Atmosféra Pluta

Atmosféra Pluta
Ilustrační obrázek článku Atmosféra Pluta
Atmosféra Pluta, která byla pořízena, když bylo Slunce zakryto trpasličí planetou, 14. července 2015. Diagram ukazuje přítomnost dvou odlišných vrstev oparu: první mezi povrchem a 50  km a druhá mezi 50 a 83  km .
Obecné informace
Tloušťka neurčitý
Atmosférický tlak 0,65 až 2,4 Pa
Objemové složení
Dinitrogen 90%
Metan -
Kysličník uhelnatý 10%
Etan -

Atmosféra Pluta byl objeven v roce 1985 a postupně bylo identifikováno mnoho specifik, ačkoli většina detailů jsou stále potvrzuje podrobnějším studiu. Současné studie ukazují, že atmosféra na Plutu se skládá hlavně z dusného , s některými methanu na oxid uhelnatý , a ethanu při tlaku asi 6,5 až 24 microbar (0,65 až 2, 4 Pascalů (Pa)) na povrchu.

Vlastnosti

Atmosférický tlak na povrchu Pluta je asi 15 μbar neboli 100 000 e Země. Studie z roku 2009 odhaduje, že tlak by měl být mezi 6,5 a 24 μbar. Horní atmosféra Pluta prochází teplotní inverzí . Jeho teplota je ve skutečnosti asi 103 K ( tj. −170  ° C ), tj. O 50 K více než povrch (53 K, tj. −220  ° C ), zatímco teplota atmosféry dolního Pluta je 93 K ( −180  ° C) ), tj. o 40 K výše než povrch.

Horní atmosféra Pluta je většinou dusík, se stopami metanu a oxidu uhelnatého produkovaného povrchovým ledem, zatímco spodní atmosféra je bohatá na metan.

Když jej obíhá dráha Pluta od Slunce, jeho atmosféra zmrzne a postupně klesá na zem připomínající jemný suchý písek. Když se jeho excentrická oběžná dráha přibližuje ke Slunci (Pluto je periodicky blíže ke Slunci než Neptun ), teplota pevného povrchu Pluta se zvyšuje natolik, aby tento písek sublimoval na plyn. Tato sublimace má chladicí účinek na povrch Pluta a vytváří „anti-skleníkový efekt“; podobně jako pot ochladzuje tělo odpařováním z povrchu kůže. Pomocí submilimetrového pole vědci nedávno zjistili, že teplota Pluta je asi 43 K ( -230  ° C ), což je o 10 K nižší teplota , než se očekávalo.

Jeho modrá barva souvisí s přítomností jemných částic tholinů .

Hmly

V atmosféře Pluta jsou vrstvy oparu. Během průchodu New Horizons bylo identifikováno dvacet vrstev tlustých několik kilometrů, obvykle oddělených deseti kilometry. Je přítomna sada nízkých mlh (mezi 5 a 15  km nad povrchem), pravděpodobně vyplývajících z kondenzace produktů fotochemických reakcí . Jsou zde také více než 15  km vrstev mlhy (až do více než 200  km ), zatímco teploty jsou příliš vysoké, aby umožňovaly kondenzaci uhlovodíků nebo nitrilů . Titan má ve své atmosféře stejný typ struktury s teplotami příliš vysokými pro kondenzaci těchto molekul. Mechanismus tvorby těchto mlh pro Titan, založený na produkci iontů CN - a C 3 N- ze srážek v ionosféře mezi elektrony s nízkou energií a HCN nebo HC 3 Npotenciálně vedoucí k záporně nabitým makromolekulám, které přitahují kationty a dávají aerosol a nakonec mlhy, lze použít na Pluto, ačkoli nebyla detekována žádná ionosféra (2017). Základní částice mlhy jsou uloženy na povrchu trpasličí planety.

Objev

Atmosféra Pluta byla objevena při pozorování zákrytů v roce 1985; tento objev byl potvrzen a značně posílen hloubkovým pozorováním další zákrytu v roce 1998. Když objekt bez atmosféry zakrývá hvězdu, hvězda najednou zmizí, v případě Pluta hvězda postupně slábla. Na základě rychlosti zákrytů byl atmosférický tlak stanoven na 0,15 Pascalu, což je asi 700 000krát méně než na Zemi.

V roce 2002 byla pozorována a analyzována další zákryt týmy vedenými Bruno Sicardy z pařížské observatoře , James L. Elliot z MIT a Jay Pasachoff z Williams College . Tlak v atmosféře byl odhadován na 0,3 pascalu, přestože Pluto bylo dále od Slunce než v roce 1988. Tato vzdálenost však měla atmosféru ochladit a učinit ji jemnější a vzácnější. Jedno možné vysvětlení tohoto pozorovaného rozporu je založeno na skutečnosti, že v roce 1987 se jižní pól Pluta poprvé vynořil ze stínů za 120 let. Tato událost by způsobila sublimaci velkého množství dusíku z polárního uzávěru. Bude trvat desítky let, než se nadbytek dusíku emitovaného do atmosféry znovu kondenzuje na povrchu. Další hvězdnou zákulisí pozoroval 12. června 2006 tým Jamese Elliota na MIT-Williams College a tým vedený Leslie Youngem z Southwest Research Institute v Austrálii.

V říjnu 2006 oznámili Dale Cruikshank z Amesova výzkumného střediska NASA (zapojeného do projektu New Horizons ) a jeho kolegové spektroskopický objev etanu na povrchu Pluta. Tento ethan je produkován fotolýzou nebo radiolýzou (chemická přeměna na energii slunečního záření a nabitých částic) metanu zamrzlého na povrchu trpasličí planety nebo suspendovaného v jeho atmosféře.

V roce 2015 byla sonda projektu New Horizons první kosmickou lodí, která se ke studiu přiblížila k Plutu. První obdržená informace potvrzuje atmosférický tlak, který byl vypočítán dříve.

Zdroje

Reference

  1. Lellouch et al. 2009
  2. Stern 2006
  3. Croswell 1992
  4. Lellouch, Sicardy and De Bergh 2009
  5. Ker 2006
  6. „  New Horizons odhaluje modrou oblohu Pluta  “ na Futura-Sciences
  7. „  New Horizons odhaluje atmosféru Pluta a proudění ledu  “ na Futura-Sciences
  8. (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 and K. Ennico, „  Haze v atmosféře Pluta  “ , Icarus , sv.  290,1 st 07. 2017, str.  112–133 ( DOI  10.1016 / j.icarus.2017.02.024 , číst online ).
  9. (in) „  CUAI 4097  “ , 1985(zpřístupněno 26. března 2007 )
  10. Johnston 2006
  11. Sikardie a Widemann 2003
  12. (in) „  Pluto podstupuje globální oteplování, objevují vědci  “ , Massachusetts Institute of Technology, 9. října 2002(zpřístupněno 20. března 2007 )
  13. (in) „  Williams Scientists Contribute to New Finding About Pluto  “ , Williams College, 9. července 2003(zpřístupněno 20. března 2007 )
  14. Britt 2003
  15. Elliot 2006

Bibliografie

Doplňky

Hloubkové odečty

Související články