Когда Плутон прошел перед звездой в ночь на 15 августа 2018 года, группа астрономов под руководством Юго-Западного исследовательского института (SwRI, США) разместила телескопы во многих местах в США и Мексике для наблюдения за атмосферой Плутона. Ученые использовали это событие затмения, чтобы измерить общее количество разреженной атмосферы Плутона, и нашли убедительные доказательства того, что она начинает исчезать по мере того, как планета удаляется от Солнца, сообщает пресс-служба SwRI.
Затмение заняло около двух минут, за это время звезда исчезла из поля зрения, когда Плутон прошел перед ней. Скорость исчезновения и появления звезды определяла профиль плотности атмосферы Плутона.
«Ученые использовали затмения для отслеживания изменений в атмосфере Плутона с 1988 года, – сказал доктор Элиот Янг, старший руководитель программы в Отделе космической науки и техники SwRI. – Миссия New Horizons получила отличный профиль плотности во время пролета в 2015 году, который показал, что объем атмосферы Плутона удваивается каждые десять лет, но наши наблюдения 2018 года не показывают, что эта тенденция продолжается с 2015 года».
Несколько телескопов наблюдали явление, называемое «центральной вспышкой», вызванное атмосферой Плутона, преломляющей свет в область в самом центре тени. При измерении затенения вокруг объекта с атмосферой свет тускнеет по мере прохождения через атмосферу, а затем постепенно возвращается. Это дает умеренный наклон на обоих концах U-образной кривой блеска. В 2018 году преломление атмосферой Плутона создало центральную вспышку около центра его тени, превратив ее в W-образную кривую.
«Центральная вспышка, наблюдаемая в 2018 году, была, безусловно, самой сильной из тех, что когда-либо видели при затмении Плутона, – сказал Янг. – Центральная вспышка дает нам очень точное представление о траектории тени Плутона на Земле».
Как и земная, атмосфера Плутона состоит преимущественно из азота. Но, в отличие от нашей планеты, атмосфера Плутона поддерживается давлением пара его поверхностного льда, а это означает, что небольшие изменения температуры поверхности льда могут привести к большим изменениям объемной плотности его атмосферы. Плутону требуется 248 земных лет, чтобы совершить один полный оборот вокруг Солнца, и его расстояние варьируется от ближайшей точки от 30 астрономических единицах от Солнца (одна а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца) до 50 а.е. от Солнца.
В течение последних 25 лет Плутон получал все меньше и меньше солнечного света по мере удаления от Солнца, но до 2018 года его поверхностное давление и плотность атмосферы продолжали расти. Ученые связали это с явлением, известным как тепловая инерция. Его можно объяснить через аналогию с тем, как Солнце нагревает песок на пляже. Солнечный свет наиболее интенсивен в полдень, но затем песок продолжает поглощать тепло в течение дня, поэтому особенно жарко становится в конце дня. Сохранение атмосферы Плутона предполагает, что резервуары с азотным льдом на поверхности Плутона поддерживались теплом за счет накопленного тепла под поверхностью. Новые данные говорят о том, что они начинают остывать, отмечают авторы работы.
Самый большой известный резервуар азота – это Равнина Спутника (Sputnik Planitia), яркий ледник, который составляет западную часть сердцевидного региона Плутона Томбо. Эти данные помогут разработчикам моделей атмосферы лучше понять составы подповерхностных слоев Плутона, которые совместимы с наблюдаемыми пределами теплопередачи.
[Фото: NASA/JHU-APL/SWRI]
