Фотография Плутона, сделанная космическим аппаратом Новые Горизонты. Фото: NASA
Атмосферу Плутона тяжело наблюдать с Земли. Ее можно изучить только тогда, когда Плутон проходит перед далекой звездой, что позволяет астрономам увидеть влияние атмосферы на звездный свет. Когда это произошло в 2016 году, это подтвердило рост атмосферы Плутона, –тенденции, которую астрономы наблюдали с 1988 года, когда они впервые это заметили.
Теперь все изменилось – атмосфера Плутона, похоже, разрушилась. Самая последняя ситуация в июле прошлого года наблюдалась Ко Аримацу из Киотского университета в Японии и его коллегами. Они говорят, что атмосферное давление, похоже, упало более чем на 20 % с 2016 года.
Сначала немного предыстории. Астрономам давно известно, что атмосфера Плутона расширяется по мере приближения к Солнцу и сжимается при отступлении. Когда Солнце нагревает его ледяную поверхность, она сублимируется, выделяя азот, метан и углекислый газ в атмосферу. Когда Плутон отдаляется, считается, что атмосфера замерзает и падает с неба, и это должно быть одной из самых впечатляющих ледяных бурь в солнечной системе.
Пылевидный слой дымки показывает синее сияние, запечатленное камерой MVIC на аппарате Новые Горизонты. Полагают, что формирование напоминает то, что видели на спутнике Сатурна Титане. Источником может служить активированные солнечными лучами химические реакции между азотом и метаном. Это вызывает создание небольших сажеподобных частичек (толины), которые растут при сближении с поверхностью. Для снимка использовали программное обеспечение, учитывающее сведения синих, красных и ближних ИК-изображений, чтобы создать цвет, доступный человеческому глазу.
Плутон достиг своей точки наибольшего сближения с солнцем в 1989 году и с тех пор удаляется. Но его атмосфера продолжала повышаться до уровня, который составляет около 1/100 000 от уровня Земли.
Новые Горизонты
Астрономы думают, что знают, почему атмосфера рухнула, благодаря изображениям, отправленным космическим кораблем New Horizons, который пролетел мимо Плутона в 2015 году. Эти изображения показали неожиданно сложную поверхность с широко варьирующимися цветами. Загадочная красноватая шапка на северном полюсе оказалась окрашенной органическими молекулами. И большой, белый, покрытый льдом бассейн под названием равнина Спутника (диаметром 1492 км) протянулся через большую часть одного полушария.
Планетарные геологи считают, что равнина Спутника играет важную роль в регулировании атмосферы Плутона. Когда равнина обращена на Солнце, то она выпускает газ в атмосферу. Моделирование показывает, что именно поэтому атмосфера Плутона продолжала расти, даже когда она начала удаляться от Солнца.
Моделирование усложняется цветом равнины Спутника, который определяет количество поглощаемого света, и на это, в свою очередь, влияет образование льда способами, которые трудно предсказать.
Равнина Спутника – неофициальное наименование гладкой и светлой территории (слева), запечатленной Новыми Горизонтами. Блестящая белая часть нагорья (справа) может быть укрыта азотным льдом, попавшим с атмосферного слоя. Ниже находятся детали ледника.
Тем не менее, эти же модели показывают, что с 2015 года равнина Спутника должна была начать охлаждаться, в результате чего атмосфера конденсировалась бы в лед. Аримацу и его коллеги говорят, что, вероятно, это и будет их новым наблюдением.
Однако есть проблема. Модели предполагают, что атмосфера Плутона с 2016 года должна была уменьшиться менее чем на 1%, а не на 20 %, наблюдаемых японской командой. Так что может быть и какой-то другой фактор, ускоряющий коллапс Плутона в атмосфере.
К результату также следует относиться с осторожностью. Влияние атмосферы Плутона на дальний звездный свет невелико, и его трудно наблюдать с помощью 60-сантиметрового отражающего телескопа, которым пользовалась команда. Они говорят, что различные источники ошибок в их измерении могут быть незначительными.
Большие телескопы
Азотные ледники могут переносить интересный груз – огромное количество изолированных холмов, способных выступать частями водяного льда из планетарных окрестностей. Каждый вытягивается на несколько километров. Холмы проживают на обширной Равнине Спутник или в «сердце» Плутона. Это пример удивительной геологической активности на планете.
Лучшие наблюдения от больших телескопов крайне необходимы. Но это вряд ли произойдет в ближайшее время. Плутон не только удаляется от Солнца, но и выходит из галактической плоскости, делая звездные затмения намного реже и с менее яркими звездами.
Это означает, что шансы сделать точные наблюдения в будущем очень малы. В заключение команда призывает астрономов наблюдать за Плутоном с помощью более крупных и чувствительных телескопов, предпочтительно с диаметрами, измеряемыми в метрах.
До тех пор исчезающая атмосфера Плутона будет оставаться загадкой.