Плутон несомненно чрезвычайно холодная планета, однако последнее исследование показало, что температура его атмосферы немного теплее, чем считалось ранее.
Астрономы, использующие Большой Телескоп европейской Южной Обсерватории, неожиданно нашли большое количество метана в атмосфере Плутона, который очевидно помогает ей оставаться приблизительно на 40 градусов теплее, чем поверхность карликовой планеты. Атмосфера нагревается до -180 градусов Цельсия (-356 градусов по Фаренгейту), по сравнению с поверхностью, которая обычно имеет температуру -220 градусов Цельсия (-428 градусов по Фаренгейту).
“С большим количеством метана в атмосфере становится ясно, почему атмосфера Плутона такая теплая”, – говорит Эммануэль Леллуш (Emmanuel Lellouch) из Обсерватории Парижа во Франции. Леллуш является ведущим автором публикации с результатами исследований, которые находятся в журнале “Астрономия и Астрофизика”.
Плутон, размер которого примерно составляет пятую часть Земли, состоит прежде всего из скал и льда, его орбита приблизительно в 40 раз дальше от Солнца, чем орбита Земли.
Уже с 1980 годов было известно, что у Плутона есть тонкая, незначительная атмосфера. Азот, наряду со следами метана и вероятно угарного газа, вытеснен на поверхность планеты атмосферным давлением, которое приблизительно 0.015 мбар. Поскольку Плутон двигается от Солнца (248 годовых орбит), его атмосфера постепенно охлаждается и падает. В периоды, когда он ближе к Солнцу — как сейчас — температура поверхности Плутона нагревается, тем самым заставляя лед переходить в газ.
До недавнего времени могли быть изучены только верхние части атмосферы Плутона. Наблюдая звездные затенения — явление, которое происходит, когда тело Солнечной системы блокирует свет от второстепенной звезды — астрономы получили возможность продемонстрировать, что верхняя атмосфера Плутона была приблизительно на 50 градусов более теплой, чем поверхность. Эти наблюдения не могли пролить свет на температуру атмосферы и давление около поверхности Плутона. Но уникальные, новые наблюдения, сделанные с помощью CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES), приложенному к Большому Телескопу ESO, теперь показали, что у атмосферы в целом, а не только у верхней атмосферы, температура менее низкая чем у поверхности.
Обычно, воздух около поверхности Земли более теплый, чем воздух выше нее, в значительной степени потому что атмосфера нагрета снизу, поскольку солнечное излучение нагревает поверхность Земли, которая, в свою очередь, нагревает слой атмосферы непосредственно выше. При определенных условиях эта ситуация переворачивается так, что воздух около поверхности Земли становится более холодным. Метеорологи называют его слоем инверсии, и он может вызвать увеличение смога.
Больше всего, если не все, слои атмосферы Плутона таким образом подвергаются температурной инверсии: температура тем выше, чем выше в атмосфере. Изменение — приблизительно 3-15 градусов на километр (.62 мили). На Земле, при нормальных обстоятельствах, температура уменьшается примерно до 6 градусов на километр.
Причина, по которой поверхность Плутона является настолько холодной, связана с существованием атмосферы Плутона, и происходит из-за поверхностного льда; точно также как пот охлаждает тело, когда он испаряется на поверхности кожи, эта совокупность факторов имеет похожий охлаждающийся эффект на поверхность Плутона.
Наблюдения CRIRES также указывают, что метан — второй газ в атмосфере Плутона и представляет половину процента молекул. “Мы показали, что это количество метана играют важную роль в согревающих процессах в атмосфере и может объяснить немного более теплую температуру атмосферы”, – отмечает Леллуш.
Две различных модели могут объяснить свойства атмосферы Плутона. В первом случае астрономы предполагают, что поверхность Плутона покрыта тонким слоем метана, который предотвращает охлаждение от азота. Второй сценарий предполагает существование “метановых участков” на поверхности.
“Различия в этих двух точках зрения требуют дальнейшего исследования Плутона”, – говорит Леллуш. “И конечно, космический зонд New Horizons также предоставит нам больше подсказок, когда он достигнет этой карликовой планеты в 2015 году”.
Источник: ESO