A Földnek és Plutonának nincs sok közös vonása. A Föld élénk, élő világ, míg Plútó hideg, távoli és élettelen. De egy közös dolog a nitrogén. A Föld légköre körülbelül 78% nitrogént tartalmaz, és Plútó elsődleges légköri alkotóeleme szintén nitrogén, bár a pontos százalék nem egyértelmű.
Plútón, ahol a felületi hőmérséklet körülbelül 42 Kelvin (-231 Celsius), az nitrogén nagy része fagyott. Egy új tanulmány szerint Plútó fagyasztott nitrogénje vezette a bolygó szélét és alakítja annak jellemzői felületét.
Mielőtt a NASA New Horizons űrhajója megérkezett Plutonba, nem tudtunk sokat a bolygóról vagy annak felszíni tulajdonságairól. Amikor az űrhajó 2015. júliusában megérkezett, mindannyian meglepődtünk, hogy Plútó sokkal aktívabb hely volt, mint gondoltuk. Ugyancsak amikor először láttuk a Tombaugh Regio-t, egy nagy, világos színű régiót a bolygó felszínén.
A Tombaugh Regio az ember szemében nagyon furcsa hely. Két nagy lebenyével teszi a szívét, és a csillagászok néha „Plútó szívének” hívják. A nyugati lebeny neve Sputnik Planitia, és 6200 méter (20.000 láb) magas hegyekkel (Tenzing Montes, korábban Norgay Montes), vízjégből készült, és egy hatalmas síksággal, amelyet nitrogénjég borít.
Egy új cikk szerint a Sputnik Planitia hatalmas nitrogénlerakódása meghúzza Plútó szélét és formálja a bolygó felületét. A cikk címe „A Plútó dobogó szíve szabályozza a légköri keringést: nagy felbontású és többéves numerikus éghajlati szimulációk eredményei.” Megjelent a Journal of Geophysical Research folyóiratban. A fő szerző Tanguy Bertrand, asztrofizikus és bolygótudós a NASA Ames Kutatóközpontjában.
"A Plútó mindenki számára rejtélyes."
Tanguy Bertrand, az Ames Kutatóközpont vezető szerzője
Plútó vékony atmoszférájának túlnyomó része nitrogén, kevés szén-dioxid és metán is található. Hatalmas mennyiségű fagyasztott nitrogén helyezkedik el a Sputnik Planitia-ban, és a nap folyamán a hőmérséklet annyira megemelkedik, hogy szublimáljon, és gőzzé alakul. Éjszaka a folyamat megfordul, és a nitrogén ismét lefagy, és a felszínre esik. Minden alkalommal, amikor a ciklus megismétlődik, úgy működik, mint egy szivattyú vagy „szívverés”, amely pumpálja a nitrogénszeleket a bolygó körül.
Ez a szél a bolygó forgásának ellentétes irányában áramlik, és ez okozhatja a bolygó szokatlan felszíni tulajdonságait. Ahogy a vékony, nitrogénben gazdag szél fúj a felszínen, hőt, jégszemcséket és ködrészecskéket szállít, hogy sötét szélcsíkokat és síkokat hozzon létre az északi és északnyugati régiókban.
"Ez rávilágít arra a tényre, hogy a Plútó légköre és a szél - még ha a légkör sűrűsége is nagyon alacsony - befolyásolhatja a felületet” - mondta Tanguy Bertrand, a NASA kaliforniai Ames kutatóközpontjának asztrofizikus és bolygótudós, valamint a tanulmány vezető szerzője.
A Sputnik Planitia régió, vagy Plútó szívének bal lebenca alacsonyabb magasságban van, mint a bolygó többi része, és a nitrogén nagy részét foglalja magában. A Sputnik Planitia egy 1000 km-es (620 mérföld) jégtakaró, amely egy 3 km-es (1,9 mérföldes) mély medencében található. A jobb lebeny többnyire felvidéki és nitrogén-gleccserek.
"Az New Horizons előtt mindenki azt hitte, hogy Plútó netball lesz - teljesen lapos, szinte nincs sokszínűség" - mondta Bertrand egy sajtóközleményben. „De teljesen más. Rengeteg különböző tája van, és megpróbáljuk megérteni, mi folyik itt. "
A Plútó légkörének vékonynak való leírása alulértékelődik. Körülbelül 100 000-szer vékonyabb, mint a Földé. Tehát hogyan hat a szél olyan atmoszférában, amely vékony formálja a tájat?
Bertrand csapata adatokat vett a Plutó New Horizons repülõjárõl, majd megalkotta az idõjárás-előrejelzési modellt a nitrogénszelek szimulálására.
A csapat azt találta, hogy 4 km (2,5 mérföld) feletti szél fúj nyugatra, ami a Plútó centrumának ellentétes irányában van. Amikor a Tombaugh Regio fagyasztott nitrogénje északon gőzzé alakul, majd délen ismét jégré válik, ez a mozgás a nyugati szeleket indítja el. Ez a helyzet valószínűleg egyedülálló a Naprendszerünkben, kivéve a Tritont, a Neptunusz holdját.
A kutatók egy másik széláramot is találtak. Ez egy erős, gyorsan mozgó szél a felület közelében. A Sputnik Planitia medence nyugati széle mentén fúj. Hasonló szélminták vannak a Földön is, amelyek a táj kontúrjait követik.
A tanulmány szerint a szeleket a jégbe visszafolyó nitrogéngőz vezet. A Sputnik Planitia magas magasságú sziklái csapdába ejtik a hideg levegőt a medence belsejében. Amint ott kering, erősebbé válik.
Ha Plútó nitrogén-szívverése ezeket a szeleket hajtja, akkor megmagyarázhatják a szélcsíkokat és a Sputnik Planitia-tól nyugatra eső sötét síkságokat. Ha a szél elegendő hőt ad a felület melegítéséhez, az csíkokat és síkokat okozhat. Vagy lerakódhat a köd részecskéi, amelyek sötétebbek és erodálhatják a jeget. És ha a szél ellentétes irányba fúj - vagyis ugyanabba az irányba, mint a Plútó spinje -, a tájak nagyon különbözőek lehetnek.
„A Sputnik Planitia ugyanolyan fontos lehet Plutó éghajlata szempontjából, mint az óceán a Föld éghajlata szempontjából” - mondta Bertrand. "Ha eltávolítja a Sputnik Planitia-t - ha eltávolítja a Plútó szívét - akkor nem lesz ugyanaz a keringés" - tette hozzá.
A Plútó leghíresebb tulajdonsága valószínűleg a pengés terep. A pengés terep felhőkarcoló méretű, egyenetlen földterületek, amelyek elsősorban metánjégből készültek. Magas tengerszint feletti magasságban találhatók az Egyenlítő közelében. Lehetséges, hogy azok a Plútó dobogó nitrogénszívének műtermékei?
Papírokban a kutatók azt mondják: „… a CH4 (metán) jég egyenlítői felhalmozódásakor a Sputnik Planitia visszaforgatása és hideg, N2-ben gazdag levegő befecskendezése a gáznemű CH4-et nyugatra irányíthatja és eljuttathatja, hogy ez a a CH4 jég felhalmozódása a legnyugatibb hosszúságokon (vagyis a Sputnik Planitia-tól keletre), ami ott a Pengős terep kialakulásához vezet. ”
Azt is mondják, hogy „a pengés terep lerakódásainak („ pengék ”) domináns N-S tájolása van, amely részben e sajátos légköri cirkulációs rendszerből is származhat.”
Egyelőre bizonytalannak tűnik, vajon ezek a nitrogénszelek okozhatják-e a pengös terepet. De a csapat megpróbálja kideríteni. "A jövőben azt tervezzük, hogy tovább vizsgáljuk ezeket az ötleteket, és megvizsgáljuk az ilyen hosszanti aszimmetriákhoz és a sajátos geológiai képződményekhez vezető folyamatokat nagy felbontású, hosszú távú GCM szimulációk alkalmazásával."
Következtetésükben a szerzők azt mondják: "Munkánk megerősíti, hogy a fagyott felület és a nehéz légkör ellenére Plútó éghajlata rendkívül aktív." Sokkal aktívabbak, mint bárki valószínűleg gondolta.
A New Horizons nem tudott belépni a pályára Pluton körül. Ezt nehéz megtenni, és ez soha nem volt a küldetése. A NASA a jövőben egy Plútó keringőpontját fontolgatja, ám időközben mindent, amit a jeges törpe bolygóról tudtunk, egyetlen repülésről tanultunk. Ennek ellenére eleget tanultunk ahhoz, hogy érdekelni tudjunk, és többet szeretnénk tudni erről a lenyűgöző, rejtélyes világról.
"A Plútó mindenki számára rejtélyes" - mondta Bertrand.
Több:
- Sajtóközlemény: A PLUTO ICY SZÍN SZÉNT HALJA
- Kutatási cikk: A Plútó dobogó szíve szabályozza a légköri 2 keringést: a nagy felbontású és 3 többéves numerikus éghajlati szimuláció eredményei
- Űrmagazin: A NASA most fontolóra veszi a Plútó Orbiter küldetését
