Когда-то считавшаяся самой внешней планетой Солнечной системы, Международное астрономическое объединение в 2006 году изменило обозначение Плутона из-за открытия многих новых объектов пояса Койпера, которые были сопоставимы по размеру. Несмотря на это, Плутон остается источником восхищения и фокусом большого научного интереса. И даже после исторического облета, проведенного зондом New Horizons в июле 2015 года, остается много загадок.
Более того, постоянный анализ данных NH выявил новые загадки. Например, недавнее исследование, проведенное группой астрономов, показало, что исследование, проведенное рентгеновской обсерваторией Чандра, выявило наличие довольно сильных рентгеновских излучений, исходящих от Плутона. Это было неожиданно и заставляет ученых переосмыслить то, что они думали, что они знали об атмосфере Плутона и его взаимодействии с солнечным ветром.
В прошлом многие солнечные тела наблюдали испускание рентгеновских лучей, которые были результатом взаимодействия солнечного ветра и нейтральных газов (таких как аргон и азот). Такие выбросы были обнаружены с планет, таких как Венера и Марс (из-за присутствия аргона и / или азота в их атмосфере), но также и с более мелкими телами, такими как кометы - которые приобретают гало из-за дегазации.
С тех пор, как в 2015 году зонд NH провел облет Плутона, астрономы знали, что у Плутона есть атмосфера, которая меняет размеры и плотность в зависимости от сезона. В основном, когда планета достигает перигелия в течение своего 248-летнего орбитального периода - на расстоянии 4 436 820 000 км, 2 756 912 133 миль от Солнца - атмосфера сгущается из-за сублимации замороженного азота и метана на поверхности.
В последний раз Плутон находился в перигелии 5 сентября 1989 года, что означает, что он все еще переживал лето, когда NH совершил облет. Во время изучения Плутона зонд обнаружил атмосферу, которая в основном состояла из газообразного азота (N²) и метана (CH).4) и углекислый газ (CO²). Поэтому астрономы решили искать признаки рентгеновского излучения из атмосферы Плутона, используя рентгеновскую обсерваторию Чандра.
До полета миссии NH большинство моделей атмосферы Плутона ожидали, что она будет довольно продолжительной. Тем не менее, зонд обнаружил, что атмосфера была менее протяженной и скорость ее потери была в сотни раз ниже, чем предсказывали эти модели. Поэтому, как указала команда в своем исследовании, они ожидали найти рентгеновские излучения, которые соответствуют тому, что наблюдал пролёт NH:
«Учитывая, что большинство моделей атмосферы Плутона до столкновения предсказывали, что она будет гораздо более обширной, с предполагаемой скоростью потерь в космосе ~ 1027 до 1028 моль / с N² и CH4… Мы попытались обнаружить рентгеновское излучение, создаваемое взаимодействиями перезарядки нейтрального газа [солнечного ветра] в нейтральном газе низкой плотности, окружающем Плутон », - написали они.
Однако, посмотрев данные с усовершенствованного ПЗС-спектрометра (ACIS) на борту Chandra, они обнаружили, что рентгеновское излучение, исходящее от Плутона, было больше, чем это допускало. В некоторых случаях были отмечены сильные рентгеновские излучения, исходящие от других более мелких объектов в Солнечной системе, что связано с рассеянием солнечных рентгеновских лучей маленькими пылинками, состоящими из углерода, азота и кислорода.
Но распределение энергии, которое они отметили с помощью рентгеновского излучения Плутона, не соответствовало этому объяснению. Другая возможность, которую предложила команда, заключается в том, что они могут быть связаны с каким-то процессом (или процессами), который фокусирует солнечный ветер возле Плутона, что усиливает эффект его скромной атмосферы. Как они указывают в своих выводах:
«Наблюдаемая эмиссия от Плутона не является авроральной. Если бы из-за рассеяния он был бы получен из уникальной популяции наноразмерных дымчатых зерен, состоящих из атомов C, N и O, в атмосфере Плутона, резонансно флуоресцирующих под солнечной инсоляцией. При использовании перезарядки между [солнечным ветром] второстепенными ионами и нейтральными газами (в основном, СН4) после выхода из Плутона требуется увеличение плотности и корректировка относительного содержания малых ионов [солнечного ветра] в области взаимодействия вблизи Плутона по сравнению с наивными моделями ».
В настоящее время истинная причина этих рентгеновских излучений, вероятно, останется загадкой. Они также подчеркивают необходимость дополнительных исследований, когда речь идет об этом отдаленном и самом массивном из объектов пояса Койпера. К счастью, данные, предоставленные миссией NH, вероятно, будут собираться десятилетиями, раскрывая новые и интересные вещи о Плутоне, внешней Солнечной системе и о том, как ведут себя самые отдаленные миры от нашего Солнца.
Исследование - которое было принято для публикации в журнале Икар - проводился астрономами из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (JHUAPL), Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, Юго-западного исследовательского института (SWI), Космического центра им. Викрама Сарабхай (VSCC), Лаборатории реактивного движения НАСА и исследований Эймса Центр.
