Plutos kulbrintedis holder dværgplaneten koldere end forventet

Gassammensætningen af ​​en planets atmosfære bestemmer generelt, hvor meget varme der bliver fanget i atmosfæren. For dværgplaneten Pluto, imidlertid, den forudsagte temperatur baseret på atmosfærens sammensætning var meget højere end de faktiske målinger taget af NASAs New Horizons-rumfartøj i 2015.

En ny undersøgelse offentliggjort 16. november i Natur foreslår en ny kølemekanisme styret af dispartikler for at tage højde for Plutos kolde atmosfære.

"Det har været et mysterium, siden vi første gang fik temperaturdata fra New Horizons, " sagde førsteforfatter Xi Zhang, assisterende professor i jord- og planetariske videnskaber ved UC Santa Cruz. "Pluto er det første planetariske legeme, vi kender til, hvor det atmosfæriske energibudget er domineret af fastfase-dispartikler i stedet for af gasser."

Kølemekanismen involverer absorption af varme af dispartiklerne, som derefter udsender infrarød stråling, afkøling af atmosfæren ved at udstråle energi ud i rummet. Resultatet er en atmosfærisk temperatur på omkring 70 Kelvin (minus 203 grader Celsius, eller minus 333 grader Fahrenheit), i stedet for de forudsagte 100 Kelvin (minus 173 Celsius, eller minus 280 grader Fahrenheit).

Ifølge Zhang, den overskydende infrarøde stråling fra dispartikler i Plutos atmosfære burde kunne detekteres af James Webb Space Telescope, tillader bekræftelse af hans teams hypotese efter teleskopets planlagte opsendelse i 2019.

Omfattende lag af atmosfærisk dis kan ses på billeder af Pluto taget af New Horizons. Disen skyldes kemiske reaktioner i den øvre atmosfære, hvor ultraviolet stråling fra solen ioniserer nitrogen og metan, som reagerer og danner bittesmå kulbrintepartikler, der er titusinder af nanometer i diameter. Når disse små partikler synker ned gennem atmosfæren, de klæber sammen for at danne aggregater, der vokser sig større, efterhånden som de falder ned, til sidst sætter sig på overfladen.

"Vi mener, at disse kulbrintepartikler er relateret til de rødlige og brunlige ting, der ses på billeder af Plutos overflade, " sagde Zhang.

Forskerne er interesserede i at studere virkningerne af dispartikler på den atmosfæriske energibalance i andre planetariske legemer, såsom Neptuns måne Triton og Saturns måne Titan. Deres resultater kan også være relevante for undersøgelser af exoplaneter med diset atmosfære.

Zhangs medforfattere er Darrell Strobel, en planetarisk videnskabsmand ved Johns Hopkins University og medforsker på New Horizons-missionen, og Hiroshi Imanaka, en videnskabsmand ved NASA Ames Research Center i Mountain View, der studerer kemien af ​​dispartikler i planetariske atmosfærer. Denne forskning blev finansieret af NASA.