Влияние метана на температуру атмосферы Плутона

Поверхность Плутона глазами художника

Поверхность Плутона глазами художника

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

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *