A Plútó légköre

A Plútó légköre  egy ritka gázréteg , amely körülveszi a Plútót . Felületéről elpárolgó anyagokból áll: nitrogénből (N 2 ) metán (CH 4 ) és szén-monoxid (CO) szennyeződésekkel [1] [2] . Réteges ködöt tartalmaz, amely valószínűleg összetettebb vegyületekből áll, amelyek ezekből a gázokból nagy energiájú sugárzás hatására képződnek [3] . Figyelemre méltó az erős és nem teljesen megmagyarázott évszakos változások, amelyeket a Plútó keringési és tengelyirányú forgásának sajátosságai okoznak [1] .

A légkör nyomása a Plútó felszíne közelében 2015-ben körülbelül 1 Pa (10 μbar ) , ami körülbelül 100 000 - szer kisebb, mint a Földön . A felszín hőmérséklete 40-60 K [1] , de a metán által keltett üvegházhatás miatt gyorsan növekszik a magassággal . 20-30 km magasságban a hőmérséklet eléri a 110 K -t , majd lassan csökken [4] [5] .

A Plútó az egyetlen transz-neptunikus objektum , amelynek légköre van [4] . Legközelebbi analógja a Triton atmoszférája , sőt bizonyos szempontból a Mars légkörére is hasonlít [6] [7] .

A Plútó légkörét az 1980-as évek óta tanulmányozzák a csillagok okkultációinak földi megfigyeléseivel [8] [9] , valamint spektroszkópiai módszerekkel [10] . 2015-ben közelről vizsgálta a New Horizons űrszonda [2] [5] .

Összetétel

A Plútó légkörének fő összetevője a nitrogén . A metántartalom a New Horizons apparátus mérései szerint 0,25% [2] (földi megfigyelések szerint 2008-ban 0,4-0,6%-os [11] , míg 0,3-0,4% -os értékeket kaptak 2008-ban . 2012 [6] ). A szén-monoxid -tartalomra 0,025-0,15% (2010) [12] és 0,05-0,075% (2015) [13] becslések születtek földi megfigyelésekből . A nagyenergiájú kozmikus sugárzás hatására ezek a gázok bonyolultabb vegyületeket képeznek, amelyek a Plútó felszíni hőmérsékletén nem illékonyak [14] [15] , és fokozatosan leülepednek rá. Ezek közé tartozik az etán (C 2 H 6 ), az etilén (C 2 H 4 ), az acetilén (C 2 H 2 ), a nehezebb szénhidrogének és nitrilek [3] [16] [17] , a hidrogén-cianid (HCN) [18] , és a tholin makromolekuláris vegyületei is , amelyek a Plútónak (valamint a külső naprendszer néhány más testének) barnás színt adnak [2] [19] . Az etilénre és az acetilénre a New Horizons adatai szerint készült tartalombecslések: 0,0001%, illetve 0,0003% [2] .

A Plútó légkörének legillékonyabb összetevője a nitrogén, a következő a szén-monoxid, a harmadik legillékonyabb a metán. Az illékonyság mutatója a telítési gőznyomás . 40 K hőmérsékleten (közel a Plútó felszínének minimális értékéhez [1] ) ez körülbelül 10 Pa a nitrogénnél, 1 Pa a szén-monoxidnál és 0,001 Pa a metánnál. A hőmérséklet emelkedésével a telített gőznyomás gyorsan növekszik, és 60 K -en (közel a maximális értékhez) [1] megközelíti az 10000 Pa -t , 3000 Pa -t és a 10 Pa - t. A metánnál nehezebb szénhidrogének, valamint a szén-dioxid esetében ez elhanyagolható marad (nagyságrendileg 10-5 Pa vagy még ennél is kisebb), ami azt jelenti, hogy a Plútó körülményei között gyakorlatilag nincs illékonyságuk (legalábbis a hideg alsó rétegekben). légkör). A víz , az ammónia és a hidrogén -cianid még 100 K hőmérsékleten sem illékony , jellemző a felső légkörre [15] [14] .

A Plútó légkörének kisebb összetevőinél nagyobb eltérésekre számíthatunk az egyensúlytól a felszínen lévő jéggel, mint a nitrogén esetében, valamint nagyobb időbeli és térbeli koncentráció-ingadozásokra. Azonban legalábbis a metán esetében nem lehetett megbízhatóan kimutatni a függését sem a magasságtól (legalább 20-30 km-en belül a felszíntől), sem a hosszúságtól, sem az időtől [6] [20] . De a Plútónak a Napból való eltávolításával a metán abszolút és relatív mennyiségének is csökkennie kell, amint azt a nitrogén-fugacitásának a hőmérséklettől való függése jelzi [15] [20] [21] . Figyelemre méltó, hogy a metán megfigyelt koncentrációja két nagyságrenddel magasabb, mint a Raoult-törvény által a felszíni jégben való koncentrációja, valamint a metán és a nitrogén telített gőznyomásának aránya alapján számított érték [6] [22] . Ennek az eltérésnek az okai nem ismertek. Előfordulhat a felszínen viszonylag tiszta metánjég különálló régióinak megléte, vagy a közönséges vegyes jég felszíni rétegének megnövekedett metántartalma miatt [6] [21] .

A napfény mennyiségének szezonális változása a felszíni jég vándorlásához vezet: helyenként a jég szublimál, másutt lecsapódik. Egyes becslések szerint a jégvastagság ingadozása egy méter nagyságrendű [9] . Ez (a szögváltozással együtt) jelentős változásokhoz vezet a Plútó fényességében és színében [6] .

A metán és a szén-monoxid alacsony tartalmuk ellenére jelentősen befolyásolja a légkör hőmérsékletét: a metán az üvegházhatás miatt nagymértékben növeli [11] , a szén-monoxid pedig az üvegházhatást gátló hatás miatt csökkenti (bár ennek a lehűlésnek a nagysága) nem ismert pontosan) [4] [12] .

Haze

A New Horizons űrszonda kék réteges ködöt fedezett fel a Plútó légkörében, amely az egész törpebolygót beborítja. A képeken több mint 200 km - es magasságig látható, ultraibolya spektrométerrel pedig 300 km -es szintig regisztrálták [24] . A legjobb képek körülbelül 20 réteget mutatnak. Vízszintes kiterjedésük meghaladja az 1000 km-t; ugyanazon réteg magassága különböző helyeken eltérő lehet [5] . Az északi sarkvidék felett a pára 2-3-szor sűrűbb, mint az egyenlítői régió felett [24] . A rétegek vastagsága 1-től több mint 10 km -ig terjed [24] , a köztük lévő függőleges távolság pedig körülbelül 10 km [5] .

Az atmoszféra nagyon alacsony sűrűsége ellenére a köd meglehetősen észrevehető: az általa szórt fénynek köszönhetően még a Plútó éjszakai oldalának néhány részletét is sikerült megörökíteni [25] . A ködön helyenként hosszú árnyékok látszanak a hegyek felől [24] . Normál optikai vastagságára a becslések szerint 0,004 [2] vagy 0,013 [5] (tehát a benne lévő függőleges fénysugarat gyengíti vagy -val; egy sugárnyaláb esetében a csillapítás sokkal nagyobb). A ködmagasság skála (az a magasság, amelynél sűrűsége e -szeresére csökken ) 45-55 km [2] [5] , ami megközelítőleg egybeesik a légkör középső részének nyomásmagasság-skálájával [8] . 100-200 km magasságban 30 km-re csökken [5] .

A homályos részecskék mérete nem tisztázott. A kék szín 10  nm -es nagyságrendű részecske sugarat jelez , de a különböző fázisszögeknél a fényesség aránya  100 nm-nél nagyobb sugarat jelez. Ez az eltérés a kis (tíz nm-es) részecskék nagyobb (több száz nm-es) képződményekké való adhéziójával magyarázható [5] . Az ilyen aggregátumok jellemző méretét 45 km magasságban 150 nm -re becsülik [26] .

Valószínűleg a köd nem illékony anyagok részecskéiből áll, amelyek légköri gázokból kozmikus sugarak hatására képződnek, és fokozatosan ülepednek a felszínre [2] [3] [27] . A letelepedési időt földi napokban vagy hetekben mérik [24] . A homályos rétegződést gravitációs hullámok magyarázzák (létezésüket a bevonatok megfigyelései igazolják ) [28] [2] . Hullámokat pedig a Plútó egyenetlen felszínén átfújó szél hozhat létre [5] .

Valószínűleg a pára okozza a törést a napsugárzás intenzitásának időfüggőségének görbéjében, amelyet a New Horizons készülék a Plútó árnyékán átrepülve kapott: 150 km alatt a légkör sokkal erősebben nyel el, mint nagy magasságban. Hasonló törést figyeltek meg a csillagok 1988-as okkultációja során is, és kezdetben szintén a fény köd okozta gyengülésével magyarázták [29] , de a New Horizons adatainak megjelenése után kiderült, hogy ez elsősorban azért keletkezett. a hőmérséklet gyors növekedéséhez a magassággal az alsóbb rétegek légkörében [24] . A csillagok további okkultációjával (amikor a Plútó légköre már ≥2-szer sűrűbb volt) ez a törés szinte vagy teljesen hiányzott [4] [8] [30] [1] .

A 2002-es tudósítás során a köd egy másik gyanús jelét is megfigyelték. Amikor a Plútó már befedte a csillagot, fényének egy része a légkörében bekövetkező fénytörés miatt mégis elérte a Földet, és kiderült, hogy ennek a sugárzásnak az intenzitása a hullámhosszal nő [comm. 1] [31] . Ezt meglehetősen megbízható bizonyítéknak tekintették [6] [32] az aeroszolok fényszórásáról (hasonlóan a felkelő Nap vöröslő hatásához). De a későbbi tudósítások során (beleértve a 2015. június 29-ét is) ez a funkció nem volt jelen [6] [32] , és 2015. július 14-én a New Horizons apparátusa megállapította, hogy a köd színe kék [33] .

A New Horizons űrszonda egyes képei lehetséges felhőket mutattak [34] .

Hőmérséklet és termikus szerkezet

A Plútónak alig van troposzférája, vagy nincs troposzférája : a New Horizons megfigyelései csak egy vékony troposzféra határréteget jeleznek [2] . Határai között a hőmérséklet viszonylag állandó [5] . Úgy észlelték, hogy rádióhullámokkal pásztázták a légkört a New Horizons készülékkel, és akkor rögzítették, amikor a szonda belépett a Plútóba, de nem amikor elhagyta. Ennek a rétegnek a vastagsága 4 km , a hőmérséklete 37 ± 3 K volt (ezen a hőmérsékleten egyenlő a telített nitrogéngőz nyomása a megfigyelt légköri nyomással). Talán a határréteg olyan gázból áll, amely nemrég párolog el a felszínről, és még nem keveredett a légkör többi részével. Ezt jelzi, hogy ezt a réteget a Szputnyik-síkság , az illékony jég nagy tározójának vidékén figyelték meg . A párolgásnak a megfigyelések során vagy röviddel előtte kellett volna megtörténnie - a számítások azt mutatják, hogy megújulás nélkül ez a réteg legfeljebb 2 földi évig létezett volna [5] .

E réteg felett található a sztratoszféra  , egy olyan régió, ahol a hőmérséklet a magassággal gyorsan emelkedik. A növekedés üteme a különböző helyeken jelentősen eltér: amikor az apparátus belép a Plútóba, 6,4 ± 0,9 értéket kapott , távozásakor pedig 3,4 ± 0,9 K /km (adat a sztratoszféra alsó 10 km-ére) [5] . A földi megfigyelések alapján ezt az értéket km-enként 2,2, [8] 3-15 [11] vagy 5,5 [6] fokra becsülték. A hőmérséklet-emelkedés a metán okozta üvegházhatás következménye. Az átlagos felszíni hőmérséklet 42±4 K (2005-ben mérve), [35] a légkör átlagos hőmérséklete 90+25
−18K (2008) [11] [12] [36] .

20-40 km magasságban a hőmérséklet eléri a maximumot ( 100-110 K ; sztratopauza ), majd lassan csökken (kb. 0,2 K/km ; [4] mezoszféra ) [4] [6] [8] . A csökkenés okai tisztázatlanok; ennek oka lehet az acetilén, a hidrogén-cianid [5] [4] és (vagy) a szén-monoxid [12] hűtő hatása . 500 km-nél nagyobb magasságban a hőmérséklet a 70 K -t elérve állandóvá válik [5] .

A légkör középső-felső rétegeinek hőmérséklete a csillagok okkultációinak megfigyelései szerint nem mutat észrevehető változást az idő múlásával. 1988-ban, 2002-ben és 2006-ban a hibán belül azonos volt, és 100 K -nak felelt meg (kb. 10 K bizonytalansággal ), a kétszeres nyomásváltozás ellenére [31] [8] . Szintén nincs jelentős függés a szélességtől vagy a napszaktól: a hőmérséklet a teljes felületen azonos. Ez összhangban van a légkör gyors keveredését jósló elméleti megállapításokkal [6] . Másrészt a New Horizons űrszonda 2015-ben észrevehető különbségeket talált a hőmérséklet-magasság görbéi között a Plútó különböző oldalain [5] . Ezenkívül bizonyíték van kis függőleges hőmérsékleti inhomogenitások jelenlétére. Éles, rövid fénykitörésként jelennek meg a csillagok okkultációja során [30] . Az inhomogenitások amplitúdóját több kilométeres skálán 0,5-0,8 K - re becsülik . Létrehozhatják őket légköri gravitációs hullámok, vagy konvekció vagy szél által keltett turbulencia [30] .

A légkörrel való kölcsönhatás jelentősen befolyásolja a felszíni hőmérsékletet. A számítások azt mutatják, hogy a légkör a nagyon alacsony nyomás ellenére jelentősen ki tudja simítani a napi hőmérséklet-ingadozásokat [37] . De még mindig körülbelül 20 K hőmérséklet-ingadozások maradnak, részben a jégszublimáció  miatti felületi lehűlés miatt [1] .

Nyomás

A Plútó légkörének nyomása nagyon alacsony, és az idő függvényében nagyon változó. A Plútó csillagok okkultációinak megfigyelései azt mutatják, hogy 1988 és 2015 között megháromszorozódott, bár 1989 óta a Plútó távolodik a Naptól [38] [9] [37] [39] . Ennek valószínűleg az az oka, hogy 1987-ben az északi (pontosabban „pozitív”) [comm. 2] a Plútó pólusánál eljött a sarki nap, ami megnöveli a nitrogén elpárolgását az északi féltekéről [30] [41] [comm. 3] , és a déli féltekén még mindig túl meleg a kondenzáció [9] . Az okkultációk megfigyeléséből nehéz kiszámítani az abszolút felszíni nyomásokat, mivel ezek a megfigyelések általában nem adnak információt a légkör legalsó rétegeiről. Ezért a felszínközeli nyomásra vonatkozó adatokat a nyomás magasságtól való függéséből kell extrapolálni, de ez nem ismert pontosan, mivel a magassággal a hőmérséklet változásának természetétől függ. Ezenkívül ismernie kell a Plútó sugarát, amely 2015-ig rosszul volt ismert. Ezért a pontos nyomásértékeket a Plútó felszíne közelében nem lehetett korábban meghatározni. Egyes lefedettségekkel 1988-tól kezdődően a nyomást a Plútó középpontjától 1275 km -re határozták meg (mint később kiderült, ez 88±4 km-re van a felszíntől) [4] [9] [37] .

Az 1988-as és 2002-es okkultáció megfigyeléséből [30] a nyomás függvényében a középponttól való távolság függvényében a Plútó sugarának modern értékével ( 1187±4 km [2] ) kombinálva 0,4 Pa nyomásértéket adnak 1988-ban és 1,0 Pa 2002-re. A spektrális adatok 2008-ban 0,94 Pa , 2012-ben pedig 1,23 Pa értékeket adtak a középponttól 1188 km -re (a felszíntől 1±4 km-re) [6] . A 2013. május 4-i borítás ismét szinte a felszíni szintre (középponttól 1190 km, felszíntől 3±4 km) adott értéket: 1,13±0,007 Pa [6] . A 2015. június 29/30-i lefedettség, mindössze 2 héttel a New Horizons megközelítése előtt, 1,3 ± 0,1 Pa felületi nyomást adott [38] .

Az első közvetlen és megbízható adatokat a Plútó légkörének legalsó rétegeiről úgy szerezték meg, hogy 2015. július 14-én a New Horizons űrszonda segítségével rádióhullámokkal átvilágították. A felszín közelében lévő nyomást 1 Pa -ra becsülik ( 1,1±0,1 , amikor a jármű belép a Plútóba, és 1,0±0,1 , amikor elhagyja) [5] . Ez nagyjából megegyezik az előző néhány év okkultációinak megfigyeléseivel [5] , bár egyes, ugyanazon megfigyeléseken alapuló számítások kétszer magasabb becsléseket adtak [2] [42] [3] .

A Plútó atmoszférájában a nyomás magassági skálája jelentősen változik a magassággal (más szóval a nyomás-magasság nem exponenciális ). Ez annak köszönhető, hogy a hőmérséklet jelentős mértékben függ a magasságtól. A légkör legalsó rétegeiben a magassági skála körülbelül 17 [20] –19 [7] km , 30–100 km magasságban  pedig 50–70 km [5] [8] [29] .

Szezonális változások

Az aphelionnál a pálya excentricitása miatt a Plútó 2,8-szor kevesebb hőt kap, mint a perihéliumnál [comm. 4] . Ez jelentős változásokat fog okozni a légkörében, de sok minden még tisztázatlan a részletekben. Eredetileg úgy gondolták, hogy az aphelionban a légkör szinte teljesen megfagy, és a felszínre zuhan (ezt az is jelzi, hogy a komponensek gőznyomása erősen függ a hőmérséklettől), de a részletesebb modellek azt jósolják, hogy a Plútó egész évben észrevehető légkörrel rendelkezik [ 1] [9] .

A Plútó utolsó perihéliumi tranzitja 1989. szeptember 5-én történt [1] . 2019-től távolodik a Naptól, és általános megvilágítása csökken. A helyzetet azonban bonyolítja a forgástengely nagy dőlése (122,5° [43] ), ami miatt a Plútó felszínének nagy részén hosszú poláris nappalok és éjszakák léteznek . Nem sokkal a perihélium áthaladása előtt, 1987. december 16-án napéjegyenlőség következett be a Plúton [17] , és északi (pozitív) pólusa a sarki éjszakából emelkedett ki, amely 124 földi évig tartott.

A 2014-től rendelkezésre álló adatok a következő modellt hozták létre a Plútó légkörének évszakos változásairól. Az aphelion átvonulása során (utoljára 1865-ben) jelentős mennyiségű illékony jég volt mind az északi, mind a déli féltekén. Körülbelül ugyanebben az időben napéjegyenlőség következett be a Plúton, és déli féltekét a Nap felé fordította. A fagyott gázok elkezdtek bejutni az északi féltekére, és 1900 körül a déli félteke nagyrészt elvesztette őket. A következő napéjegyenlőség (1987) után elfordult a Naptól. De ekkorra a felülete jelentősen felmelegedett, és a nagy hőtehetetlenség (amelyet a nem illékony vízjég biztosított) nem tette lehetővé, hogy gyorsan lehűljön. Ezért az északi féltekéről akkoriban intenzíven párologtató gázok nem tudtak azonos ütemben lecsapódni a déli féltekén, és elkezdtek felhalmozódni a légkörben, növelve a nyomást. 2035–2050 -ben a déli félteke kellően lehűl a gázok intenzív kondenzációjához, vándorlásuk északról indul meg, ahol folytatódik a sarki nap. Ez a napéjegyenlőségig tart, nagyjából egybeesik az aphelion átvonulásával (kb. 2113). Az északi félteke nem veszíti el teljesen az illékony jeget, párolgásuk pedig az aphelion közelében is fenntartja a légkör létezését. A légköri nyomás szezonális változása ebben a modellben körülbelül 4-szeres; a minimumot 1970–1980 - ban érték el , a maximumot pedig 2030 körül. A maximális hőmérséklet-változás csak néhány fok [9] .

Légköri szórás

A New Horizons űrszonda adatai azt mutatták, hogy a Plútó atmoszférája körülbelül 1×10 23 nitrogénmolekulát és 5×10 25 metánmolekulát veszít másodpercenként. Ez több centiméternyi nitrogénjég és több tíz méternyi metánjég elvesztésének felel meg a Naprendszer fennállása során [5] .

A New Horizons mérései előtt a Plútó felső légkörének hőmérsékletét magasabbnak tartották, és ez igen nagy mértékű légköri disszipációt eredményezett [21] [1] . Vesztésének sebességét másodpercenként 10 27-10 28 molekula ( 50-500 kg ) nitrogénre becsülték . Ilyen sebesség mellett a Naprendszer fennállása alatt egy több száz vagy több ezer méter vastag felszíni réteg párolog el [44] [1] [7]

A Charon , a Plútó legnagyobb holdja ( a Mordor-folt ) északi pólusán lévő vörösesbarna folt tholinokból állhat, amelyek  a Plútó légköréből elvesztett gázokból képződnek összetett szerves vegyületek. A modellezés azt mutatja, hogy ezeknek a gázoknak körülbelül 2,5%-ának a Charonra kell esnie [45] [46] .

Kölcsönhatás a napszéllel

Azokat a molekulákat, amelyek sebessége elegendő a világűrbe való kijutáshoz, a nap ultraibolya sugárzása ionizálja. Amikor a napszél ezekben az ionokban gazdag területtel találkozik, lelassul, oldalra elhajlik, és esetleg lökéshullámot képez a Plútó előtt. Az ionokat a napszél viszi magával, és hosszú ion- vagy plazmafarkot képeznek a Plútó mögött. A Plútó mögött a napszél áramlásában egy legalább 100 000 km hosszú üreg marad , amelyet viszonylag hideg ionizált nitrogén tölt meg. Ezt a napszél részecskéinek paramétereit mérő Solar Wind around Pluto (SWAP) műszer fedezte fel azon a New Horizons űrszondán, amely ezen az üregen átrepült [47] .

A Plútó légkörének és a napszél kölcsönhatási tartománya a Nap oldaláról körülbelül 6 Plútó sugara (7 ezer km), az ellenkező oldalon pedig több mint 400 Plútó sugara (500 ezer km) található. Ezek a becslések arra a régióra vonatkoznak, ahol a napszél 20%-kal lelassul [48] .

2014-2015-ben a Chandra űrteleszkóp segítségével a Plútó gyenge röntgensugárzását észlelték lágy röntgensugárzásban (310-600 eV ). Feltételezzük, hogy a légköri gázok és a napszél kölcsönhatásából adódik [50] [49] .

Tanulmánytörténet

Gerard Kuiper [51] már az 1940-es években egy légkör jelenlétére utaló jeleket keresett a Plútó spektrumában , de sikertelenül [10] . Az 1970-es években egyes csillagászok sűrű légkör jelenlétét, sőt neonóceánok jelenlétét feltételezték, és azt hitték, hogy ez az egyetlen olyan gáz a Naprendszerben, amely nem fagy meg és nem oszlik el az űrben a Plútó körülményei között. De ez a hipotézis a Plútó erősen túlbecsült tömegén alapult [52] . Atmoszférájáról és felszíni összetételéről akkor még nem voltak megfigyelési adatok [10] .

A légkör jelenlétének első erős, bár közvetett jele 1976-ban jelent meg. A 4 méteres Mayall teleszkóppal végzett infravörös fotometriai vizsgálat metánjeget tárt fel a Plútó felszínén [53] , amely az ott várható hőmérsékleten érezhetően elpárolog [1] .

A Plútó légkörének létezését a csillagok általi okkultációjának megfigyelésével lehetett igazolni. Ha egy csillagot légkör nélküli tárgy fed le, akkor a fénye hirtelen eltűnik, és ha a Plútó - fokozatosan. A fénycsillapítást főként a légköri fénytörés okozza (nem pedig abszorpció vagy szóródás) [1] [31] . Az első ilyen megfigyeléseket 1985. augusztus 19-én Noah Brosh és Chaim Mendelsohn végezte az izraeli Wise Obszervatóriumban [30] [54] . De ezeknek az adatoknak a minősége alacsony volt a nem kielégítő megfigyelési körülmények miatt (ráadásul részletes leírásuk [55] csak 10 évvel később jelent meg) [10] . 1988. június 9-én a légkör létezését végül megerősítették [1] nyolc pont új lefedettségének megfigyelései (a Kuiper Airborne Observatory szerezte a legjobb adatokat ). Megmérték a légköri magassági skálát, és ebből számították ki a hőmérséklet és az átlagos molekulatömeg arányát. Magát a hőmérsékletet, valamint a nyomást lehetetlen volt meghatározni a légkör kémiai összetételére vonatkozó adatok hiánya és a Plútó sugarának és tömegének nagy bizonytalansága miatt [29] [56] [57] .

A kémiai összetétel kérdését 1992-ben tisztázták a Plútó infravörös spektrumából az Egyesült Királyság 3,8 méteres infravörös teleszkópja [58] [59] segítségével . A Plútó felszínét főleg nitrogénjég borította. Mivel a nitrogén illékonyabb, mint a metán, ez azt jelenti, hogy a nitrogén is túlsúlyban van a légkörben (bár gáznemű nitrogén nem figyelhető meg a spektrumban). Ezenkívül felfedezték a fagyott szén-monoxid keverékét [9] [12] [58] . Ugyanebben az évben a Plútó spektrumában lévő 3 méteres infravörös teleszkóp , az IRTF először rögzítette megbízhatóan a gáznemű metán vonalait [10] [22] .

A légkör tanulmányozásához fontos ismerni a felszíni hőmérsékletet. Legjobb becslései a Plútó hősugárzásának méréseiből származnak . Az első 1987-ben kapott IRAS - megfigyelések értéke 55-60 K volt , de a későbbi vizsgálatok 30-40 K becsléseket adtak [1] [10] . 2005-ben a Submillimeter Array megfigyelései lehetővé tették a Plútó és a Charon sugárzásának megkülönböztetését. A Plútó átlagos felszíni hőmérséklete 42±4 K ( -231±4°C ) volt. Ez a becslés körülbelül 10 K -vel kevesebb a vártnál; a különbség a nitrogénjég szublimációja miatti lehűléssel magyarázható [35] [60] . További vizsgálatok kimutatták, hogy a hőmérséklet a különböző helyeken jelentősen eltér: 40 és 55-60 K között [1] .

2000 körül a Plútó belépett az égbolt csillagokban gazdag régiójába - a Tejútrendszerbe , ahol a 2020-as évekig megmarad. 1988 óta az első okkultációra 2002. július 20-án és augusztus 21-én került sor, és Bruno Sicardi, a Párizsi Obszervatóriumból [30] és James Elliot ( MIT ) [31] [39] által vezetett csillagászcsoportok figyelték meg őket . A légköri nyomás kétszer akkora volt, mint 1988-ban. A következő lefedettség 2006. június 12-én volt megfigyelhető [8] [61] , majd gyakrabban fordultak elő [1] [4] [9] [37] [62] . A megfigyelések eredményei azt mutatták, hogy a nyomás tovább növekszik [4] [9] . 2015. június 29/30-án, mindössze 2 héttel a New Horizons közeledése előtt egy példátlanul fényes, magánál a Plútónál egy nagyságrenddel fényesebb csillag okkultációját figyelték meg [38] [63] [64] .

2015. július 14-én a New Horizons szonda először közelről vizsgálta meg a Plútó légkörét. Áthaladt a Plútó árnyékán, regisztrálta a napsugárzás légkör általi elnyelését, és kísérletet végzett annak rádióhullámokkal való átvilágítására (a hullámokat a Földről bocsátották ki, és a készülék rögzítette). Ez volt az alsóbb rétegeinek első közvetlen vizsgálata. A felületi nyomás 1,0–1,1 Pa [2] [5] [42] -nak bizonyult .

Jegyzetek

Hozzászólások
  1. ↑ Legalább az infravörös tartományban - 0,75 és 2 mikron között.
  2. ↑ A Plútó tengelyirányú forgásának fordított iránya miatt van némi kétértelműség a tekintetben, hogy melyik pólusát hívjuk északnak. A Nemzetközi Csillagászati ​​Unió 2009 óta határozza meg a Plútó "pozitív" (nem hivatalosan "északi") pólusát a többi törpebolygóhoz hasonlóan a forgásirány szempontjából: ez az a pólus, amelyről a Plútó az óramutató járásával ellentétes irányban forog. A Naprendszer déli oldala felé fordul [40] .
  3. ↑ Ezekben a forrásokban ezt a féltekét nevezik az akkori terminológia szerint déli féltekének.
  4. ↑ A Naphoz mért távolságok arányának négyzete az aphelionban és a perihelionban: (49,30 AU / 29,66 AU) 2 = 2,76.
Források
  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Stern SA Pluto // Encyclopedia of the Solar System  (angol) / T. Spohn, D. Breuer, T. Johnson. - 3. - Elsevier , 2014. - P. 909-924. — ISBN 9780124160347 .
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Stern, SA; Bagenal, F.; Ennico, K. et al. A Plútó rendszer: A New Horizons által végzett feltárásának kezdeti eredményei   // Tudomány . - 2015. - október 16. ( 350. évf. , 6258. sz.). — P. aad1815 . - doi : 10.1126/science.aad1815 . - Iránykód . - arXiv : 1510.07704 . — PMID 26472913 . Archiválva az eredetiből 2015. november 22-én. ( A kiegészítések archiválva 2020. január 11-én a Wayback Machine -nél ).
  3. ↑ 1 2 3 4 Hand, E. A Plútó késői betakarítása összetett világot tár fel   // Tudomány . - 2015. - október ( 350. évf. , 6258. sz.). - P. 260-261 . - doi : 10.1126/tudomány.350.6258.260 . - . — PMID 26472884 .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dias-Oliveira, A.; Sicardy, B.; Lellouch, E. et al. A Plútó légköre a csillagok okkultációiból 2012-ben és 2013-ban  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2015. - szeptember ( 11. évf. , 1. sz.). — 53. o . - doi : 10.1088/0004-637X/811/1/53 . — Iránykód . - arXiv : 1506.08173 .
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Gladstone, GR; Stern, SA; Ennico, K. et al. A Plútó légköre a New Horizons megfigyelése szerint   // Tudomány . - 2016. - március ( 351. évf. , 6279. sz.). —P . aad8866 . - doi : 10.1126/science.aad8866 . - Iránykód . - arXiv : 1604.05356 . ( Kiegészítő anyag ).
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Lellouch, E.; de Bergh, C.; Sicardy, B.; Felejtsd el, F.; Vangvichith, M.; Kaufl, H.-U. A metán térbeli, időbeli és vertikális eloszlásának feltárása a Plútó légkörében   // Ikarusz . - Elsevier , 2015. - január ( 246. kötet ). - 268-278 . o . - doi : 10.1016/j.icarus.2014.03.027 . - . - arXiv : 1403.3208 .
  7. ↑ 1 2 3 Johnston, William Robert A Plútó légköre és más transz-neptunusi objektumok (2006. szeptember 8.). Hozzáférés dátuma: 2007. március 26. Az eredetiből archiválva : 2006. október 3.
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Elliot, JL; Személy, MJ; Gulbis, AAS et al. Változások a Plútó légkörében: 1988-2006  //  The Astronomical Journal . - IOP Publishing , 2007. - Vol. 134. sz . 1 . - 1-13 . o . - doi : 10.1086/517998 . — Iránykód .
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Olkin, CB; Young, L. A.; Borncamp, D. et al. Bizonyíték arra, hogy a Plútó légköre nem omlik össze az okkultációk miatt, beleértve a 2013. május 4-i  eseményt  // Icarus . - Elsevier , 2015. - január ( 246. kötet ). - P. 220-225 . - doi : 10.1016/j.icarus.2014.03.026 . - .
  10. ↑ 1 2 3 4 5 6 Yelle RV, Elliot JL Légkör szerkezete és összetétele: Pluto and Charon // Pluto and Charon  (angolul) / A. Stern, DJ Tholen . — University of Arizona Press, 1997. - P. 347-390. — ISBN 9780816518401 .
  11. ↑ 1 2 3 4 Lellouch, E.; Sicardy, B.; de Bergh, C.; Kaufl, H.-U.; Kassi, S.; Campargue, A. A Plútó alsó légkörének szerkezete és metánbősége a nagy felbontású spektroszkópiából és a csillagok okkultációjából  // Csillagászat és asztrofizika  . - 2009. - 1. évf. 495 , sz. 3 . -P.L17- L21 . - doi : 10.1051/0004-6361/200911633 . - . - arXiv : 0901.4882 .
  12. ↑ 1 2 3 4 5 Lellouch, E.; de Bergh, C.; Sicardy, B.; Kaufl, H. U.; Smette, A. A Plútó légkörének nagyfelbontású spektroszkópiája: a 2,3 μm-es CH 4 sávok detektálása és bizonyíték a szén-monoxidra  // Csillagászat és asztrofizika  . - EDP Sciences , 2011. - Vol. 530 . — P.L4 . - doi : 10.1051/0004-6361/201116954 . - . - arXiv : 1104.4312 .
  13. ↑ Gurwell, M.; Lellouch, E.; Butler, B. et al. Légköri CO észlelése a Plúton az ALMA segítségével // American Astronomical Society, DPS meeting #47, #105.06. - 2015. - november. - Iránykód .
  14. ↑ 12 Holler , BJ; Young, L. A.; Grundy, W. M.; Olkin, C. B.; Cook, JC . Bizonyíték az etánjég hosszirányú változékonyságára a  Plútó felszínén  // Ikarusz . — Elsevier , 2014. — 20. évf. 243 . - 104-110 . o . - doi : 10.1016/j.icarus.2014.09.013 . - . - arXiv : 1406.1748 .
  15. ↑ 1 2 3 Fray, N.; Schmitt, B. Asztrofizikai érdeklődésre számot tartó jégszublimáció: bibliográfiai áttekintés  // Planetary and Space Science  . - 2009. - 1. évf. 57 , sz. 14-15 . - P. 2053-2080 . - doi : 10.1016/j.pss.2009.09.011 . — Iránykód .
  16. ↑ Cruikshank, D.P.; Mason, RE; Dalle Ore, CM; Bernstein képviselő; Quirico, E.; Mastrapa, R. M.; Emery, JP; Owen, TC Ethane a Plútóról és a Tritonról // American Astronomical Society, DPS meeting #38, #21.03; Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 38., 518. o. - 2006. - .
  17. ↑ 1 2 Cruikshank, D.P.; Grundy, W. M.; DeMeo, F.E. et al. Plútó és Charon felszíni kompozíciói  (angolul)  // Icarus . - Elsevier , 2015. - január ( 246. kötet ). - 82-92 . o . - doi : 10.1016/j.icarus.2014.05.023 . — Iránykód . Az eredetiből archiválva : 2015. november 11.
  18. ↑ Sokol J. Jégvulkánokkal lep meg a Plútó . New Scientist (2015. november 9.). Archiválva az eredetiből 2019. június 23-án.
  19. ↑ Chang K. . A Plútó légköre vékonyabb a vártnál, de még mindig ködösnek tűnik  , The New York Times  (2015. július 24.). Az eredetiből archiválva : 2019. június 10.
  20. ↑ 1 2 3 Zalucha, A.M.; Zhu, X.; Gulbis, AAS; Strobel, D. F.; Elliot, JL A Plútó troposzférájának vizsgálata csillagokkultációs fénygörbék és légköri sugárzási-vezető-konvektív modell segítségével   // Icarus . — Elsevier , 2011. — 20. évf. 214. sz . 2 . - P. 685-700 . - doi : 10.1016/j.icarus.2011.05.015 . - .
  21. ↑ 1 2 3 Trafton LM, Hunten DM, Zahnle KJ, McNutt RL Jr. Escape Processes at Pluto and Charon // Pluto and Charon  (angol) / A. Stern, DJ Tholen . — University of Arizona Press, 1997. - P. 475-522. — ISBN 9780816518401 .
  22. ↑ 12 Young , LA; Elliot, JL; Tokunaga, A.; de Bergh, C.; Owen, T. Gaseous Methane Detection on Pluto   // Icarus . - Elsevier , 1997. - május ( 127. kötet , 1. sz.). - P. 258-262 . - doi : 10.1006/icar.1997.5709 . — . Archiválva az eredetiből 2010. június 23-án.
  23. ↑ PIA19946: Felszínközeli köd vagy köd a  Plúton . NASA/Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriuma/Southwest Research Institute (2015. szeptember 17.). Archiválva az eredetiből 2017. március 27-én.
  24. ↑ 1 2 3 4 5 6 Cheng AF, Summers ME, Gladstone GR et al. Pára a Plútó  légkörében  // Ikarusz . — Elsevier , 2017. — 20. évf. 290 . - 112-133 . o . - doi : 10.1016/j.icarus.2017.02.024 . — .
  25. ↑ PIA19931: Plútó  alkonyatban . NASA (2015. szeptember 10.). Archiválva az eredetiből 2017. március 27-én.
  26. ↑ Zhang Xi, Strobel DF, Imanaka H. A köd felmelegíti a Plútó légkörét, de megmagyarázza annak hideg hőmérsékletét   // Természet . - 2017. - Kt. 551 , sz. 7680 . - P. 352-355 . - doi : 10.1038/nature24465 . — . — PMID 29144464 .
  27. ↑ Alex Parker. Plútó a Twilightban . blogs.nasa.gov (2015. szeptember 25.). Hozzáférés dátuma: 2015. december 4. Az eredetiből archiválva : 2016. január 31.
  28. ↑ Személy, MJ; Elliot, JL; Gulbis, AAS; Zuluaga, CA; Babcock, B.A.; McKay, AJ; Pasachoff, JM; Souza, S. P.; Hubbard, WB; Kulesa, CA; McCarthy, DW; Benecchi, SD; Levine, SE; Bosch, AS; Ryan, E. V.; Ryan, W. H.; Meyer, A.; Wolf, J.; Hill, J. Waves in Pluto's Upper Atmosphere  //  The Astronomical Journal . - IOP Publishing , 2008. - szeptember 8. ( 136. kötet , 4. szám ). — ISSN 1538-3881 . - doi : 10.1088/0004-6256/136/4/1510/meta . - Iránykód .
  29. ↑ 1 2 3 Elliot, JL; Dunham, E. W.; Bosch, AS et al. Plútó légköre  (angolul)  // Icarus . - Elsevier , 1989. - január ( 77. kötet ). - 148-170 . o . - doi : 10.1016/0019-1035(89)90014-6 . - Iránykód .
  30. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Sicardy B.; Widemann T. et al. Nagy változások a Plútó légkörében, amint azt a közelmúltbeli csillagok okkultációi mutatták ki   // Természet . - 2003. - 1. évf. 424 , sz. 6945 . - 168-170 . o . - doi : 10.1038/nature01766 . — . — PMID 12853950 .
  31. ↑ 1 2 3 4 Elliot, JL; Ates, A.; Babcock, B. A. et al. A Plútó légkörének közelmúltbeli expanziója   // Természet . - 2003. - július 10. ( 424. köt. , 6945. sz.). - 165-168 . o . - doi : 10.1038/nature01762 . - . — PMID 12853949 .
  32. ↑ 1 2 Hartig, K.; Barry, T.; Carriazo, C.Y. és munkatársai. A Pluto's Hazes from 2-Color Occultation Lightcurves  (angol)  // American Astronomical Society, DPS meeting #47, #210.14. - 2015. - november. - Iránykód .
  33. ↑ A New Horizons kék eget és vízjeget talált a  Plúton . NASA (2015. október 8.). Az eredetiből archiválva : 2019. július 18.
  34. ↑ Nancy Atkinson. A New Horizons legújabb eredményei: Felhők a Plúton, Földcsuszamlások a Charonon . Universe Today (2016. október 18.). Archiválva az eredetiből 2019. július 12-én.
  35. ↑ 12 Gurwell , MA; Butler, BJ Sub-Arcsecond Scale Imaging of the Pluto/Charon Binary System 1,4 mm  //  American Astronomical Society, DPS meeting #37, id.#55.01; Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 37., 743. o. - 2005. - .
  36. ↑ Lakdawalla E. A metán üvegházhatású gáz a Plúton is  . The Planetary Society (2009. március 3.). Az eredetiből archiválva: 2015. december 2.
  37. ↑ 1 2 3 4 Young, LA Pluto's Seasons: New Predictions for New Horizons  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2013. - Vol. 766 , sz. 2 . - P. 1-6 . - doi : 10.1088/2041-8205/766/2/L22 . - Iránykód . - arXiv : 1210.7778 . Az eredetiből archiválva : 2015. november 30.
  38. ↑ 1 2 3 Sicardy B., Talbot J., Meza E. et al. A Plútó légköre a 2015. június 29-i földi csillagok okkultációjából a New Horizons Flyby idején  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2016. - Vol. 819 , sz. 2 . — P.L38 . - doi : 10.3847/2041-8205/819/2/L38 . — Iránykód . - arXiv : 1601.05672 .
  39. ↑ 1 2 A Plútó globális felmelegedést szenved,  állapították meg a kutatók . Massachusetts Institute of Technology (2002. október 9.). Hozzáférés dátuma: 2015. december 4. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 20.
  40. ↑ Archinal BA, A'Hearn MF, Bowell E. et al. Az IAU térképészeti koordinátákkal és forgási elemekkel foglalkozó munkacsoportjának jelentése: 2009  // Égi mechanika és dinamikus csillagászat  . - Springer Nature , 2011. - Vol. 109 , sz. 2 . — P. 101–135 . - doi : 10.1007/s10569-010-9320-4 . - . ( Erratum , )
  41. ↑ Britt RR rejtélyes évszakok és széljelek a Plúton  (eng.)  (hivatkozás nem érhető el) . Space.com (2003. július 9.). Letöltve: 2007. március 26. Az eredetiből archiválva : 2003. július 25..
  42. ↑ 1 2 A New Horizons feltárja , hogy a Plútó légköri nyomása meredeken csökkent  . NASA (2015. július 24.). Az eredetiből archiválva : 2015. december 1.
  43. ↑ Williams D. R. Plútó adatlap . NASA (2015. november 18.). Hozzáférés dátuma: 2015. december 4. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 20.
  44. ↑ Singer, Kelsi N.; Stern, S. Alan. A Plútó nitrogénjének eredetéről ( N 2 )   // The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 2015. - augusztus ( 808. évf . , 2. szám ). — P.L50 . - doi : 10.1088/2041-8205/808/2/L50 . — Iránykód . - arXiv : 1506.00913 .
  45. ↑ Grundy, W.M.; Cruikshank, D. P.; Gladstone, G. R. et al. Charon vörös pólusainak kialakulása szezonálisan hidegcsapdás illékony anyagokból   // Természet . - 2016. - Kt. 539 , sz. 7627 . — P. 65–68 . - doi : 10.1038/nature19340 . — . - arXiv : 1903.03724 . — PMID 27626378 .
  46. ↑ Miért visel a Plútó holdja, a Charon vörös sapkát  , The New York Times  (2016. szeptember 14.). Archiválva az eredetiből 2019. június 21-én.
  47. ↑ Gipson L. A Plútó csóválja a farkát: A New Horizons a légköri ionok hideg, sűrű régióját fedezi fel a Plútó mögött . NASA (2015. július 31.). Letöltve: 2019. július 18. Az eredetiből archiválva : 2015. augusztus 8..
  48. ↑ Bagenal, F.; Horányi, M.; McComas, DJ et al. A Plútó interakciója űrkörnyezetével: Napszél, energetikai részecskék és por  (angol)  // Tudomány. - 2016. - Kt. 351. sz . 6279 . - doi : 10.1126/science.aad9045 . - Iránykód . - arXiv : 1605.00749 .
  49. ↑ 1 2 PIA21061: Röntgensugarak a  Plútóból . NASA/Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriuma/Southwest Research Institute (2016. szeptember 14.). Archiválva az eredetiből 2019. augusztus 26-án.
  50. ↑ Lisse CM, McNutt RL, Wolk SJ et al. A Plútóról származó röntgensugarak rejtélyes detektálása Chandra  által  // Icarus . — Elsevier , 2017. — 20. évf. 287 . - 103-109 . o . - doi : 10.1016/j.icarus.2016.07.008 . — .
  51. ↑ Kuiper, GP Titan: a Satellite with an Atmosphere  //  The Astrophysical Journal . - IOP Publishing , 1944. - Vol. 100 . - P. 378-383 . - doi : 10.1086/144679 . - .
  52. ↑ Hart, MH A Plútó lehetséges légköre   // Ikarusz . - Elsevier , 1974. - Vol. 21 , sz. 3 . - P. 242-247 . - doi : 10.1016/0019-1035(74)90039-6 . - Iránykód .
  53. ↑ Cruikshank, D.P.; Pilcher, C. B.; Morrison, D. Pluto: Evidence for methane frost   // Tudomány . - 1976. - 1. évf. 194 . - P. 835-837 . - doi : 10.1126/tudomány.194.4267.835 . - .
  54. ↑ IAU 4097. körlevél – Plútó okkultációja 1985. augusztus 19-én . IAU (1985. augusztus 26.). Az eredetiből archiválva : 2012. január 24.
  55. ↑ Brosch N. A Plútó 1985-ös csillagok okkultációja  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  . - Oxford University Press , 1995. - Vol. 276. sz . 2 . - P. 551-578 . - doi : 10.1093/mnras/276.2.571 . - .
  56. ↑ Hubbard, WB; Hunten, D. M.; Fogyókúrázók, SW; Hill, KM; Watson, R.D. Okkultációs bizonyítékok egy légkörre a Plúton   // Természet . - 1988. - 1. évf. 336 . - P. 452-454 . - doi : 10.1038/336452a0 . - .
  57. ↑ Millis, R.L.; Wasserman, LH; Franz, OG et al. A Plútó sugara és légköre: Az 1988. június 9-i teljes okkultációs adathalmaz eredményei   // Icarus . - Elsevier , 1993. - Vol. 105 . - P. 282-297 . - doi : 10.1006/icar.1993.1126 . - . Archiválva az eredetiből 2010. június 23-án.
  58. ↑ 1 2 Owen, TC; Roush, T. L.; Cruikshank, D. P. et al. Felszíni jég és a Plútó légköri összetétele   // Tudomány . - 1993. - augusztus 6. ( 261. évf. , 5122. sz.). - P. 745-748 . - doi : 10.1126/tudomány.261.5122.745 . - . — PMID 17757212 .
  59. ↑ Croswell K. Nitrogén a Plútó légkörében  // New Scientist  . - 1992. - június 20.
  60. ↑ Ker Than. Plútó hidegebb  a vártnál Space.com (2006. január 3.). Az eredetiből archiválva: 2012. július 3.
  61. ↑ Elliot, James L.; Személy, MJ; Gulbis, A. A. et al. A Plútó légkörének mérete a 2006. június 12-i okkultáció  alapján  // Bulletin of the American Astronomical Society. - 2006. - 20. évf. 38 . — 541. o . - Iránykód .
  62. ↑ Bosch, AS; Személy, MJ; Levine, SE et al. A Plútó légkörének állapota 2012–2013-ban  (angol)  // Icarus . — Elsevier , 2015. — 20. évf. 246 . - 237-246 . - doi : 10.1016/j.icarus.2014.03.048 . - .
  63. ↑ Resnick, Aaron C.; Barry, T.; Buie, M. W. et al. A Plútó tömeges légkörének állapota a New Horizons találkozásának idején  //  American Astronomical Society, DPS meeting #47, #210.15. - 2015. - november. - Iránykód .
  64. ↑ Veronico NA, Squires KK SOFIA a megfelelő helyen a megfelelő időben a Plútó megfigyeléséhez  . SOFIA Tudományos Központ (2015. június 29.). Archiválva az eredetiből 2016. május 24-én.

Linkek

 Plútó
Földrajz A Plútó képe a New Horizons űrszondáról, 2015. július 13.
műholdak
Osztályozás
Tanulmány
Nyítás
Egyéb
A törölt küldetések dőlt betűvel vannak szedve , a nem jóváhagyott küldetések * -gal vannak jelölve