Изображение предоставлено NASA
Команда астрономов из Массачусетского технологического института сообщила сегодня, что атмосфера Плутона расширяется, даже когда планета все дальше удаляется от Солнца на своей эллиптической орбите. Астрономы ожидали найти противоположную ситуацию; что его атмосфера будет уменьшаться по мере удаления от Солнца, но она похожа на Землю, где ранний день жарче, чем полдень, когда Солнце наиболее ярко. Если все пойдет хорошо, НАСА начнет свою миссию «Новые горизонты» к 2006 году, чтобы достичь Плутона в 2015 году.
Атмосфера Плутона расширяется, даже несмотря на то, что она продолжается на своей длинной орбите вдали от Солнца. Команда астрономов из Массачусетского технологического института, Бостонского университета, Уильямс-колледжа, Помонского колледжа, Обсерватории Лоуэлла и Корнелльского университета опубликовала доклад от 10 июля в журнале Nature.
Команда во главе с Джеймсом Эллиотом, профессором планетарной астрономии в Массачусетском технологическом институте и директором обсерватории Уоллеса в Массачусетском технологическом институте, сделала этот вывод, наблюдая затемнение звезды, когда Плутон проходил перед ней 20 августа 2002 года. наши наблюдения с использованием восьми телескопов в обсерватории Мауна-Кеа, Халеакала, обсерватории Лик, обсерватории Лоуэлла и Паломарской обсерватории.
Эллиот сказал, что новые результаты кажутся нелогичными, потому что наблюдатели предполагали, что атмосфера Плутона начнет разрушаться при охлаждении. На самом деле температура атмосферы Плутона, в основном азотной, увеличилась примерно на 1 градус Цельсия, поскольку она была ближе всего к Солнцу в 1989 году.
Эллиот связывает это с тем же эффектом запаздывания, который мы испытываем на Земле - даже несмотря на то, что солнце наиболее интенсивно в своей самой высокой точке в полдень, самая жаркая часть дня - около 3 часов вечера. Поскольку год Плутона равен 248 земным годам, 14 лет после ближайшего сближения Плутона с Солнцем составляют 1:15 вечера. на земле. При скорости орбиты Плутона может потребоваться еще 10 лет, чтобы остыть, и она только начнет охлаждаться, когда миссия НАСА «Новые горизонты» в Плутоне, которую планируется запустить в 2006 году, достигнет ее в 2015 году.
Атмосфера Плутона, преимущественно азотная, находится в равновесии давления пара со своим поверхностным льдом и поэтому может претерпевать большие изменения давления в ответ на небольшие изменения температуры поверхностного льда. Когда его ледяная поверхность становится холоднее, она конденсируется в свежий белый мороз, который отражает больше солнечного тепла и становится все холоднее. Поскольку космическая грязь и объекты накапливаются на его поверхности, она темнеет и поглощает больше тепла, ускоряя эффект согревания. Плутон потемнел с 1954 года.
«Данные за август 2002 года позволили нам гораздо глубже исследовать атмосферу Плутона и дали нам более точную картину произошедших изменений», - сказал Эллиот.
Орбита Плутона намного более эллиптическая, чем у других планет, и ее ось вращения наклонена на большой угол относительно ее орбиты. Оба фактора могут способствовать резким сезонным изменениям.
Например, с 1989 года положение солнца на небе Плутона изменилось более чем на соответствующее изменение на Земле, которое вызывает разницу между зимой и весной. Атмосферная температура Плутона колеблется от -235 до -170 градусов по Цельсию, в зависимости от высоты над поверхностью.
Плутон имеет на поверхности азотный лед, который может испаряться в атмосферу, когда становится теплее, вызывая повышение поверхностного давления. Если наблюдаемое увеличение атмосферы также относится к поверхностному давлению (что, вероятно, имеет место), это означает, что средняя температура поверхности азотного льда на Плутоне увеличилась чуть более чем на 1 градус Цельсия за последние 14 лет.
ИЗУЧЕНИЕ АТМОСФЕР С ТЕНЯМИ
Исследователи изучают далекие объекты через затмения - подобные затмениям события, когда тело (в данном случае Плутон) проходит перед звездой, блокируя свет звезды. Записывая затемнение звездного света с течением времени, астрономы могут рассчитать плотность, давление и температуру атмосферы Плутона.
Наблюдение за двумя или более затенениями в разное время предоставляет исследователям информацию об изменениях в атмосфере планеты. Структура и температура атмосферы Плутона были впервые определены во время затмения в 1988 году. Короткий проход Плутона перед другой звездой 19 июля привел исследователей к выводу, что происходит резкое изменение атмосферы, но неясно, атмосфера была потепление или охлаждение.
Данные, полученные в результате этого затмения, когда Плутон прошел перед звездой, известной как P131.1, привели к текущим результатам. «Это первый случай, когда затмение позволяет нам так глубоко исследовать атмосферу Плутона с помощью большого телескопа, который дает высокое пространственное разрешение в несколько километров». Эллиот сказал. Он надеется использовать этот метод для более частого изучения объектов Плутона и пояса Койпера в будущем.
МИССИЯ В ПЛУТО
Недавно НАСА санкционировало миссию Пояса Плутона-Койпера «Новые горизонты», чтобы начать строительство космических кораблей и наземных систем. Миссия будет первой для Плутона и пояса Койпера. Ричард П. Бинзел, профессор наук о Земле, атмосфере и планетах (EAPS) в MIT, является одним из исследователей.
Запуск космического корабля New Horizons запланирован на январь 2006 года, он пролетит мимо Юпитера для усиления гравитации и научных исследований в 2007 году и достигнет Плутона и Луны Харона Плутона уже летом 2015 года. Плутон - единственная планета, еще не наблюдавшаяся с близкого расстояния. , Эта миссия будет стремиться ответить на вопросы о поверхностях, атмосферах, интерьерах и космической среде самой внешней планеты Солнечной системы и ее луны.
Тем временем, исследователи надеются использовать SOFIA, 2,5-метровый телескоп, установленный на самолете, который НАСА строит в сотрудничестве с немецким космическим агентством, начиная с 2005 года. SOFIA сможет отправить в нужное место по всему миру, чтобы лучше всего наблюдать окклюзии, предоставляя высококачественные данные гораздо чаще, чем это возможно, используя только наземные телескопы.
В дополнение к Эллиоту соавторами MIT являются недавний выпускник факультета физики Келли Б. Клэнси; аспиранты Сьюзен Д. Керн и Майкл Дж. Персона; недавний выпускник MIT Колетта В. Салык; и аэронавтики и космонавтики старший Цзин Цзин Цюй.
Коллегами Уильямс-колледжа были Джей М. Пасахов, профессор астрономии; Брайс А. Бэбкок, штатный физик; Стивен В. Соуза, научный руководитель обсерватории; и студент Дэвид Р. Ticehurst. Они использовали телескоп Гавайского университета на высоте 13 800 футов над уровнем моря гавайского вулкана Мауна-Кеа и электронный детектор Уильямс-колледжа, обычно являющийся частью экспедиций затмения.
Коллегами Помонского колледжа являются Альпер Атес и Бен Пенпраз. Сотрудник Бостонского университета - Аманда Бош. Сотрудниками обсерватории Лоуэлл являются Марк Буй, Тед Данхэм, Стивен Эйкенберри, Кэти Олкин, Брайан У. Тейлор и Лоуренс Вассерман. Соавторы Boeing - Дойл Холл и Льюис Робертс.
Сотрудник по инфракрасному телескопу Соединенного Королевства - Сэнди К. Леггетт. Сотрудниками военно-морской обсерватории США являются Стивен Э. Левин и Рональд С. Стоун. Сотрудник Корнелла - Дэ Сик Мун. Дэвид Осип и Джоанна Э. Томас-Осип были в Массачусетском технологическом институте и сейчас в обсерваториях Карнеги. Джон Т. Рейнер работает в помещении инфракрасного телескопа НАСА. Дэвид Толен в Гавайском университете.
Эта работа финансируется Research Corp., Юго-Западным исследовательским институтом, Национальным научным фондом и НАСА.
Первоначальный источник: пресс-релиз MIT
