Země a Pluto nemají mnoho společného. Země je živý, živý svět, zatímco Pluto je chladný, vzdálený a neživý. Jedna věc, kterou mají společného, je dusík. Atmosféra Země obsahuje asi 78% dusíku a primární složkou atmosféry Pluta je také dusík, přesný procentní podíl je však nejasný.
Na Plutu, kde je povrchová teplota asi 42 Kelvinů (-231 ° C), je většina tohoto dusíku zamrzlá. Nová studie říká, že zamrzlý dusík Pluta pohání větry planety a tvaruje její hlavní povrchy.
Než kosmická loď New Horizons NASA dorazí na Pluto, nevěděli jsme mnoho o planetě ani o jejích povrchových vlastnostech. Když kosmická loď dorazila v červenci 2015, byli jsme všichni překvapeni, když jsme zjistili, že Pluto je mnohem aktivnější místo, než jsme si mysleli. Je to také tehdy, když jsme poprvé viděli Tombaugha Regia, velkou, lehce zbarvenou oblast na povrchu planety.
Tombaugh Regio je stejně divné místo, stejně jako lidské oči. Má dvě velké laloky, díky nimž vypadá jako srdce, a astronomové to někdy nazývají „Srdcem Pluta“. Západní lalok se jmenuje Sputnik Planitia a má vysoké hory o výšce 6200 metrů (20 000 ft) (Tenzing Montes, dříve Norgay Montes) vyrobené z vodního ledu a obrovskou plání pokrytou dusíkem.
Nový dokument říká, že obrovské ložisko dusíku ve Sputniku Planitia pohání větry Pluta a formuje povrch planety. Příspěvek je nazván „Bití srdce Pluta reguluje atmosférickou cirkulaci: výsledky z numerických simulací klimatu s vysokým rozlišením a víceletými roky.“ Je publikován v časopise Journal of Geophysical Research. Vedoucím autorem je Tanguy Bertrand, astrofyzik a planetární vědec ve výzkumném středisku NASA Ames Research Center.
"Pluto má pro každého tajemství."
Tanguy Bertrand, hlavní autor, Ames Research Center
Většina tenké atmosféry Pluta je dusík a jsou zde také malá množství oxidu uhličitého a metanu. V Sputniku Planitia sedí obrovské množství zmrazeného dusíku a během dne teplota stoupá natolik, aby ji sublimovala a přeměnila na páru. V noci se proces obrátí a dusík opět zamrzne a padá na povrch. Pokaždé, když se cyklus opakuje, působí jako čerpadlo nebo „srdeční rytmus“, který čerpá větry dusíku kolem planety.
Tento vítr teče opačným směrem než rotace planety a může být zodpovědný za neobvyklé povrchové vlastnosti planety. Jak tenký, dusík bohatý vítr fouká po povrchu, přenáší teplo, zrnka ledu a částice zákalu a vytváří tmavé větrné pruhy a pláně přes severní a severozápadní oblasti.
"To zdůrazňuje skutečnost, že atmosféra a větry Pluta - i když je hustota atmosféry velmi nízká - mohou ovlivnit povrch," řekl Tanguy Bertrand, astrofyzik a planetární vědec ve výzkumném středisku NASA Ames v Kalifornii a hlavní autor studie.
Oblast Sputnik Planitia nebo levý lalok Plutova srdce je nižší nadmořská výška než zbytek planety a obsahuje většinu dusíku. Sputnik Planitia je ledová pokrývka o délce 1 000 kilometrů (620 mil) umístěná v 3 kilometrové (1,9 km) hluboké pánvi. Pravým lalokem jsou většinou horské a dusíkaté ledovce.
"Před New Horizons si všichni mysleli, že Pluto bude netball - úplně plochý, téměř žádná rozmanitost," řekl Bertrand v tiskové zprávě. "Ale je to úplně jiné." Má spoustu různých krajin a snažíme se pochopit, co se tam děje. “
Popsat Plutoovu atmosféru jako tenkou je podcenění. Je asi 100 000krát tenčí než Země. Jak tedy vítr v atmosféře, která tenkou krajinu utváří?
Bertrandův tým vzal data z letu Pluto v New Horizons a poté postavil model předpovědi počasí, který simuloval vítr v dusíku.
Tým zjistil, že vítr nad 4 km (2,5 mil) fouká na západ, což je v opačném směru jako je Pluto. Když zamrzlý dusík v Tombaugh Regio sublimuje na páru na severu, pak se opět stane ledem na jihu, tento pohyb spouští západní vítr. Tato situace je pravděpodobně v naší sluneční soustavě jedinečná, s možnou výjimkou Tritona, Neptunova měsíce.
Vědci také našli další větrný proud. Tohle je silný, rychle se pohybující vítr blízko povrchu. Fouká podél západního okraje pánve Sputnik Planitia. Na Zemi existují podobné vzory větru, které sledují obrysy krajiny.
Podle studie je vítr poháněn kondenzací dusíkových par zpět na led. Výškové útesy Sputnik Planitia zachycují studený vzduch uvnitř pánve. Jak tam cirkuluje, stává se silnějším.
Pokud tyto tlaky řídí dusíkový rytmus Pluta, mohli by vysvětlit pruhy větru a tmavé pláně západně od Sputnik Planitia. Pokud vítr přinese dostatek tepla k zahřátí povrchu, může to způsobit pruhy a pláně. Nebo by mohl ukládat částice oparu, které mohou ztmavnout a erodovat led. A kdyby vítr foukal v opačném směru - což znamená ve stejném směru jako rotace Pluta - krajina by se mohla velmi lišit.
"Sputnik Planitia může být stejně důležitý pro klima Pluta jako oceán pro klima Země," řekl Bertrand. "Pokud odstraníte Sputnik Planitia - pokud odstraníte srdce Pluta - nebudete mít stejný oběh," dodal.
Nejznámějším prvkem na Plutu je pravděpodobně ostřílený terén. Ostnatý terén jsou pole mrakodrapů, zubaté formy půdy vyrobené převážně z methanového ledu. Nacházejí se ve vysokých nadmořských výškách poblíž rovníku. Mohl by to být artefakt Plutova bití dusíku?
Ve své práci vědci říkají „… během období rovníkové akumulace ledu CH4 (metan) mohla retro-rotace a vstřikování studeného vzduchu bohatého na N2 ze Sputnik Planitia transportovat a tlačit plynný CH4 na západ, takže zvýhodňuje nahromadění ledu CH4 v nejzápadnějších délkách (tj. východně od Sputnik Planitia), což vedlo k vytvoření Bladed Terrain. “
Také říkají „… hřebeny (“ lopatky ”) ložisek Bladed Terrain vykazují dominantní orientaci N-S, která by mohla také částečně pocházet z tohoto zvláštního režimu atmosférické cirkulace.“
Prozatím se zdá nejisté, zda by tyto dusíkaté větry mohly způsobovat povrch s lopatkami. Tým se však chce pokusit to zjistit. "V budoucnu plánujeme tyto myšlenky dále prozkoumat a prozkoumat procesy vedoucí k těmto podélným asymetrickým a zvláštním geologickým formacím pomocí dlouhodobých simulací GCM s vysokým rozlišením."
V závěru autoři uvádějí: „Naše práce potvrzuje, že i přes zamrzlý povrch a jemnou atmosféru je Plutoovo klima pozoruhodně aktivní.“ Mnohem aktivnější, než si pravděpodobně myslel kdokoli.
New Horizons se nemohl dostat na oběžnou dráhu kolem Pluta. To je obtížné a nikdy to nebylo její poslání. NASA zvažuje v budoucnu orbitu Pluto, ale mezitím se vše, co jsme se dozvěděli o ledové planetě trpaslíků, naučili jsme se z jediného letu. Přesto jsme se toho naučili natolik, abychom byli fascinováni a chtěli jsme se dozvědět více o tomto fascinujícím tajemném světě.
"Pluto má pro každého tajemství," řekl Bertrand.
Více:
- Tisková zpráva: PLUTO'S ICY HEART MAJÍ VÍNO VÍTĚZŮ
- Výzkumná kniha: Pluto bije srdce reguluje cirkulaci atmosféry 2: výsledky z vysokého rozlišení a 3 víceletých numerických simulací klimatu
- Space Magazine: NASA nyní zvažuje misi Pluto Orbiter Mission
