A Plútó légköre

Általános Információk
A Plútó légköre
A Plútó légköre, akkor vették, amikor a Napot eltakarta a törpe bolygó, 2015. július 14. A diagram két különálló ködréteg jelenlétét mutatja: az első a felszín és 50 km , a második a 50 és 83 km között .
Vastagság	határozatlan
Légköri nyomás	0,65 - 2,4 Pa
Térfogati összetétel
Dinitrogén	90%
Metán	-
Szén-monoxid	10%
Etán	-

A Plútó légkörét 1985-ben fedezték fel, és sok sajátosságot fokozatosan azonosítottak, bár a részletek nagy részét még mindig megerősítik részletesebb tanulmányok. Jelenlegi kutatások azt jelzik, hogy a légkörben a Plútó elsősorban áll dinitrogén , néhány metán a szén-monoxid , és az etán egy nyomáson körülbelül 6,5-24 mikrobar (0,65 2, 4 pascal (Pa)) a felületen.

Jellemzők

A Plútó felszínén a légköri nyomás körülbelül 15 μbar, vagyis a Föld mintegy 100 000 e . Egy 2009-es tanulmány becslése szerint a nyomásnak 6,5 és 24 μbar között kell lennie. A Plútó felső légköre hőmérséklet-inverzión megy keresztül . Hőmérséklete valójában kb. 103 K ( azaz -170 ° C ), azaz 50 K- mal több, mint a felszín (53 K, azaz -220 ° C ), míg a Plútó alsó légkörének hőmérséklete 93 K ( -180 ° C) ), vagyis 40 K-val magasabb a felszínnél.

A Plútó felső légköre többnyire nitrogén, a felszíni jég metán- és szén-monoxid-nyomokkal rendelkezik, míg az alsó légkör metánban gazdag.

Amint a Plútó pályája elhúzza a Naptól, atmoszférája megfagy és fokozatosan a földre esik, hasonlítva a finom száraz homokhoz. Amikor excentrikus pályája közelebb hozza a Naphoz (a Plútó rendszeresen közelebb van a Naphoz, mint a Neptunuszhoz ), a Plútó szilárd felületének hőmérséklete eléggé megnő ahhoz, hogy ezt a homokot gázgá szublimálja . Ez a szublimáció hűsítő hatást gyakorol a Plútó felszínére, és „üvegházhatású hatást” kelt; hasonlóan a verejték hűti a testet, ha elpárolog a bőr felszínéről. A Submillimeter Array segítségével a tudósok nemrégiben felfedezték, hogy a Plútó hőmérséklete körülbelül 43 K ( -230 ° C ), 10 K-val hűvösebb a vártnál.

Kék színe a holin finom részecskéinek jelenlétéhez kapcsolódik .

Ködök

Ködrétegek vannak a Plútó légkörében. A New Horizons áthaladása során húsz néhány kilométer vastag réteget azonosítottak, amelyeket általában tíz kilométer választ el. Alacsony párák (5–15 km között a felszín felett) vannak jelen, valószínűleg a fotokémiai reakciók termékeinek kondenzációjából adódóan . 15 km-en túl ködrétegek is vannak (legfeljebb 200 km-re ), miközben a hőmérséklet túl magas ahhoz, hogy szénhidrogének vagy nitrilek kondenzálódjanak . A titán atmoszférájában azonos típusú szerkezet található, és a hőmérséklet is túl magas ezen molekulák kondenzációjához. Ezeknek a ködöknek a kialakulási mechanizmusa a Titan számára a CN - és C 3 N- ionok termelésén alapul- az alacsony energiájú elektronok és a HCN vagy H közötti ionoszféra ütközéseiből C 3 Npotenciálisan negatív töltésű makromolekulákat vonzhat, amelyek vonzzák a kationokat és aeroszolt adnak, majd végül ködök képződnek, alkalmazhatók a Plútóra, bár ionoszférát nem észleltek (2017). A párák alkotó részecskéi a törpebolygó felszínén rakódnak le.

Felfedezés

A Plútó légkörét egy okkultáció megfigyelése során fedezték fel 1985-ben; ezt a felfedezést megerősítette és jelentősen megerősítette egy másik okkultáció mélyreható megfigyelése 1998-ban. Amikor egy légkör nélküli tárgy elcsíp egy csillagot, a csillag hirtelen eltűnik, a Plútó esetében a csillag fokozatosan elhalványul. Az okkultációs sebesség alapján a légköri nyomást 0,15 Pascal-ban állapították meg, ami körülbelül 700 000-szer kisebb, mint a Föld nyomása.

2002-ben újabb okkultációt figyeltek meg és elemeztek Bruno Sicardy, a Párizsi Obszervatórium , James L. Elliot, az MIT és Jay Pasachoff, a Williams Főiskola vezetésével . A légköri nyomást 0,3 pascal-ra becsülték, annak ellenére, hogy a Plútó távolabb állt a Naptól, mint 1988-ban. Ennek a távolságnak azonban lehűlnie kellett volna a légkört, és enyhébbé, ritkábbá kellett tennie. Ennek a megfigyelt eltérésnek az egyik lehetséges magyarázata azon a tényen alapul, hogy 1987-ben a Plútó déli pólusa 120 év után került elő először az árnyékból. Ez az esemény nagy mennyiségű nitrogén szublimálását okozta volna a sarki sapkából. Évtizedekbe telik, mire a légkörbe kibocsátott nitrogénfelesleg újra kondenzálódik a felszínen. Újabb csillag okkultációt figyelt meg 2006. június 12-én James Elliot csapata az MIT-Williams Főiskolán, valamint Leslie Young által vezetett csoport az ausztráliai Southwest Research Institute- ban.

2006 októberében Dale Cruikshank, a NASA Ames kutatóközpontjának (részt vesz a New Horizons projektben ) és munkatársai bejelentették az etán spektroszkópiai felfedezését a Plútó felszínén. Ez az etán a törpe bolygó felszínén fagyott vagy annak atmoszférájában szuszpendált metán fotolíziséből vagy radiolíziséből (kémiai átalakulás napsugárzás és töltött részecskék energiájává történő átalakításából) származik.

2015-ben a New Horizons projekt szondája volt az első űrhajó, amely tanulmányozás céljából megközelítette a Plútót. Az első beérkezett információ megerősíti a korábban kiszámított légköri nyomást.

Források

Hivatkozások

Lellouch és mtsai. 2009
Stern 2006
Croswell 1992
Lellouch, Sicardy és De Bergh 2009
Ker 2006
"A New Horizons leleplezi a Plútó kék egét " , a Futura-Sciences oldalon
"A New Horizons bemutatja a Plútó és a jégáramlások atmoszféráját " , a Futura-Sciences oldalon
(in) AF Cheng , ME Summers , GR Gladstone , D. Strobel , THE Young, P. Lavvas, JA Kammer, CM Lisse, AH Parker EF Young, SA Stern, HA Weaver, CB Olkin és K. Ennico, " Haze a Plútó légkörében ” , Icarus , vol. 290,1 st július 2017, P. 112–133 ( DOI 10.1016 / j.icarus.2017.02.024 , online olvasás ).
(in) " CUAI 4097 " , 1985(megtekintés : 2007. március 26. )
Johnston 2006
Sicardy és Widemann 2003
(in) "A Plútó globális felmelegedésen megy keresztül, a kutatók megállapítják " , Massachusettsi Műszaki Intézet, 2002. október 9(hozzáférés : 2007. március 20. )
(in) "A Williams tudósai hozzájárulnak a Plútó új megállapításaihoz " , Williams College, 2003. július 9(hozzáférés : 2007. március 20. )
Britt 2003
Elliot 2006

Bibliográfia

(en) RR Britt, „A Plútón talált rejtélyes évszakok és szél jelei ” , a Space.com- on ,2003(megtekintés : 2007. március 26. )
(en) R. Johnston : „ A Plútó és más transz-neptuniai tárgyak atmoszférája ” ,2006(megtekintés : 2007. március 26. )
(en) E. Lellouch , B. Sicardy és C. de Bergh , „A Plútó alacsonyabb légköri szerkezete és metánbősége nagy felbontású spektroszkópiából és csillag okkultációkból ” , Astronomy & Astrophysics ,2009( DOI 10.1051 / 0004-6361 / 200911633 , arXiv 0901.4882 , online olvasás )
(en) A. Stern , „ A régi horizontok újszerűvé tétele ” , a PI perspektívája , Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratórium,1 st november 2006( online olvasás , konzultáció 2007. február 12-én )
(en) K. Croswell, „ Nitrogén a Plútó légkörében ” ,1992(hozzáférés : 2007. április 27. )
(en) T. Ker , " Csillagászok: A Plútó a vártnál hidegebb " , Space.com (a CNN.com-on keresztül) ,2006( online olvasás , konzultáció 2006. március 5-én )
(en) JL Elliot , „ A Plútó légkörének mérete, amint azt a 2006. június 12-i okkultáció feltárta ” , Amerikai Csillagászati Társaság ,2006( online olvasás )
(en) B. Sicardy , T. Widemann et al. , „ A Plútó légkörének nagy változásai, amint azt a legutóbbi csillag okkultációk feltárják ” , Nature , Nature, vol. 424,2003. július 10, P. 168 ( DOI 10.1038 / nature01766 )

Kiegészítések

Részletes leolvasások

(in) SM Slivan és EW Dunham , " Korlátozások a Plútó atmoszférájának felépítésére " , Bulletin of the American Astronomical Society , Vol. 21,1989. június, P. 986 ( online olvasás )
(en) DP Hinson , IR Linscott , LA Young , GL Tyler , SA Stern, RA Beyer, MK Bird, K. Ennico, GR Gladstone, CB Olkin, M. Pätzold, Schenk miniszterelnök, DF Strobel, ME Summers, HA Weaver és WW Woods, „ A Plútó semleges atmoszférájának rádió okkultációs mérései az új horizontokkal ” , Icarus , vol. 290,1 st július 2017, P. 96–111 ( DOI 10.1016 / j.icarus.2017.02.031 , online olvasás , hozzáférés : 2017. március 17 )