En gång hölls att vara den yttersta planeten i solsystemet, ändrades Plutos beteckning av Internationella astronomiska unionen 2006, på grund av upptäckten av många nya Kuiper Belt-objekt som var jämförbara i storlek. Trots detta förblir Pluto en källa till fascination och en kontaktpunkt av mycket vetenskapligt intresse. Och även efter den historiska flyby som genomfördes av New Horizons-sonden i juli 2015 kvarstår många mysterier.
Dessutom har pågående analys av NH-data avslöjat nya mysterier. Till exempel visade en nyligen genomförd studie av ett team av astronomer att en undersökning av Chandra röntgenobservatorium avslöjade förekomsten av några ganska starka röntgenutsläpp från Pluto. Detta var oväntat och får forskare att tänka om vad de trodde att de visste om Plutos atmosfär och dess interaktion med solvind.
Tidigare har många solkroppar observerats som avger röntgenstrålar, vilket var resultatet av interaktion mellan solvind och neutrala gaser (som argon och kväve). Sådana utsläpp har upptäckts från planeter som Venus och Mars (på grund av närvaron av argon och / eller kväve i deras atmosfärer), men också från mindre kroppar som kometer - som får glorier på grund av utgasning.
Helt sedan NH-sonden genomförde sin flyby av Pluto 2015 har astronomer varit medvetna om att Pluto har en atmosfär som ändrar storlek och densitet med årstiderna. I grund och botten, när planeten når perihelion under sin 248-åriga omloppsperiod - ett avstånd på 4 436 820 000 km, 2 756 912 1313 mil från solen - förtjockas atmosfären på grund av sublimering av fryst kväve och metan på ytan.
Förra gången Pluto var på perihelion var den 5 september 1989, vilket betyder att det fortfarande upplevde sommaren när NH gjorde sin flyby. Under studiet av Pluto upptäckte sonden en atmosfär som huvudsakligen bestod av kvävgas (N²) tillsammans med metan (CH4) och koldioxid (CO²). Astronomer beslutade därför att leta efter tecken på röntgenutsläpp som kommer från Plutos atmosfär med hjälp av Chandra röntgenobservatorium.
Före NH-missionens flyby förväntade de flesta modeller av Plutos atmosfär sig vara ganska utökade. Sonden fann dock att atmosfären var mindre utsträckt och att dess förlusthastighet var hundratals gånger lägre än vad dessa modeller förutspådde. Därför, som teamet indikerade i sin studie, förväntade de sig hitta röntgenutsläpp som överensstämde med vad NH flyby observerade:
”Med tanke på att de flesta modeller före Plötos atmosfär hade förutspått att den skulle bli mycket mer utökad, med en uppskattad förlustgrad till utrymmet på ~ 1027 till 1028 mol / sek av N2 och CH4... vi försökte upptäcka röntgenutsläpp skapade av [solvind] neutral gasladdningsutbyten i lågdensneutral gas som omger Pluto, ”skrev de.
Efter att ha konsulterat data från Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) ombord på Chandra, fann de emellertid att röntgenutsläpp från Pluto var större än vad detta skulle tillåta. I vissa fall har starka röntgenutsläpp noterats från andra mindre föremål i solsystemet, vilket beror på spridningen av solröntgenstrålar av små dammkorn bestående av kol, kväve och syre.
Men energidistributionen som de noterade med Plutos röntgenstrålar överensstämde inte med denna förklaring. En annan möjlighet som teamet erbjöd är att de kan bero på någon process (eller processer) som fokuserar solvinden nära Pluto, vilket skulle öka effekten av dess blygsamma atmosfär. Som de anger i sina slutsatser:
”Det observerade utsläppet från Pluto drivs inte övergående. Om på grund av spridning skulle det behöva hämtas av en unik population av nanoskala diskorn bestående av C-, N- och O-atomer i Plutos atmosfär som fluorescerar resonant under solens insolation. Om det drivs av laddningsutbyte mellan [solvind] mindre joner och neutrala gasarter (främst CH4) flyr från Pluto, då krävs densitetsförbättring och justering av [solvind] mindre jon relativ överflöd i interaktionsregionen nära Pluto kontra naiva modeller. ”
För närvarande kommer den verkliga orsaken till dessa röntgenutsläpp sannolikt att förbli ett mysterium. De belyser också behovet av mer forskning när det gäller detta avlägsna och mest massiva Kuiper Belt Objects. Lyckligtvis kommer uppgifterna från NH-uppdraget troligen att hällas över i årtionden, vilket avslöjar nya och intressanta saker om Pluto, det yttre solsystemet och hur de mest avlägsna världarna från vår sol beter sig.
Studien - som accepterades för publicering i tidskriften Icarus - leddes av astronomer från Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Southwest Research Institute (SwI), Vikram Sarabhai Space Center (VSCC) och NASA: s Jet Propulsion Laboratory och Ames Research Centrum.
