Результаты нового исследования показывают, что знаменитое «сердце» Плутона может создавать на карликовой планете ветры, которые влияют на её поверхность.
Исследование затрагивает Область Томбо, которая напоминает символ сердца 💛. Сотрудники NASA открыли этот регион в 2015 году во время пролёта возле карликовой планеты автоматической межпланетной станции New Horizons. Информация, которую получили тогда учёные, перевернула представление о Плутоне, как о скучном мёртвом мире, а картинка с Областью Томбо разлетелась по интернету далеко за пределы академических кругов.
Космический аппарат New Horizons наблюдал за системой Плутона в течение 9 дней, когда он сблизился с этой карликовой планетой. Анализ собранных тогда 50 гигабайтов информации продолжается до сих пор.
Коллектив авторов под эгидой NASA в новой научной работе применил численные методы моделирования атмосферы карликовой планеты. Схожий подход используют метеорологи при создании прогнозов погоды на Земле. К изумлению учёных, результаты моделирования показали, что знаменитое «сердце» Плутона может «биться».
Атмосфера Плутона разреженная и холодная. Давление у поверхности карликовой планеты уступает земному в 100 тысяч раз. Главный компонент атмосферы Земли и атмосферы Плутона — азот. Газообразный азот карликовой планеты находится в состоянии фазового равновесия с азотным льдом, который тонким слоем покрывает её поверхность. Крупнейшие залежи этого вещества расположены в гигантском леднике на Равнине Спутника — левой доле «сердца» Плутона. Местами на поверхности азотный лед перекрыт другими отложениями: метановым и углекислотным льдом, тёмными органическими соединениями. На Равнине Спутника же он наиболее чистый.
Азот на карликовой планете то нагревается, то остывает из-за её суточного вращения вокруг своей оси. Поэтому он подвержен циклам сублимации (превращения льда в газ без жидкой фазы) и десублимации — обратного процесса, который на Земле приводит к образованию инея.
Эти циклические процессы влияют на газовую оболочку Плутона. В приповерхностном слое атмосферы у западной границы Равнины Спутника возникает постоянная циркуляция. Этот факт подтверждается снимками поверхности той области, на которой видны темные полоски ветровых наносов. Постоянством атмосферной циркуляции объясняются отличия в составе и цвете льда в северо-западных областях Равнины Спутника.
Постоянные ветры влияют на скорость сублимации льда. Они играют роль в теплообмене на карликовой планете и переносят тёмные частицы органических веществ. Органические отложения — толины — образуются на поверхности из метана под ультрафиолетовым излучением Солнца. Эти пылинки выпадают на поверхность и понижают её альбедо, что приводит к дальнейшему нагреву.
Климатические модели NASA показали, что ветровые потоки в этой области влияют на всю атмосферу Плутона. Газовая оболочка карликовой планеты вовлекается из-за них в ретроградное движение на высотах свыше 4 километров. Это означает, что на протяжении большей части года атмосферные потоки перемещаются в западном направлении, против вращения Плутона. В Солнечной системе только спутник Нептуна Тритон имеет неподтверждённые признаки ретроградного движения атмосферы.
Таким образом, суточные циклы сублимации и десублимации азотного льда напоминают «пульс». Биение «сердца Плутона» приводит в движение его атмосферу, как сердце, которое приводит в движение кровь в сосудах живого организма.
Источник: agupubs.onlinelibrary.wiley.com
Перевод: Дмитрий Логинов
