Krajina a Pluto nemajú veľa spoločného. Zem je živý, živý svet, zatiaľ čo Pluto je chladné, vzdialené a neživé. Jedna vec, ktorú majú spoločné, je dusík. Atmosféra Zeme obsahuje asi 78% dusíka a primárnou atmosférickou zložkou Pluta je tiež dusík, aj keď presné percento nie je jasné.
Na Plute, kde je povrchová teplota okolo 42 Kelvinov (-231 ° C), je väčšina tohto dusíka zmrazená. Nová štúdia hovorí, že mrazený dusík Pluta poháňa vetry planéty a tvaruje jeho povrchy.
Pred príchodom kozmickej lode New Horizons NASA na Pluto sme o planéte alebo jej povrchových vlastnostiach veľa nevedeli. Keď kozmická loď dorazila v júli 2015, všetci sme boli prekvapení, keď sme zistili, že Pluto je oveľa aktívnejším miestom, ako sme si mysleli. Je to tiež vtedy, keď sme prvýkrát videli Tombaugha Regia, veľkú, mierne zafarbenú oblasť na povrchu planéty.
Tombaugh Regio je napriek tomu ľudským očiam veľmi zvláštne miesto. Má dve veľké laloky, vďaka ktorým vyzerá ako srdce, a astronómovia to niekedy nazývajú „srdce Pluta“. Západný lalok sa nazýva Sputnik Planitia a má vysoké hory s rozlohou 6 200 metrov (20 000 stôp) (Tenzing Montes, predtým Norgay Montes) vyrobené z vodného ľadu a obrovskú planinu pokrytú dusíkovým ľadom.
Nový dokument hovorí, že obrovské ložisko dusíka v Sputnik Planitia poháňa vietor Pluta a formuje povrch planéty. Papier je nazvaný „Srdce Plutovho rytmu reguluje atmosférickú cirkuláciu: výsledky simulácie klimatických zmien s vysokým rozlíšením a viacročnými simuláciami“. Publikuje sa v časopise Journal of Geophysical Research. Hlavným autorom je Tanguy Bertrand, astrofyzik a planetárny vedec z Ames Research Center NASA.
"Pluto má pre každého tajomstvo."
Tanguy Bertrand, hlavný autor, Výskumné centrum Ames
Väčšina tenkej atmosféry Pluta je dusík a sú tu tiež malé množstvá oxidu uhličitého a metánu. Veľké množstvo mrazeného dusíka sedí v Sputnik Planitia a počas dňa teplota stúpa natoľko, aby ju sublimovala a premenila ju na paru. V noci sa proces obráti a dusík znova zamrzne a padá na povrch. Zakaždým, keď sa cyklus opakuje, funguje ako čerpadlo alebo „srdcový rytmus“, ktorý čerpá vetry dusíka okolo planéty.
Tento vietor prúdi opačným smerom ako je rotácia planéty a môže byť zodpovedný za neobvyklé povrchové vlastnosti planéty. Keď tenký, dusík bohatý vietor fúka po povrchu, prenáša teplo, zrnká ľadu a častice zákalu a vytvára tak severné a severozápadné oblasti, ktoré vytvárajú tmavé pruhy a roviny vetra.
"Toto zdôrazňuje skutočnosť, že atmosféra a vetry Pluta - aj keď je ich hustota veľmi nízka - môžu ovplyvniť povrch," uviedol Tanguy Bertrand, astrofyzik a planetárny vedec z Ames Research Center v Kalifornii a hlavný autor štúdie.
Región Sputnik Planitia alebo ľavý lalusok srdca Pluta je nižšia nadmorská výška ako zvyšok planéty a obsahuje väčšinu dusíka. Sputnik Planitia je ľadový štít s rozlohou 1 000 kilometrov (620 míľ), ktorý sa nachádza v 3-kilometrovej hĺbke (1,9 km). Pravým lalokom sú väčšinou vysokohorské a dusíkové ľadovce.
"Pred New Horizons si každý myslel, že Pluto bude sieťový futbal - úplne plochý, takmer žiadna rozmanitosť," uviedol Bertrand v tlačovej správe. "Ale je to úplne iné." Má veľa rôznych krajín a snažíme sa pochopiť, čo sa tam deje. “
Popísať atmosféru Pluta ako tenkého je podhodnotenie. Je to asi 100 000 krát tenšie ako na Zemi. Ako teda môže vietor pôsobiť v atmosfére, ktorá vytvára tenkú krajinu?
Bertrandov tím vzal údaje z preletu Pluto v New Horizons a potom zostavil model predpovede počasia na simuláciu vetra dusíka.
Tím zistil, že vietor nad 4 km (2,5 míľ) fúka na západ, čo je opačným smerom ako je Pluto. Keď zamrznutý dusík v zariadení Tombaugh Regio sublimuje na pary na severe, potom sa na juhu opäť stane ľadom, tento pohyb spustí západné vetra. Táto situácia je pravdepodobne v našej slnečnej sústave jedinečná, s výnimkou Tritona, Neptunova mesiaca.
Vedci našli aj ďalší prúd vetra. Toto je silný, rýchlo sa pohybujúci vietor v blízkosti povrchu. Fúka pozdĺž západného okraja povodia riek Sputnik Planitia. Na Zemi sú podobné vzory vetra, ktoré sledujú obrysy krajiny.
Podľa štúdie je vietor poháňaný kondenzáciou dusíkových pár späť na ľad. Výškové útesy Sputnik Planitia zachytávajú studený vzduch vo vnútri nádrže. Keď tam cirkuluje, stáva sa silnejším.
Ak tieto dychy poháňajú dusíkový rytmus Pluta, mohli by vysvetliť pruhy vetra a tmavé pláne západne od Sputnik Planitia. Ak vietor privedie dostatok tepla na zahriatie povrchu, môže to spôsobiť pruhy a pláne. Alebo by mohol ukladať častice zákalu, ktoré môžu stmavnúť a erodovať ľad. A ak vietor fúka v opačnom smere - to znamená v rovnakom smere, ako je rotácia Pluta, krajina by sa mohla veľmi líšiť.
"Sputnik Planitia môže byť rovnako dôležitý pre klímu Pluta ako oceán pre klímu Zeme," uviedol Bertrand. "Ak odstránite Sputnik Planitia - ak odstránite srdce Pluta - nebudete mať rovnaký obeh," dodal.
Najznámejšou črtou Pluta je pravdepodobne holý terén. Lopatkovým terénom sú polia mrakodrapu, zubaté formy pôdy vyrobené prevažne z metánového ľadu. Nachádzajú sa vo vysokých nadmorských výškach v blízkosti rovníka. Mohli by byť artefaktom Plutovho bijúceho dusíkového srdca?
Vedci vo svojom článku hovoria, že „… v obdobiach rovníkovej akumulácie ľadu CH4 (metán) môže retro-rotácia a vstrekovanie studeného vzduchu bohatého na N2 zo Sputnik Planitia transportovať a tlačiť plynný CH4 na západ, takže zvýhodňuje nahromadenie ľadu CH4 v najzápadnejších zemepisných šírkach (to znamená východne od Sputnik Planitia), čo vedie k formovaniu Bladed Terrain. “
Hovoria tiež, že „… hrebene“ lopatiek ložiska Bladed Terrain vykazujú dominantnú orientáciu N-S, ktorá by mohla čiastočne pochádzať aj z tohto zvláštneho režimu atmosférickej cirkulácie. ”
Pre túto chvíľu sa zdá neisté, či by tieto dusíkaté vetry mohli spôsobiť lopatkový terén. Tím sa však snaží zistiť. „V budúcnosti plánujeme tieto myšlienky ďalej skúmať a skúmať procesy vedúce k týmto pozdĺžnym asymetriám a zvláštnym geologickým formáciám pomocou dlhodobých simulácií GCM s vysokým rozlíšením.“
Na záver autori tvrdia, že „naša práca potvrdzuje, že napriek zamrznutému povrchu a jemnej atmosfére je klíma Pluta pozoruhodne aktívna.“ Oveľa aktívnejší, ako si ktokoľvek pravdepodobne myslel.
New Horizons sa nemohol dostať na obežnú dráhu okolo Pluta. To je ťažké urobiť a nikdy to nebolo jej poslaním. NASA v budúcnosti zvažuje dráhu Pluto, ale medzitým sme sa všetko, čo sme sa naučili o ľadovej planéte trpaslíkov, naučili sme z jediného preletu. Napriek tomu sme sa naučili dosť na to, aby sme vás zaujali a chceli sme sa dozvedieť viac o tomto fascinujúcom, tajomnom svete.
„Pluto má pre každého tajomstvo,“ povedal Bertrand.
Viac:
- Tlačová správa: PLUTO'S ICE HEART MAJÁ VÍŤAZOVÉ VÍNO
- Výskumná kniha: Pluto bije srdce reguluje atmosférickú cirkuláciu 2: výsledky z vysokého rozlíšenia a 3-ročných numerických simulácií klímy
- Space Magazine: NASA teraz zvažuje misiu Pluto Orbiter Mission
