Billedkredit: NASA
Et team af astronomer fra MIT rapporterede i dag, at Plutos atmosfære udvides, selv når planeten kommer længere væk fra solen på sin elliptiske bane. Astronomer forventede at finde den modsatte situation; at dens atmosfære ville krympe, når den kommer længere væk fra solen, men den ligner jorden, hvor den tidlige eftermiddag er varmere end middag, når solen er på det lyseste. Hvis alt går godt, lancerer NASA sin nye horisont-mission inden 2006 for at nå Pluto i 2015.
Plutos atmosfære udvides, selvom den fortsætter på sin lange bane væk fra solen, rapporterer et team af astronomer fra MIT, Boston University, Williams College, Pomona College, Lowell Observatory og Cornell University i 10. juli-udgaven af Nature.
Holdet, ledet af James Elliot, professor i planetarisk astronomi ved MIT og direktør for MITs Wallace Observatory, gjorde dette ved at se en dæmpning af en stjerne, da Pluto passerede foran den 20. august 2002. Holdet bar ud observationer ved hjælp af otte teleskoper ved Mauna Kea-observatoriet, Haleakala, Lick-observatoriet, Lowell-observatoriet og Palomar-observatoriet.
Elliot sagde, at de nye resultater forekommer intuitive, fordi observatører antog, at Plutos atmosfære ville begynde at kollapse, når den blev afkølet. Faktisk er temperaturen i Plutos for det meste kvælstofatmosfære steget omkring 1 grad Celsius, da den lå tættest på solen i 1989.
Elliot tilskriver stigningen den samme forsinkelseseffekt, som vi oplever på Jorden? Selvom solen er mest intens på sit højeste punkt ved middagstid, er den varmeste del af dagen omkring kl. Fordi Plutos år er lig med 248 Jordår, er 14 år efter Plutos nærmeste tilgang til Solen som 1:15 p.m. på jorden. I takt med Plutos bane kan det tage yderligere 10 år at køle ned og ville lige begynde at køle ned, når NASA New Horizons-missionen til Pluto, der planlægges lanceret i 2006, når den i 2015.
Plutos overvejende nitrogenatmosfære er i damptryk-ligevægt med dens overfladeis og kan derfor gennemgå store ændringer i trykket som reaktion på små ændringer i overfladens istemperatur. Efterhånden som den iskolde overflade bliver koldere, kondenseres den til frisk hvid frost, der reflekterer mere af solens varme og stadig bliver koldere. Når rumskidt og genstande samles på dens overflade, mørkner det og absorberer mere varme, hvilket accelererer den opvarmende effekt. Pluto er blevet mørkere siden 1954.
? Data fra august 2002 har gjort det muligt for os at undersøge dybere ind i Plutos atmosfære og har givet os et mere præcist billede af de ændringer, der er sket, ”sagde Elliot.
Plutos bane er meget mere elliptisk end for de andre planeter, og dens rotationsakse er vippet af en stor vinkel i forhold til dens bane. Begge faktorer kan bidrage til drastiske sæsonændringer.
Siden 1989, for eksempel, har solens position i Plutos himmel ændret sig med mere end den tilsvarende ændring på Jorden, der forårsager forskellen mellem vinter og forår. Plutos atmosfæriske temperatur varierer mellem -235 og -170 grader celsius, afhængigt af højden over overfladen.
Pluto har nitrogenis på sin overflade, der kan fordampe ud i atmosfæren, når den bliver varmere, hvilket medfører en stigning i overfladetrykket. Hvis den observerede stigning i atmosfæren også gælder overfladetrykket, hvilket sandsynligvis er tilfældet, betyder det, at den gennemsnitlige overfladetemperatur for nitrogenis på Pluto er steget lidt mere end 1 grad Celsius de sidste 14 år.
STUDIE AF ATMOSFERER MED SKADER
Forskere studerer fjerne objekter gennem okkultationer? Formørkelseslignende begivenheder, hvori et legeme (Pluto i dette tilfælde) passerer foran en stjerne, hvilket blokerer stjernens lys fra synet. Ved at registrere dæmpningen af stjernelyset over tid kan astronomer beregne tætheden, trykket og temperaturen i Plutos atmosfære.
Iagttagelse af to eller flere okkultationer på forskellige tidspunkter giver forskerne information om ændringer i planetens atmosfære. Strukturen og temperaturen i Plutos atmosfære blev først bestemt under en okkultation i 1988. Plutos korte pas foran en anden stjerne den 19. juli førte forskere til at tro, at en drastisk atmosfærisk ændring var i gang, men det var uklart om atmosfæren varmer eller afkøles.
Data, der blev resultatet af denne okkultation, da Pluto passerede foran en stjerne kendt som P131.1, førte til de aktuelle resultater. ? Dette er første gang, at en okkultation tillader os at undersøge så dybt ind i Plutos atmosfære med et stort teleskop, der giver en høj rumlig opløsning på et par kilometer ,? Sagde Elliot. Han håber at bruge denne metode til at studere Pluto og Kuiper Belt-objekter oftere i fremtiden.
MISSION TIL PLUTO
NASA godkendte for nylig New Horizons Pluto-Kuiper Belt-missionen til at starte bygning af rumfartøjer og jordsystemer. Missionen vil være den første til Pluto og Kuiper Belt. Richard P. Binzel, professor i jord-, atmosfærisk og planetarisk videnskab (EAPS) ved MIT, er medundersøger.
Rumfartøjet New Horizons er planlagt til at blive lanceret i januar 2006, svinge forbi Jupiter for at få en tyngdekraftsforøgelse og videnskabelige undersøgelser i 2007 og nå Pluto og Charon-månen i Pluto allerede i sommeren 2015. Pluto er den eneste planet, der endnu ikke er observeret på tæt hold . Denne mission vil forsøge at besvare spørgsmål om overflader, atmosfærer, interiører og rummiljøer i solsystemets yderste planet og dens måne.
I mellemtiden håber forskere at bruge SOFIA, et 2,5-meter teleskop monteret i et fly, der er bygget af NASA i samarbejde med det tyske rumfartsagentur, startende i 2005. SOFIA ville kunne sendes til det rigtige sted rundt om i kloden til bedst observerer okkultationer og leverer data af høj kvalitet på en meget hyppigere basis end det er muligt ved hjælp af jordbaserede teleskoper alene.
Foruden Elliot er MIT-medforfattere nyere fysik-kandidat Kelly B. Clancy; kandidatstuderende Susan D. Kern og Michael J. Person; nylig MIT-kandidat Colette V. Salyk; og senior luftfart og astronautik Jing Jing Qu.
Williams College-samarbejdspartnere inkluderede Jay M. Pasachoff, professor i astronomi; Bryce A. Babcock, personalfysiker; Steven V. Souza, observatørleder; og bachelor David R. Ticehurst. De brugte University of Hawaiis teleskop i 13 800 fods højde af den hawaiianske vulkan Mauna Kea og en Williams College elektronisk detektor, der normalt er en del af formørkelsesekspeditioner.
Pomona College-samarbejdspartnere er Alper Ates og Ben Penprase. Boston University-samarbejdspartner er Amanda Bosh. Lowell Observatory-samarbejdspartnere er Marc Buie, Ted Dunham, Stephen Eikenberry, Cathy Olkin, Brian W. Taylor og Lawrence Wasserman. Boeing-samarbejdspartnere er Doyle Hall og Lewis Roberts.
Det britiske samarbejdspartner med infrarødt teleskop er Sandy K. Leggett. U.S. Naval Observatory-samarbejdspartnere er Stephen E. Levine og Ronald C. Stone. Cornell-samarbejdspartneren er Dae-Sik Moon. David Osip og Joanna E. Thomas-Osip var på MIT og er nu på Carnegie Observatories. John T. Rayner er på NASAs infrarøde teleskopfacilitet. David Tholen er på University of Hawaii.
Dette arbejde finansieres af Research Corp., Southwest Research Institute, National Science Foundation og NASA.
Originalkilde: MIT News Release
