Zemlja in Pluton nimata veliko skupnega. Zemlja je živahen, živi svet, medtem ko je Pluton hladen, oddaljen in brez življenja. Ampak ena skupna stvar je dušik. Zemljina atmosfera je približno 78% dušika, primarna atmosferska sestavina Plutona pa je tudi dušik, čeprav natančen odstotek ni jasen.
Na Plutonu, kjer je površinska temperatura približno 42 Kelvin (-231 Celzija), je večina tega dušika zamrznjena. Nova študija pravi, da Pluton zamrznjeni dušik poganja vetrove planeta in oblikuje njegove značilne površine.
Preden je NASA-ino vesoljsko plovilo New Horizons prispelo v Pluton, nismo vedeli veliko o planetu ali njegovih površinskih značilnostih. Ko je vesoljsko plovilo prišlo julija 2015, smo vsi presenečeni ugotovili, da je Pluton veliko bolj aktivno mesto, kot smo si mislili. Prav tako smo prvič videli Tombaugh Regio, veliko, rahlo obarvano območje na površini planeta.
Tombaugh Regio je človeškim očem vseeno zelo nenavaden kraj. Ima dva velika režnja, zaradi katerih je videti kot srce, astronomi pa ga včasih imenujejo "srce Plutona." Zahodni reženj se imenuje Sputnik Planitia in ima 6200 metrov visoke gore (Tenzing Montes, prej Norgay Montes), narejene iz vodnega ledu, in veliko ravnino, prekrito z dušikovim ledom.
Nov prispevek pravi, da ogromno nahajališče dušika v Sputnik Planitii poganja Pluton vetrove in oblikuje površino planeta. Članek nosi naslov "Plutonovo utripajoče srce uravnava kroženje atmosfere: rezultat visoke ločljivosti in večletnih simulacij podnebja." Objavljeno je v reviji Geophysical Research. Glavni avtor je Tanguy Bertrand, astrofizik in planetarni znanstvenik v Nasinem raziskovalnem centru Ames.
"Pluton ima za vsakogar nekaj skrivnosti."
Tanguy Bertrand, vodilni avtor Amesovega raziskovalnega centra
Večina tanke atmosfere Plutona je dušik, poleg tega pa so tudi majhne količine ogljikovega dioksida in metana. Ogromna količina zamrznjenega dušika sedi v Sputnik Planitia, podnevi pa se temperatura dvigne dovolj, da jo sublimira in jo spremeni v hlape. Ponoči se postopek obrne in dušik ponovno zmrzne, pade na površino. Vsakič, ko se cikel ponovi, deluje kot črpalka ali "srčni utrip", ki črpa vetrove dušika po planetu.
Veter teče v nasprotni smeri vrtenja planeta in morda je odgovoren za nenavadne lastnosti površja na planetu. Ko tanki dušik, bogat z dušikom, piha po površini, prenaša toploto, zrna ledu in meglene delce, da ustvari temne vetrne proge in ravnice po severnih in severozahodnih območjih.
"To kaže na dejstvo, da atmosfera in vetrovi Plutona - tudi če je gostota atmosfere zelo majhna - lahko vplivajo na površino," je dejal Tanguy Bertrand, astrofizik in planetarni znanstvenik iz Nasinega raziskovalnega centra Ames v Kaliforniji in glavni avtor študije.
Območje Sputnik Planitia ali levi reženj Plutonovega srca je nižje nadmorske višine kot preostali del planeta in vsebuje večino dušika. Sputnik Planitia je 1.000 kilometrov ledena ploskev, ki se nahaja v 3-kilometrski (1,9 milj) globoki kotlini. Desni reženj so večinoma visokogorski in dušikovi ledeniki.
"Pred New Horizonsom so vsi mislili, da bo Pluton mrežast - popolnoma ravno, skoraj nobene raznolikosti," je v izjavi za javnost dejal Bertrand. "Toda povsem drugače je. Ima veliko različnih pokrajin in poskušamo razumeti, kaj se tam dogaja. "
Opisati atmosfero Plutona kot tanko je podcenjevanje. Je približno 100.000 krat tanjši od Zemljinega. Kako torej veter v ozračju, ki tanko oblikuje pokrajino?
Bertrandova ekipa je vzela podatke iz letališča Plutona New Horizons in nato izdelala model vremenske napovedi za simulacijo dušikovega vetra.
Skupina je ugotovila, da vetrovi nad 4 km pihajo proti zahodu, kar je v nasprotni smeri vrtenja Plutona. Ko se zamrznjeni dušik v Tombaugh Regio sublimira v hlape na severu, nato spet postane led na jugu, to gibanje sproži zahodne vetrove. Ta situacija je verjetno edinstvena v našem Osončju, z izjemo Tritona, Neptunove Lune.
Raziskovalci so našli tudi drug vetrni tok. Ta je močan, hitro premikajoč se veter blizu površine. Piha ob zahodnem robu kotline Sputnik Planitia. Na Zemlji obstajajo podobni vzorci vetra, ki sledijo konturam pokrajine.
V študiji vetra poganja dušikova para, ki se kondenzira nazaj v led. Visoke vzpetine Sputnik Planitia lovijo hladen zrak v kotlini. Ko kroži tam, postane močnejši.
Če Pluton duši srčni utrip zaradi teh vetrov, bi to lahko razložilo vetrne pasove in temne ravnine zahodno od Sputnik Planitia. Če vetrovi prinesejo dovolj toplote za ogrevanje površine, lahko to povzroči proge in ravnine. Ali pa bi lahko odlagali delce magle, ki lahko potemnijo in erodirajo led. In če bi veter pihal v nasprotni smeri - torej v isti smeri, kot se je vrtel Pluton -, bi bile pokrajine lahko zelo različne.
"Sputnik Planitia je morda pomemben za podnebje Plutona, kot je ocean za Zemljo," je dejal Bertrand. "Če odstranite Sputnik Planitia - če odstranite srce Plutona - ne boste imeli enakega obtoka," je dodal.
Verjetno je najbolj "znana lastnost" na Plutonu verjetno rezani teren. Rezani teren so polja z nazobčanimi površinami v obliki nebotičnikov, ki so narejena predvsem iz metanskega ledu. Najdemo jih na velikih višinah blizu ekvatorja. Bi lahko bili artefakt Plutona, ki bije srce z dušikom?
V svojem prispevku raziskovalci pravijo, da bi lahko "med obdobji ekvatorialnega kopičenja ledu CH4 (metana), vrtenje in vbrizgavanje hladnega zraka, bogatega z N2, iz Sputnik Planitia lahko prevažalo in potiskalo plinast CH4 proti zahodu, tako da je to naklonjeno kopičenje ledu CH4 na skrajnih zahodnih dolžinah (to je vzhodno od Sputnik Planitia), kar je vodilo do nastanka tamkajšnjega terena. "
Prav tako pravijo, da "... grebeni (" lopatice ") nanosov reženega terena kažejo prevladujočo usmerjenost N-S, ki bi lahko deloma izvirala tudi iz tega posebnega režima kroženja atmosfere."
Za zdaj se zdi negotovo, ali bi ti dušikovi vetrovi lahko povzročili razbeljen teren. Toda ekipa namerava poskusiti in ugotoviti. "V prihodnosti načrtujemo nadaljnje raziskovanje teh idej in raziskavo procesov, ki vodijo do teh vzdolžnih asimetrij in posebnih geoloških formacij, z uporabo dolgoročne simulacije GCM z visoko ločljivostjo."
V zaključku avtorji pravijo: "Naše delo potrjuje, da je klima Plutona kljub zaledeneli površini in slabi atmosferi izjemno aktivna." Precej aktivnejši, kot je verjetno kdo mislil.
New Horizons ni mogel vstopiti v orbito okoli Plutona. To je težko storiti in to nikoli ni bila njegova misija. NASA v prihodnosti razmišlja o orbiti Plutona, vmes pa smo vse, kar smo se naučili o ledenem pritlikavem planetu, izvedeli pri enem samem letu. Kljub temu smo se naučili dovolj, da smo se zaintrigirali in želeli vedeti več o tem očarljivem, skrivnostnem svetu.
"Pluton ima za vsakogar nekaj skrivnosti," je dejal Bertrand.
Več:
- Sporočilo za javnost: PLUTO LETO SRCE VELIČA VITRE
- Raziskovalni prispevek: Plutonovo utripajoče srce uravnava kroženje 2 v atmosferi: rezultat visoke ločljivosti in 3 večletne simulacije podnebja
- Vesoljska revija: NASA zdaj razmišlja o misiji orbitira Plutona
