Nem omlik össze a Pluto légköre

1299

Eddig úgy tűnt, a Pluto elnyúlt pályája miatt a légköre télen összeomlik és kifagy a felszínre, ám új megfigyelések alapján a törpebolygó képes annyi hőt elraktározni, hogy ezt elkerülje.

A Pluto meglehetősen elnyúlt pályán mozog a Nap körül, ami alapvetően meghatározza a felszíni hőmérsékletét és éghajlati viszonyait. 248 földi évet kitevő keringése alatt a beérkező napsugárzás a háromszorosára erősödik, majd csökken, ahogy közelebb, később pedig távolabb kerül a Naptól. Ha elég közel van, a felszínén, elsősorban feltehetően a sarki jégsapkákban tárolt nitrogén elpárolog és légkört von a törpebolygó köré. Ugyanakkor az eddigi elképzelések szerint ahogy eltávolodik a Naptól, és a felszíne lehűl, a vékony légkör előbb-utóbb összeomlik és a nitrogén visszafagy a felszínre. A hosszú plutói év miatt ezt ténylegesen még nem tudtuk megfigyelni, hisz a Plutót magát is csak 83 éve ismerjük.

Nem mindenki értett azonban ezzel egyet. A légkör kifagyását az határozza meg, milyen gyorsan hűl ki maga a törpebolygó. A nyár folyamán az egész bolygótest felmelegszik: ha elég sokáig képes ezt a hőt megőrizni, a légkör, ha megritkulva is, de átvészeli a telet. A fő kérdés tehát a Pluto egészének hőtehetetlensége, vagyis hogy mennyi hőt tud eltárolni, és az milyen lassan jut ki a felszínére. A hőtehetetlenséget azonban nem olyan egyszerű meghatározni: ehhez időről időre meg kell mérni a légkör vastagságát. Erre pedig csillagfedések adnak lehetőséget.

20120917_plutolegkor_kep1

A Pluto által okozott csillagfedés, felgyorsítva. Mivel a törpebolygó nagyon távol van és lassan mozog az égen, a képe végig összeolvad a háttércsillagéval. Animáció: Alex Harrison Parker (CfA).

A Pluto legutóbbi csillagfedése idén május 4-én zajlott. Az eseményre a bolygó számos pontján lévő távcsővel készültek, a Kanári-szigetektől az Egyesült Államokon át Chiléig és Ausztráliáig, mert egy ilyen apró és távoli égitest esetén nehéz megmondani, hogy az árnyéka hol is fog a földgömbön végighaladni. Végül a dél-amerikaiak, mint a chilei Cerro Tololo obszervatórium jártak sikerrel, és több távcsővel is rögzítették, ahogy a törpebolygó eltakarja a csillagot.

A megfigyelések megerősítették, hogy a Pluto alsólégkörében vagy igen gyorsan változik a hőmérséklet a magassággal, vagy pedig egy páraréteg található ott (vagy akár mindkét jelenség egyszerre van jelen). A felsőlégkörben, kb. 100 km magasan már nincs jelentős hőmérséklet-változás: ezen a magasságon a modellek szerint 2,7 mikrobar nyomást és 113 K hőmérsékletet mérnénk. A nyomás- és hőmérséklet-értékek 1988 óta minden csillagfedés alkalmával nőttek: ez pedig csak akkor lehetséges, ha a légkör stabil, és sosem omlik össze a plutói év során.

20120917_plutolegkor_kep2

Az eddigi csillagfedésekből mért légnyomás-adatok (pontok) és a különböző modellszámítások. Az A esetben nem omlik össze a légkör, a B és C esetben pedig igen. A pontok egyértelműen az A szcenárióhoz illeszkednek.

Az adatok alapján a Pluto hőtehetetlensége is nagyobb, mint eddig a kutatók feltételezték. A korábbi megfigyelések a nappal-éjszaka közti változásokra koncentráltak, de ilyen rövid távon csak a felszín alatti egy méteres mélység hőtehetetlensége a meghatározó. Az alsóbb rétegeket csak hosszabb, évszakos változások alapján lehet elérni. A vastag légkör alapján a Pluto hőtehetetlensége sokkal jelentősebb a törpebolygó belsejében (kb. 100 m mélyen), mint a felszínen. Ez egyébként pontosan így van a Neptunusz óriásholdja, a Triton esetében is, vagyis a két égitest hasonló belső felépítésű lehet.

A plusz hőtehetetlenség drámai hatással van a légkörre: segítségével az a Pluto egész keringése alatt fennmaradhat. Az elképzelés helyességét a 2015-ben a törpebolygó mellett elrepülő New Horizons űrszonda fogja először alaposan megvizsgálni, feltérképezve a nitrogénjég eloszlását, a felszín és a légkör anyagösszetételét és a légkör felépítését. Később pedig további csillagfedések megfigyelésével lehet követni a Pluto atmoszférájának változásait: a modellek alapján 2020 és 2040 között éri el a légköri nyomás a maximumát ezen a távoli égitesten.

Forrás: The Physics Arxiv blog.

Hozzászólás

hozzászólás