plutonie, zaplanowana na 2006 r., Osiągnie ją w 2015 r.
Atmosfera azotu głównie Plutona jest w równowadze prężności pary z lodem powierzchniowym, a zatem może ulegać dużym zmianom ciśnienia w odpowiedzi na niewielkie zmiany temperatury lodu na powierzchni. Gdy jego lodowata powierzchnia staje się zimniejsza, kondensuje się w świeży biały mróz, który odbija więcej ciepła słonecznego i staje się jeszcze zimniejszy. Gdy kosmiczny brud i przedmioty gromadzą się na jego powierzchni, ciemnieje i pochłania więcej ciepła, przyspieszając efekt ocieplenia. Pluton ciemnieje od 1954 roku.
„Dane z sierpnia 2002 r. Pozwoliły nam głębiej zbadać atmosferę Plutona i dały nam dokładniejszy obraz zmian, które zaszły” - powiedział Elliot.
Orbita Plutona jest znacznie bardziej eliptyczna niż na innych planetach, a jej oś obrotu jest przechylona pod dużym kątem w stosunku do swojej orbity. Oba czynniki mogą przyczynić się do drastycznych zmian sezonowych.
Na przykład od 1989 roku pozycja Słońca na niebie Plutona zmieniła się bardziej niż odpowiednia zmiana na Ziemi, która powoduje różnicę między zimą a wiosną. Temperatura atmosferyczna Plutona waha się od około -235 do -170 stopni Celsjusza, w zależności od wysokości nad powierzchnią.
Pluton ma lód azotowy na swojej powierzchni, który może parować do atmosfery, gdy robi się cieplej, powodując wzrost ciśnienia powierzchniowego. Jeśli obserwowany wzrost atmosfery dotyczy również ciśnienia powierzchniowego - co jest prawdopodobne - oznacza to, że średnia temperatura powierzchni lodu azotowego na Plutonie wzrosła nieco więcej niż o 1 stopień Celsjusza w ciągu ostatnich 14 lat.
BADANIE ATMOSFERY Z CIENIAMI
Naukowcy badają odległe obiekty poprzez okultystyczne zdarzenia podobne do zaćmienia, w których ciało (w tym przypadku Plutona) przechodzi przed gwiazdą, zasłaniając jej światło. Rejestrując ściemnianie światła gwiazd w czasie, astronomowie mogą obliczyć gęstość, ciśnienie i temperaturę atmosfery Plutona.
Obserwacja dwóch lub więcej okultyzmów w różnych momentach dostarcza badaczom informacji o zmianach w atmosferze planety. Strukturę i temperaturę atmosfery Plutona określono po raz pierwszy podczas okultyzacji w 1988 r. Krótkie przejście Plutona przed inną gwiazdą 19 lipca skłoniło badaczy do przekonania, że nastąpiła drastyczna zmiana atmosfery, ale nie było jasne, czy atmosfera się ocieplała lub ochładzała.
Dane wynikające z tego okultyzmu, kiedy Pluton minął gwiazdę znaną jako P131.1, doprowadziły do aktualnych wyników. „Po raz pierwszy okultyzm pozwolił nam tak głęboko zbadać atmosferę Plutona za pomocą dużego teleskopu, który zapewnia wysoką rozdzielczość przestrzenną wynoszącą kilka kilometrów,” Powiedział Elliot. Ma nadzieję na wykorzystanie tej metody do częstszego badania obiektów Plutona i Pasa Kuipera w przyszłości.
MISJA DO PLUTO
NASA niedawno upoważniła misję New Horizons Pluto-Kuiper Belt do rozpoczęcia budowy statków kosmicznych i systemów naziemnych. Misja będzie pierwszą do Plutona i Pasa Kuipera. Richard P. Binzel, profesor nauk o ziemi, atmosferze i planetach (EAPS) w MIT, jest współbadaczem.
Statek kosmiczny New Horizons ma wystrzelić w styczniu 2006 roku, przelecieć obok Jowisza w celu przyspieszenia grawitacji i badań naukowych w 2007 roku i dotrzeć do Plutona i Księżyca Charona w Plutonie już latem 2015 roku. Pluton jest jedyną planetą, której nie obserwowano jeszcze z bliskiej odległości . Celem tej misji będzie udzielenie odpowiedzi na pytania dotyczące powierzchni, atmosfery, wnętrz i przestrzeni kosmicznych najbardziej zewnętrznej planety i jej księżyca.
W międzyczasie naukowcy mają nadzieję na użycie SOFIA, 2,5-metrowego teleskopu zamontowanego w samolocie budowanym przez NASA we współpracy z niemiecką agencją kosmiczną, począwszy od 2005 r. SOFIA będzie mogła zostać wysłana we właściwe miejsce na całym świecie, aby najlepiej obserwuj okultyzacje, dostarczając wysokiej jakości dane znacznie częściej niż jest to możliwe przy użyciu samych teleskopów naziemnych.
Oprócz Elliota współautorami MIT są niedawna absolwentka fizyki Kelly B. Clancy; doktoranci Susan D. Kern i Michael J. Person; niedawna absolwentka MIT Colette V. Salyk; oraz starszy specjalista ds. aeronautyki i astronautyki Jing Jing Qu.
Współpracownikami Williams College byli Jay M. Pasachoff, profesor astronomii; Bryce A. Babcock, fizyk sztabowy; Steven V. Souza, nadzorca obserwatorium; i licencjackich David R. Ticehurst. Korzystali z teleskopu Uniwersytetu Hawajskiego na wysokości 13 800 stóp wulkanu hawajskiego Mauna Kea i detektora elektronicznego Williams College, który zwykle jest częścią wypraw zaćmieniowych.
Współpracownikami Pomona College są Alper Ates i Ben Penprase. Współpracownikiem Boston University jest Amanda Bosh. Współpracownikami Obserwatorium Lowell są Marc Buie, Ted Dunham, Stephen Eikenberry, Cathy Olkin, Brian W. Taylor i Lawrence Wasserman. Współpracownikami Boeingów są Doyle Hall i Lewis Roberts.
Współpracownikiem brytyjskiego teleskopu na podczerwień jest Sandy K. Leggett. Współpracownikami amerykańskiego Naval Observatory są Stephen E. Levine i Ronald C. Stone. Współpracownikiem Cornell jest Dae-Sik Moon. David Osip i Joanna E. Thomas-Osip byli w MIT, a teraz w Carnegie Observatories. John T. Rayner jest w NASA Infrared Telescope Facility. David Tholen jest na Uniwersytecie Hawajskim.
Ta praca jest finansowana przez Research Corp., Southwest Research Institute, National Science Foundation i NASA.
Oryginalne źródło: MIT News Release
