Кредит за изображение: НАСА
Екип от астрономи от MIT съобщи днес, че атмосферата на Плутон се разширява, дори когато планетата се отдалечава от Слънцето по неговата елиптична орбита. Астрономите очакваха да открият обратната ситуация; атмосферата му ще се свие, когато се отдалечава от Слънцето, но е подобно на Земята, където ранният следобед е по-горещ от обяд, когато Слънцето е най-светло. Ако всичко върви добре, НАСА ще стартира мисията си New Horizons до 2006 г., за да достигне Плутон през 2015 г.
Атмосферата на Плутон се разширява, дори когато продължава по дългата си орбита далеч от слънцето, докладват екип от астрономи от MIT, Бостънския университет, Уилямс колеж, Помона колеж, Обсерваторията Лоуел и Университета Корнел в изданието от 10 юли на Nature.
Екипът, воден от Джеймс Елиът, професор по планетарна астрономия в MIT и директор на MIT? S обсерватория Уолъс, направи тази констатация, като наблюдаваше затъмняването на звезда, когато Плутон минаваше пред нея на 20 август 2002 г. изложени наблюдения, използващи осем телескопа в обсерваторията Мауна Кеа, Халеакала, Обсерватория Лик, Обсерватория Лоуел и Обсерватория Паломар.
Елиът каза, че новите резултати изглеждат противоположни, тъй като наблюдателите предполагат, че атмосферата на Плутон ще започне да се разпада, когато изстине. Всъщност температурата на алуминиевата атмосфера на Плутон се е повишила около 1 градус по Целзий, тъй като е била най-близо до слънцето през 1989 г.
Елиът приписва увеличението на същия ефект на изоставане, който изпитваме на Земята? Въпреки че слънцето е най-интензивно в най-високата си точка по обяд, най-горещата част от деня е около 3 ч. Тъй като годината на Плутон е равна на 248 земни години, 14 години след най-близкото приближаване на Плутон към Слънцето е като 1:15 ч. на земята. При скоростта на орбитата на Плутон може да отнеме още 10 години, за да се охлади и едва сега ще започне да се охлажда, когато мисията на НАСА „Нови хоризонти“ в Плутон, която трябва да бъде стартирана през 2006 г., я достигне през 2015 г.
Плутоновата атмосфера е предимно в равновесно налягане на парата с повърхностния й лед и следователно може да претърпи големи промени в налягането в отговор на малки промени в температурата на повърхностния лед. Когато ледената му повърхност става по-студена, тя се кондензира в свеж бял студ, който отразява повече от слънчевата топлина и става все по-студено. Докато космическата мръсотия и предмети се събират на повърхността му, тя потъмнява и абсорбира повече топлина, ускорявайки ефекта на затопляне. Плутон потъмнява от 1954 г.
"Данните от август 2002 г. ни позволиха да проучим много по-дълбоко в атмосферата на Плутон и ни дадоха по-точна картина на настъпилите промени", каза Елиът.
Орбитата на Плутон е много по-елиптична от тази на другите планети, а въртящата му ос е наклонена под голям ъгъл спрямо орбитата му. И двата фактора биха могли да допринесат за драстични сезонни промени.
От 1989 г. например положението на слънцето в небето на Плутон се е променило с повече от съответната промяна на Земята, което причинява разликата между зимата и пролетта. Атмосферната температура на Плутон варира между -235 и -170 градуса по Целзий, в зависимост от надморската височина.
Плутон има азотен лед на повърхността си, който може да се изпари в атмосферата, когато стане по-топло, причинявайки повишаване на повърхностното налягане. Ако наблюдаваното увеличение на атмосферата се отнася и за повърхностното налягане, което вероятно е така, това означава, че средната повърхностна температура на азотния лед върху Плутон се е увеличила малко повече от 1 градус по Целзий през последните 14 години.
ИЗСЛЕДВАНЕ НА АТМОСФЕРИ С ТЕНА
Изследователите изучават далечни предмети чрез окупации - подобни на затъмнение събития, при които тяло (в случая Плутон) преминава пред звезда, блокирайки светлината на звездата от поглед. Записвайки затъмняването на звездната светлина във времето, астрономите могат да изчислят плътността, налягането и температурата на атмосферата на Плутон.
Наблюдаването на две или повече окупации по различно време предоставя на изследователите информация за промените в атмосферата на планетата. Структурата и температурата на атмосферата на Плутон за първи път са определени по време на окултация през 1988 г. Краткият пропуск на Плутон пред друга звезда на 19 юли кара изследователите да смятат, че е в ход драстична атмосферна промяна, но не е ясно дали атмосферата беше затопляща или охлаждаща.
Данните, получени от тази окултация, когато Плутон премина пред звезда, известна като P131.1, доведоха до текущите резултати. „Това е първият път, когато една окултация ни позволи да проучим толкова дълбоко в атмосферата на Плутон с голям телескоп, който дава висока пространствена разделителна способност от няколко километра?“ - каза Елиът. Той се надява да използва този метод, за да изучава по-често Плутон и обектите на Койперския пояс в бъдеще.
МИСИЯ ДО ПЛУТО
НАСА наскоро разреши мисията на New Horizons Pluto-Kuiper Belt да започне изграждането на космически кораби и наземни системи. Мисията ще бъде първата за Плутон и Койперския пояс. Ричард П. Бинзел, професор по земни, атмосферни и планетарни науки (EAPS) в MIT, е съ-изследовател.
Планира се, че космическият апарат New Horizons ще стартира през януари 2006 г., замахвайки покрай Юпитер за усилване на гравитацията и научни проучвания през 2007 г., и ще достигне Плутон и Харон Луна на Плутон още през лятото на 2015 г. Плутон е единствената планета, която все още не е наблюдавана в близки разстояния , Тази мисия ще се стреми да отговори на въпроси за повърхностите, атмосферата, интериора и космическата среда на най-външната планета и нейната Луна на Слънчевата система.
Междувременно изследователите се надяват да използват SOFIA, 2.5-метров телескоп, монтиран в самолет, изграден от НАСА в сътрудничество с германската космическа агенция, започваща от 2005 г. най-добре наблюдавайте окултурите, предоставяйки висококачествени данни на много по-честа основа, отколкото е възможно, като използвате само наземни телескопи.
В допълнение към Елиът, съавторите на MIT са наскоро завършилата физика Кели Б. Кланси; аспиранти Сюзън Д. Керн и Майкъл Дж. Персън; скорошен възпитаник на MIT Colette V. Salyk; и аеронавтика и космонавтика старши Jing Jing Qu.
Сътрудниците на Уилямс колеж включваха Джей М. Пасахоф, професор по астрономия; Брайс А. Бабкок, персонал физик; Стивън В. Соуза, надзорен наблюдател; и студент Дейвид Р. Тихърст. Те използваха телескопа на Университета на Хавай на 13 800 фута надморска височина на хавайския вулкан Мауна Кеа и електронен детектор на Уилямс колеж, обикновено част от експедициите за затъмнение.
Сътрудници на колежа в помона са Алпер Атес и Бен Пенпрасе. Сътрудничка на университета в Бостън е Аманда Бош. Сътрудници на Обсерваторията Лоуел са Марк Бюи, Тед Дънъм, Стивън Айкенбери, Кати Олкин, Брайън У. Тейлър и Лорънс Васерман. Сътрудници на Boeing са Дойл Хол и Люис Робъртс.
Сътрудникът на инфрачервения телескоп на Обединеното кралство е Sandy K. Leggett. Сътрудници на американската военноморска обсерватория са Стивън Е. Левайн и Роналд К. Стоун. Сътрудник на Cornell е Dae-Sik Moon. Дейвид Осип и Джоана Е. Томас-Осип бяха в MIT и сега са в обсерваториите в Карнеги. Джон Т. Рейнер е в Инфрачервения телескоп на НАСА. Дейвид Толен е в Хавайския университет.
Тази работа се финансира от Research Corp., Югозападния изследователски институт, Националната научна фондация и НАСА.
Оригинален източник: MIT News Release
