Forskere bekræfter fald i Plutos atmosfæriske tæthed

Da Pluto passerede foran en stjerne natten til den 15. august, 2018, et team af astronomer ledet af Southwest Research Institute havde indsat teleskoper på adskillige steder i USA og Mexico for at observere Plutos atmosfære, da den kortvarigt blev oplyst af den velplacerede stjerne. Forskere brugte denne okkultationsbegivenhed til at måle den samlede overflod af Plutos spinkle atmosfære og fandt overbevisende beviser for, at den begynder at forsvinde, genfryser tilbage på sin overflade, når den bevæger sig længere væk fra Solen.

Okkulationen tog omkring to minutter, i løbet af hvilken tid stjernen forsvandt af syne, da Plutos atmosfære og faste legeme passerede foran den. Den hastighed, hvormed stjernen forsvandt og dukkede op igen, bestemte tæthedsprofilen for Plutos atmosfære.

"Forskere har brugt okkultationer til at overvåge ændringer i Plutos atmosfære siden 1988, " sagde Dr. Eliot Young, en senior program manager i SwRI's Space Science and Engineering Division. "New Horizons-missionen opnåede en fremragende tæthedsprofil fra sin forbiflyvning i 2015, i overensstemmelse med Plutos bulk atmosfære, der fordobles hvert årti, men vores 2018-observationer viser ikke, at tendensen fortsætter fra 2015."

Adskillige teleskoper placeret nær midten af ​​skyggens vej observerede et fænomen kaldet et "centralt blitz, " forårsaget af Plutos atmosfære, der bryder lys ind i et område i midten af ​​skyggen. Når man måler en okkultation omkring et objekt med en atmosfære, lyset dæmpes, når det passerer gennem atmosfæren og vender derefter gradvist tilbage. Dette giver en moderat hældning i hver ende af den U-formede lyskurve. I 2018, brydning af Plutos atmosfære skabte en central flash nær midten af ​​dens skygge, gør det til en W-formet kurve.

"Det centrale glimt set i 2018 var langt det stærkeste, nogen nogensinde har set i en Pluto-okkultation, " sagde Young. "Det centrale blink giver os meget nøjagtig viden om Plutos skyggesti på Jorden."

Ligesom Jorden, Plutos atmosfære er overvejende nitrogen. I modsætning til Jorden, Plutos atmosfære understøttes af damptrykket fra dens overfladeis, hvilket betyder, at små ændringer i overfladeistemperaturer ville resultere i store ændringer i dens atmosfæres massefylde. Pluto tager 248 jordår at fuldføre en hel bane omkring Solen, og dens afstand varierer fra dets nærmeste punkt, omkring 30 astronomiske enheder fra Solen (1 AU er afstanden fra Jorden til Solen), til 50 AU fra Solen.

I det sidste kvarte århundrede, Pluto har modtaget mindre og mindre sollys, efterhånden som den bevæger sig længere væk fra Solen, men, indtil 2018, dets overfladetryk og atmosfæriske tæthed fortsatte med at stige. Forskere tilskrev dette til et fænomen kendt som termisk inerti.

"En analogi til dette er den måde, solen opvarmer sand på en strand på, " sagde SwRI Staff Scientist Dr. Leslie Young, der har specialiseret sig i at modellere samspillet mellem overflader og atmosfærer af iskolde legemer i det ydre solsystem. "Sollyset er mest intenst ved middagstid, men sandet fortsætter så med at suge varmen til sig i løbet af eftermiddagen, så det er varmest sidst på eftermiddagen. Den fortsatte vedholdenhed af Plutos atmosfære tyder på, at nitrogenis-reservoirer på Plutos overflade blev holdt varme af lagret varme under overfladen. De nye data tyder på, at de begynder at køle af."|

Det største kendte nitrogenreservoir er Sputnik Planitia, en lys gletsjer, der udgør den vestlige lap af den hjerteformede Tombaugh Regio. Dataene vil hjælpe atmosfæriske modelbyggere med at forbedre deres forståelse af Plutos underjordiske lag, især med hensyn til sammensætninger, der er kompatible med de observerede grænser for varmeoverførsel.

Eliot Young vil diskutere disse resultater på en pressekonference mandag, 4. oktober, på 53 ^rd American Astronomical Society Division for Planetary Sciences årsmøde.