Bildkredit: NASA
Ett team av astronomer från MIT rapporterade idag att Plutos atmosfär expanderar, även när planeten befinner sig längre bort från solen på sin elliptiska bana. Astronomer förväntade sig att hitta den motsatta situationen; att dess atmosfär skulle krympa när den kommer längre från solen, men den liknar jorden, där tidig eftermiddag är varmare än middagstid, när solen är som den ljusaste. Om allt går bra kommer NASA att lansera sitt nya horisontuppdrag 2006 för att nå Pluto 2015.
Plutos atmosfär expanderar även när den fortsätter på sin långa omloppsbana från solen, ett team av astronomer från MIT, Boston University, Williams College, Pomona College, Lowell Observatory och Cornell University rapporterar i 10 juli-numret av Nature.
Teamet, ledat av James Elliot, professor i planetarisk astronomi vid MIT och chef för MITs Wallace Observatory, gjorde detta fynd genom att titta på en dimmning av en stjärna när Pluto passerade framför den 20 augusti 2002. Teamet bar ut observationer med åtta teleskoper vid Mauna Kea Observatory, Haleakala, Lick Observatory, Lowell Observatory och Palomar Observatory.
Elliot sa att de nya resultaten verkar motsatt, eftersom observatörerna antog att Plutos atmosfär skulle börja kollapsa när den svalnade. Faktum är att temperaturen i Plutos mestadels kväveatmosfär har ökat cirka 1 grad Celsius sedan den låg närmast solen 1989.
Elliot tillskriver ökningen till samma fördröjningseffekt som vi upplever på jorden? Även om solen är mest intensiv vid sin högsta punkt vid middagstid, är den hetaste delen av dagen cirka kl. Eftersom Plutos år är lika med 248 jordår är 14 år efter Plutos närmaste inställning till solen 1:15 p.m. på jorden. I takt med Plutos omloppsbana kan det ta ytterligare tio år att svalna och skulle precis börja svalna när NASA: s nya horisontuppdrag till Pluto, som planeras lanseras 2006, når det 2015.
Plutos övervägande kväveatmosfär är i ångtryckjämvikt med dess ytis, och kan därför genomgå stora förändringar i tryck som svar på små förändringar i ytisens temperatur. När dess isiga yta blir kallare kondenseras den till frisk vit frost som reflekterar mer av solens värme och blir kallare. När rymdsmuts och föremål samlas på ytan mörknar det och absorberar mer värme, vilket påskyndar uppvärmningseffekten. Pluto har förmörkats sedan 1954.
? Uppgifterna från augusti 2002 har gjort det möjligt för oss att söka mycket djupare in i Plutos atmosfär och har gett oss en mer exakt bild av förändringarna som har inträffat, sade Elliot.
Plutos bana är mycket mer elliptisk än för de andra planeterna, och dess rotationsaxel tippas av en stor vinkel relativt dess bana. Båda faktorerna kan bidra till drastiska säsongsförändringar.
Sedan 1989, till exempel, har solens position på Plutos himmel förändrats mer än motsvarande förändring på jorden som orsakar skillnaden mellan vinter och vår. Plutos atmosfärstemperatur varierar mellan -235 och -170 grader Celsius, beroende på höjden över ytan.
Pluto har kväveis på sin yta som kan avdunsta ut i atmosfären när den blir varmare och orsakar en ökning av yttrycket. Om den observerade ökningen i atmosfären också gäller yttrycket "vilket sannolikt är fallet" betyder det att den genomsnittliga yttemperaturen för kväveisen på Pluto har ökat något mer än 1 grad Celsius under de senaste 14 åren.
STUDIERA ATMOSFER MED SKADOR
Forskare studerar avlägsna föremål genom ockultationer? Förmörkelse-liknande händelser där en kropp (Pluto i detta fall) passerar framför en stjärna och blockerar stjärnans ljus från sikten. Genom att registrera stjärnbelysningens dimning över tid kan astronomer beräkna tätheten, trycket och temperaturen i Plutos atmosfär.
Att observera två eller flera ockultationer vid olika tidpunkter ger forskare information om förändringar i planetens atmosfär. Strukturen och temperaturen i Plutos atmosfär bestämdes först under en ockultation 1988. Plutos korta pass framför en annan stjärna den 19 juli fick forskare att tro att en drastisk atmosfärförändring pågår, men det var oklart om atmosfären varma eller svalna.
Uppgifterna från denna ockultation, när Pluto passerade framför en stjärna känd som P131.1, ledde till de aktuella resultaten. ? Det är första gången som en ockultation tillåter oss att söka så djupt in i Plutos atmosfär med ett stort teleskop, som ger en hög rumslig upplösning på några kilometer ,? Sa Elliot. Han hoppas kunna använda denna metod för att studera Pluto och Kuiper Belt-objekt oftare i framtiden.
MISSION TILL PLUTO
NASA godkände nyligen uppdraget New Horizons Pluto-Kuiper Belt att bygga rymdskepp och marksystem. Uppdraget kommer att vara det första till Pluto och Kuiper Belt. Richard P. Binzel, professor i jord-, atmosfär- och planetarvetenskap (EAPS) vid MIT, är medutredare.
Rymdskeppet New Horizons är planerat att lanseras i januari 2006, svänga förbi Jupiter för en gravitation boost och vetenskapliga studier 2007 och nå Pluto och Charon-månen från Pluto redan sommaren 2015. Pluto är den enda planeten som ännu inte har observerats på nära håll . Detta uppdrag kommer att försöka besvara frågor om ytor, atmosfärer, interiörer och rymdmiljöer i solsystemets yttersta planet och dess mån.
Under tiden hoppas forskare att använda SOFIA, ett 2,5-meters teleskop monterat i ett flygplan som byggs av NASA i samarbete med den tyska rymdbyrån, med början 2005. SOFIA skulle kunna skickas till rätt plats runt om i världen till bäst observera ockultationer och tillhandahålla högkvalitativ data på mycket mer frekvent basis än vad som är möjligt med markbaserade teleskop ensam.
Förutom Elliot är MITs medförfattare nyare fysikexamen Kelly B. Clancy; doktorander Susan D. Kern och Michael J. Person; nyligen MIT-examen Colette V. Salyk; och flyg- och astronautik senior Jing Jing Qu.
Medarbetarna i Williams College inkluderade Jay M. Pasachoff, professor i astronomi; Bryce A. Babcock, personalfysiker; Steven V. Souza, observatorisk handledare; och grundutbildaren David R. Ticehurst. De använde University of Hawaiis teleskop på 13 800 fot höjden av den hawaiianska vulkanen Mauna Kea och en Williams College elektronisk detektor som normalt ingår i förmörkelsexpeditioner.
Pomona College-medarbetare är Alper Ates och Ben Penprase. Boston Universitys medarbetare är Amanda Bosh. Lowell Observatory-medarbetare är Marc Buie, Ted Dunham, Stephen Eikenberry, Cathy Olkin, Brian W. Taylor och Lawrence Wasserman. Boeing-medarbetare är Doyle Hall och Lewis Roberts.
Förenade kungarikets infraröda teleskopsamarbetare är Sandy K. Leggett. De amerikanska marinobservatorernas kollaboratorier är Stephen E. Levine och Ronald C. Stone. Cornell-medarbetaren är Dae-Sik Moon. David Osip och Joanna E. Thomas-Osip var på MIT och är nu på Carnegie Observatories. John T. Rayner är på NASA: s infraröda teleskopanläggning. David Tholen är på University of Hawaii.
Detta arbete finansieras av Research Corp., Southwest Research Institute, National Science Foundation och NASA.
Originalkälla: MIT News Release
