Плутон, конечно, холодный, но новое исследование показало, что его атмосфера немного теплее.
Астрономы, использующие очень большой телескоп Европейской южной обсерватории, обнаружили неожиданно большое количество метана в атмосфере Плутона, что, очевидно, помогает ему оставаться на 40 градусов теплее, чем поверхность карликовой планеты. Атмосфера прогревается до -180 градусов по Цельсию (-356 градусов по Фаренгейту), по сравнению с поверхностью, которая обычно составляет -220 градусов по Цельсию (-428 градусов по Фаренгейту).
«С большим количеством метана в атмосфере становится ясно, почему атмосфера Плутона такая теплая», - сказал Эммануэль Леллуш из Обсерватории Парижа во Франции. Леллуш является ведущим автором статьи, сообщающей результаты, которая находится в печати в журнале Астрономия и Астрофизика.
Плутон, который составляет примерно пятую часть Земли, состоит в основном из камня и льда и вращается вокруг Земли примерно в 40 раз дальше, чем Земля.
С 1980-х годов было известно, что у Плутона также тонкая, хрупкая атмосфера. Обильный азот вместе со следами метана и, возможно, окиси углерода удерживается на поверхности атмосферным давлением, составляющим лишь около одной сотой тысячного от земного, или около 0,015 миллибар. По мере того, как Плутон удаляется от Солнца, на его 248-летней орбите его атмосфера постепенно замерзает и падает на землю. В периоды, когда он ближе к Солнцу - как сейчас, - температура твердой поверхности Плутона увеличивается, заставляя лед сублимировать в газ.
До недавнего времени можно было изучать только верхние части атмосферы Плутона. Наблюдая звездные затмения, явление, которое происходит, когда тело Солнечной системы блокирует свет от фоновой звезды, астрономы смогли продемонстрировать, что верхняя атмосфера Плутона была примерно на 50 градусов теплее, чем поверхность. Эти наблюдения не могли пролить свет на атмосферную температуру и давление у поверхности Плутона. Но уникальные новые наблюдения, сделанные с помощью инфракрасного инфракрасного спектрографа CRyogenic (CRIRES), прикрепленного к Очень большому телескопу ESO, теперь показали, что атмосфера в целом, а не только верхняя атмосфера, имеет среднюю температуру, намного менее холодную, чем поверхность.
Обычно воздух у поверхности Земли теплее, чем воздух над ней, в основном потому, что атмосфера нагревается снизу, поскольку солнечная радиация нагревает поверхность Земли, которая, в свою очередь, нагревает слой атмосферы непосредственно над ней. При определенных условиях эта ситуация инвертируется, так что воздух у поверхности Земли холоднее. Метеорологи называют это инверсионным слоем, и это может вызвать накопление смога.
Таким образом, большая часть атмосферы Плутона, если не вся, подвергается инверсии температуры: чем выше температура, тем выше атмосфера, которую вы смотрите. Изменение составляет от 3 до 15 градусов на километр (0,62 мили). На Земле при нормальных условиях температура воздуха снижается примерно на 6 градусов на километр.
Причина, по которой поверхность Плутона такая холодная, связана с существованием атмосферы Плутона и сублимацией поверхностного льда; Подобно тому, как пот охлаждает тело при испарении с поверхности кожи, эта сублимация оказывает охлаждающее воздействие на поверхность Плутона.
Наблюдения CRIRES также показывают, что метан является вторым наиболее распространенным газом в атмосфере Плутона, представляющим половину процента молекул. «Мы смогли показать, что эти количества метана играют решающую роль в процессах нагревания в атмосфере и могут объяснить повышенную температуру воздуха», - сказал Леллуш.
Две разные модели могут объяснить свойства атмосферы Плутона. В первом астрономы предполагают, что поверхность Плутона покрыта тонким слоем метана, который будет препятствовать сублимации азотных заморозков. Второй сценарий предполагает наличие чистых метановых пятен на поверхности.
«Различение между ними потребует дальнейшего изучения Плутона, поскольку он удаляется от Солнца», - говорит Леллуш. «И, конечно, космический зонд НАСА« Новые горизонты »также предоставит нам больше подсказок, когда он достигнет карликовой планеты в 2015 году».
РУКОВОДСТВО ИЗОБРАЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ: представление художника о том, как могла бы выглядеть поверхность Плутона, если бы на поверхности оставались пятна чистого метана. На расстоянии Плутона Солнце кажется примерно в 1000 раз слабее, чем на Земле. Кредит: ESO
Источник: ESO
