Η Γη και ο Πλούτωνας δεν έχουν πολλά κοινά. Η Γη είναι ένας ζωντανός, ζωντανός κόσμος, ενώ ο Πλούτωνας είναι κρύος, μακρινός και άψυχος. Αλλά ένα κοινό πράγμα είναι το άζωτο. Η ατμόσφαιρα της Γης είναι περίπου 78% άζωτο και το κύριο ατμοσφαιρικό συστατικό του Πλούτωνα είναι επίσης άζωτο, αν και το ακριβές ποσοστό είναι ασαφές.
Στον Πλούτωνα, όπου η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι περίπου 42 Κέλβιν (-231 Κελσίου), το μεγαλύτερο μέρος αυτού του αζώτου είναι κατεψυγμένο. Μια νέα μελέτη λέει ότι το κατεψυγμένο άζωτο του Πλούτωνα οδηγεί τους ανέμους του πλανήτη και διαμορφώνει τις επιφάνειες των χαρακτηριστικών του.
Πριν από το διαστημικό σκάφος New Horizons της NASA που έφτασε στον Πλούτωνα, δεν γνωρίζαμε πολλά για τον πλανήτη ή τα επιφανειακά του χαρακτηριστικά. Όταν το διαστημικό σκάφος έφτασε τον Ιούλιο του 2015, ήμασταν όλοι έκπληκτοι που διαπιστώσαμε ότι ο Πλούτωνας ήταν ένα πολύ πιο ενεργό μέρος από ό, τι νομίζαμε. Είναι επίσης όταν είδαμε για πρώτη φορά το Tombaugh Regio, μια μεγάλη, ελαφριά περιοχή στην επιφάνεια του πλανήτη.
Το Tombaugh Regio είναι ένα πολύ παράξενο μέρος, για τα ανθρώπινα μάτια ούτως ή άλλως. Έχει δύο μεγάλους λοβούς που το κάνουν να μοιάζει με καρδιά, και οι αστρονόμοι μερικές φορές το αποκαλούν «Καρδιά του Πλούτωνα». Ο δυτικός λοβός ονομάζεται Sputnik Planitia και διαθέτει βουνά ύψους 6200 μέτρων (Tenzing Montes, πρώην Norgay Montes) φτιαγμένο από πάγο νερού και μια απέραντη πεδιάδα καλυμμένη με πάγο αζώτου.
Ένα νέο έγγραφο αναφέρει ότι η τεράστια εναπόθεση αζώτου στο Sputnik Planitia οδηγεί τους ανέμους του Πλούτωνα και διαμορφώνει την επιφάνεια του πλανήτη. Η εργασία με τίτλο «Η καρδιά του Πλούτωνα ρυθμίζει την ατμοσφαιρική κυκλοφορία: αποτελέσματα από υψηλής ανάλυσης και πολυετείς αριθμητικές προσομοιώσεις του κλίματος». Δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Geophysical Research. Ο κύριος συγγραφέας είναι ο Tanguy Bertrand, ένας αστροφυσικός και πλανητικός επιστήμονας στο Κέντρο Έρευνας Ames της NASA.
«Ο Πλούτωνας έχει κάποιο μυστήριο για όλους».
Tanguy Bertrand, επικεφαλής συγγραφέας, Κέντρο Έρευνας Ames
Το μεγαλύτερο μέρος της λεπτής ατμόσφαιρας του Πλούτωνα είναι άζωτο και υπάρχουν επίσης μικρές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου. Μια τεράστια ποσότητα κατεψυγμένου αζώτου βρίσκεται στο Sputnik Planitia και κατά τη διάρκεια της ημέρας, η θερμοκρασία αυξάνεται αρκετά για να το εξαλείψει, μετατρέποντάς το σε ατμό. Τη νύχτα, η διαδικασία αντιστρέφεται και το άζωτο παγώνει ξανά, πέφτοντας στην επιφάνεια. Κάθε φορά που ο κύκλος επαναλαμβάνεται, λειτουργεί σαν αντλία ή «καρδιακός παλμός», αντλώντας ανέμους αζώτου γύρω από τον πλανήτη.
Αυτός ο άνεμος ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση της περιστροφής του πλανήτη και μπορεί να είναι υπεύθυνος για ασυνήθιστα επιφανειακά χαρακτηριστικά στον πλανήτη. Καθώς ο λεπτός, πλούσιος σε άζωτο άνεμος φυσά κατά μήκος της επιφάνειας, μεταφέρει θερμότητα, κόκκους πάγου και σωματίδια θολότητας για να δημιουργήσει σκοτεινές ραβδώσεις και πεδιάδες στις βόρειες και βορειοδυτικές περιοχές.
"Αυτό τονίζει το γεγονός ότι η ατμόσφαιρα και οι άνεμοι του Πλούτωνα - ακόμη και αν η πυκνότητα της ατμόσφαιρας είναι πολύ χαμηλή - μπορούν να επηρεάσουν την επιφάνεια", δήλωσε ο Tanguy Bertrand, αστροφυσικός και πλανητικός επιστήμονας στο Κέντρο Έρευνας Ames της Καλιφόρνια της NASA και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Η περιοχή Sputnik Planitia, ή ο αριστερός λοβός της καρδιάς του Πλούτωνα, έχει χαμηλότερο υψόμετρο από τον υπόλοιπο πλανήτη και φιλοξενεί το μεγαλύτερο μέρος του αζώτου. Το Sputnik Planitia είναι ένα φύλλο πάγου 1.000 χιλιομέτρων (620 μίλια) που βρίσκεται σε μια βαθιά λεκάνη 3 χιλιομέτρων (1,9 μίλια). Ο σωστός λοβός είναι κυρίως υψίπεδα και παγετώνες αζώτου.
«Πριν από τους Νέους Ορίζοντες, όλοι πίστευαν ότι ο Πλούτωνας θα ήταν netball - εντελώς επίπεδος, σχεδόν χωρίς ποικιλομορφία», δήλωσε ο Bertrand σε δελτίο τύπου. «Αλλά είναι εντελώς διαφορετικό. Έχει πολλά διαφορετικά τοπία και προσπαθούμε να καταλάβουμε τι συμβαίνει εκεί. "
Το να περιγράψεις την ατμόσφαιρα του Πλούτωνα ως λεπτή είναι υποτιμητική. Είναι περίπου 100.000 φορές πιο λεπτό από αυτό της Γης. Πώς λοιπόν ο άνεμος σε μια ατμόσφαιρα που λεπταίνει το τοπίο;
Η ομάδα του Bertrand πήρε δεδομένα από την πτήση New Horizons του Πλούτωνα και στη συνέχεια δημιούργησε ένα μοντέλο πρόγνωσης καιρού για την προσομοίωση των ανέμων αζώτου.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι άνεμοι πάνω από 4 χιλιόμετρα (2,5 μίλια) φυσούν προς τα δυτικά, που είναι προς την αντίθετη κατεύθυνση της περιστροφής του Πλούτωνα. Όταν το κατεψυγμένο άζωτο στο Tombaugh Regio εξατμίζεται σε ατμούς στο βορρά, και πάλι γίνεται πάγος στο νότο, αυτή η κίνηση ενεργοποιεί τους δυτικούς ανέμους. Αυτή η κατάσταση είναι πιθανώς μοναδική στο Ηλιακό μας Σύστημα, με την πιθανή εξαίρεση του Triton, του φεγγαριού του Ποσειδώνα.
Οι ερευνητές βρήκαν επίσης ένα άλλο ρεύμα ανέμου. Αυτός είναι ένας ισχυρός, γρήγορος άνεμος κοντά στην επιφάνεια. Φυσάει στο δυτικό άκρο της λεκάνης του Sputnik Planitia. Υπάρχουν παρόμοια μοτίβα ανέμου στη Γη, που ακολουθούν το περίγραμμα του τοπίου.
Ο άνεμος οδηγείται από τους ατμούς αζώτου που συμπυκνώνονται πίσω στον πάγο, σύμφωνα με τη μελέτη. Οι απότομοι βράχοι του Sputnik Planitia παγιδεύουν κρύο αέρα μέσα στη λεκάνη. Καθώς κυκλοφορεί εκεί, γίνεται ισχυρότερη.
Εάν ο καρδιακός παλμός του αζώτου του Πλούτωνα οδηγεί αυτούς τους ανέμους, μπορεί να εξηγήσει τις ραβδώσεις του ανέμου και τις σκοτεινές πεδιάδες δυτικά του Sputnik Planitia. Εάν οι άνεμοι φέρνουν αρκετή θερμότητα για να ζεσταθεί η επιφάνεια, αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει τις ραβδώσεις και τις πεδιάδες. Ή θα μπορούσε να εναποθέσει σωματίδια ομίχλης, τα οποία μπορούν να σκουραίνουν και να διαβρώνουν τον πάγο. Και αν ο άνεμος φυσούσε προς την αντίθετη κατεύθυνση - που σημαίνει την ίδια κατεύθυνση με την περιστροφή του Πλούτωνα - τα τοπία θα μπορούσαν να είναι πολύ διαφορετικά.
«Το Sputnik Planitia μπορεί να είναι εξίσου σημαντικό για το κλίμα του Πλούτωνα, όπως και ο ωκεανός για το κλίμα της Γης», δήλωσε ο Bertrand. "Εάν αφαιρέσετε το Sputnik Planitia - εάν αφαιρέσετε την καρδιά του Πλούτωνα - δεν θα έχετε την ίδια κυκλοφορία", πρόσθεσε.
Το πιο «διάσημο χαρακτηριστικό» στον Πλούτωνα είναι πιθανώς το έδαφος με λεπίδες. Το ανάγλυφο έδαφος είναι πεδία σχήματος ουρανοξύστη, οδοντωτές μορφές από κυρίως πάγο μεθανίου. Βρίσκονται σε μεγάλα υψόμετρα κοντά στον ισημερινό. Θα μπορούσαν να είναι ένα τεχνούργημα της καρδιάς αζώτου του Πλούτωνα;
Στην εργασία τους, οι ερευνητές λένε «… σε περιόδους ισημερινής συσσώρευσης πάγου CH4 (μεθάνιο), η αναδρομική περιστροφή και η έγχυση κρύου αέρα πλούσιου σε Ν2 από το Sputnik Planitia θα μπορούσαν να μεταφέρουν και να ωθήσουν το αέριο CH4 προς τα δυτικά, έτσι ώστε να ευνοεί την συσσώρευση πάγου CH4 στα δυτικότερα γεωγραφικά μήκη (δηλαδή ανατολικά του Sputnik Planitia) που οδηγεί στο σχηματισμό του εδάφους Bladed εκεί. "
Λένε επίσης "... οι κορυφογραμμές (" λεπίδες ") των καταθέσεων του Bladed Terrain εμφανίζουν έναν κυρίαρχο προσανατολισμό N-S, ο οποίος θα μπορούσε επίσης να προέρχεται εν μέρει από αυτό το περίεργο καθεστώς ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας."
Προς το παρόν, φαίνεται αβέβαιο εάν αυτοί οι άνεμοι αζώτου θα μπορούσαν να προκαλέσουν το έδαφος με λεπίδες. Αλλά η ομάδα σκοπεύει να προσπαθήσει να μάθει. «Στο μέλλον, σκοπεύουμε να διερευνήσουμε περαιτέρω αυτές τις ιδέες και να διερευνήσουμε τις διαδικασίες που οδηγούν σε αυτές τις διαμήκεις ασυμμετρίες και ιδιότυπους γεωλογικούς σχηματισμούς, χρησιμοποιώντας μακροπρόθεσμες προσομοιώσεις GCM υψηλής ανάλυσης».
Στο συμπέρασμά τους, οι συγγραφείς λένε «Η δουλειά μας επιβεβαιώνει ότι παρά την παγωμένη επιφάνεια και την αραιή ατμόσφαιρα, το κλίμα του Πλούτωνα είναι εξαιρετικά ενεργό». Πολύ πιο ενεργό από ό, τι πιθανώς πίστευε ο καθένας.
Οι New Horizons δεν μπόρεσαν να μπουν σε τροχιά γύρω από τον Πλούτωνα. Αυτό είναι δύσκολο να γίνει και δεν ήταν ποτέ η αποστολή του. Η NASA σκέφτεται έναν τροχιά του Πλούτωνα στο μέλλον, αλλά εν τω μεταξύ, όλα όσα μάθαμε για τον παγωμένο πλανήτη νάνος, μάθαμε από ένα μόνο fly-by. Παρόλα αυτά, μάθαμε αρκετά για να γοητευόμαστε και να θέλουμε να μάθουμε περισσότερα για αυτόν τον συναρπαστικό, μυστηριώδη κόσμο.
«Ο Πλούτωνας έχει κάποιο μυστήριο για όλους», είπε ο Bertrand.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Το ICY HEART PLUTO κάνει το WINDS BLOW
- Ερευνητικό έγγραφο: Η χτύπημα της καρδιάς του Πλούτωνα ρυθμίζει την ατμοσφαιρική κυκλοφορία 2: αποτελέσματα υψηλής ανάλυσης και 3 πολυετών αριθμητικών κλιματικών προσομοιώσεων
- Space Magazine: Η NASA εξετάζει τώρα μια αποστολή Pluto Orbiter
