Земята и Плутон нямат много общо. Земята е жизнен, жив свят, докато Плутон е студен, далечен и безжизнен. Но едно нещо, което имат общо, е азотът. Земната атмосфера е около 78% азот, а основният компонент на Плутон също е азот, въпреки че точният процент не е ясен.
В Плутон, където повърхностната температура е около 42 Келвина (-231 Целзий), по-голямата част от този азот се замразява. Ново проучване казва, че замразеният азот на Плутон задвижва ветровете на планетата и оформя нейните характерни повърхности.
Преди космическият апарат на НАСА „Нови хоризонти“ да пристигне в Плутон, не знаехме много за планетата или нейните повърхностни характеристики. Когато космическият кораб пристигна през юли 2015 г., всички бяхме изненадани да открием, че Плутон е много по-активно място, отколкото си мислехме. Също така за първи път видяхме Томбо Реджио, голям, светло оцветен регион на повърхността на планетата.
Tombaugh Regio е много странно място за човешките очи. Той има два големи лоба, които го правят да изглежда като сърце, а астрономите понякога го наричат „Сърцето на Плутон“. Западният дял се нарича Sputnik Planitia и има 6200 метра високи планини (Tenzing Montes, преди Norgay Montes), направени от воден лед, и огромна равнина, покрита с азотен лед.
Нов документ казва, че огромното находище на азот в Sputnik Planitia задвижва ветровете на Плутон и оформя повърхността на планетата. Документът е озаглавен „Пулсиращото сърце на Плутон регулира атмосферната циркулация: резултат от висока разделителна способност и многогодишни симулации на климата.“ Публикувано е в Journal of Geophysical Research. Водещ автор е Тангуй Бертран, астрофизик и планетарен учен в изследователския център на Еймс на НАСА.
"Плутон има някаква загадка за всички."
Тангуи Бертран, водещ автор, изследователски център на Еймс
По-голямата част от тънката атмосфера на Плутон е азот, а също така има малки количества въглероден диоксид и метан. Огромно количество замразен азот седи в Sputnik Planitia, а през деня температурата се повишава достатъчно, за да го сублимира, превръщайки го в пари. През нощта процесът се обръща и азотът отново замръзва, падайки на повърхността. Всеки път, когато цикълът се повтаря, той действа като помпа или „сърдечен ритъм“, изпомпващ азотни ветрове около планетата.
Този вятър тече в обратна посока на въртенето на планетата и може да е причина за необичайни повърхностни характеристики на планетата. Докато тънкият, богат на азот вятър духа по повърхността, той транспортира топлина, зърна от лед и мъгляви частици, за да създаде тъмни ивици и равнини в северните и северозападните райони.
„Това подчертава факта, че атмосферата и ветровете на Плутон - дори ако плътността на атмосферата е много ниска - могат да повлияят на повърхността“, казва Тангю Бертран, астрофизик и планетарен учен в изследователския център на Еймс в Калифорния на НАСА и водещ автор на изследването.
Районът на Sputnik Planitia, или левият дял на сърцето на Плутон, е по-ниска кота от останалата част на планетата и в нея се съхранява по-голямата част от азота. Sputnik Planitia е леденият покрив на 1000 километра (620 мили), разположен в 3-километров (1,9 мили) дълбок басейн. Десният дял е предимно високопланински и азотни ледници.
„Преди New Horizons, всички мислеха, че Плутон ще бъде мрежова топка - напълно плоска, почти няма разнообразие“, казва Бертран в съобщение за пресата. „Но е съвсем различно. Има много различни пейзажи и се опитваме да разберем какво става там. "
Да се опише атмосферата на Плутон като тънка е подценяване. Той е около 100 000 пъти по-тънък от Земния И така, как вятърът в атмосфера, която тънка оформя пейзажа?
Екипът на Бертран взе данни от летенето на New Horizons на Плутон и след това създаде модел за прогноза за времето, за да симулира азотните ветрове.
Екипът установи, че ветровете над 4 км духа на запад, което е в обратна посока на въртенето на Плутон. Когато замразеният азот в Tombaugh Regio сублимира в пари на север, след което отново става лед на юг, това движение задейства западните ветрове. Тази ситуация вероятно е уникална в нашата Слънчева система, с възможното изключение на Тритон, луната на Нептун.
Учените откриха и друг вятър. Този е силен, бързо движещ се вятър близо до повърхността. Духа по западния край на басейна на Sputnik Planitia. На Земята има подобни модели на вятъра, които следват контурите на пейзажа.
Вятърът се задвижва от кондензацията на азотните пари обратно в лед, според проучването. Скалите на височина на Sputnik Planitia улавят студен въздух вътре в басейна. Докато циркулира там, той става по-силен.
Ако азотният пулс на Плутон задвижва тези ветрове, това може да обясни вятърните ивици и тъмните равнини западно от Sputnik Planitia. Ако ветровете носят достатъчно топлина за затопляне на повърхността, това може да причини ивици и равнини. Или може да отлага частици мъгла, които могат да потъмняват и ерозират леда. И ако вятърът духаше в обратна посока - което означава в същата посока като въртенето на Плутон - пейзажите биха могли да бъдат много различни.
"Sputnik Planitia може да е толкова важен за климата на Плутон, колкото океанът за климата на Земята", каза Бертран. „Ако премахнете Sputnik Planitia - ако премахнете сърцето на Плутон - няма да имате същия тираж“, добави той.
Най-известната характеристика на Плутон вероятно е острият терен. Острият терен представлява полета с назъбени сухоземни форми, направени от основно метан лед. Те са открити на голяма надморска височина близо до екватора. Възможно ли е те да са артефакт на биещото се от азот сърце на Плутон?
В своя труд изследователите казват „... по време на екваториално натрупване на CH4 (метан) лед, ретро въртенето и впръскването на студен богат на N2 въздух от Sputnik Planitia може да транспортира и изтласка газообразен CH4 на запад, така че да благоприятства натрупване на CH4 лед в най-западните географски дължини (тоест източно от Sputnik Planitia), което води до образуването на осеяния терен там. “
Те също така казват, че "... хребетите (" остриетата ") на отлаганията на релефа на терена показват доминираща N-S ориентация, която също може да произхожда отчасти от този особен режим на атмосферна циркулация."
Засега изглежда несигурно дали тези азотни ветрове могат да причинят осеяния терен. Екипът обаче възнамерява да опита и да разбере. „В бъдеще планираме да проучим допълнително тези идеи и да проучим процесите, водещи до тези надлъжни асиметрии и особени геоложки образувания, като използваме дългосрочни симулации на GCM с висока резолюция.“
В заключение авторите казват, че "Нашата работа потвърждава, че въпреки замръзналата повърхност и слабата атмосфера климатът на Плутон е забележително активен." Много по-активен, отколкото вероятно някой е мислил.
New Horizons не успя да влезе в орбита около Плутон. Това е трудно да се направи и това никога не е било неговата мисия. НАСА обмисля орбитатор на Плутон в бъдеще, но междувременно всичко, което научихме за ледената планета джудже, научихме от един самолет. Въпреки това научихме достатъчно, за да бъдем заинтригувани и да искаме да знаем повече за този завладяващ, загадъчен свят.
"Плутон има някаква загадка за всички", каза Бертран.
Повече ▼:
- Прессъобщение: ПЛЮТО ИЗСЛЕДНОТО СЪРЦЕ НАПРАВЯВА ВИНА
- Документ за изследване: Биещото сърце на Плутон регулира атмосферната циркулация 2: резултат от висока резолюция и 3 многогодишни симулации на климата
- Космическо списание: НАСА сега обмисля мисия на Плутон Орбитър
