eso0908 – Science Release
2. března 2009
Pomocí velmi velkého dalekohledu ESO získali astronomové nové cenné poznatky o atmosféře trpasličí planety Pluto. Vědci objevili v atmosféře nečekaně velké množství metanu a také zjistili, že atmosféra je asi o 40 stupňů teplejší než povrch, i když stále dosahuje jen mrazivých minus 180 stupňů Celsia. Tyto vlastnosti atmosféry Pluta mohou být způsobeny přítomností čistých metanových skvrn nebo vrstvy bohaté na metan, která pokrývá povrch trpasličí planety.
„Díky velkému množství metanu v atmosféře je jasné, proč je atmosféra Pluta tak teplá,“ říká Emmanuel Lellouch, hlavní autor článku informujícího o výsledcích.
Pluto, které je asi o pětinu větší než Země, je složeno především z hornin a ledu. Protože je v průměru asi 40krát dále od Slunce než Země, jedná se o velmi chladný svět s povrchovou teplotou kolem minus 220 stupňů Celsia!“
Od 80. let 20. století je známo, že Pluto má také slabou atmosféru , která se skládá z tenkého obalu tvořeného převážně dusíkem, se stopami metanu a pravděpodobně i oxidu uhelnatého. Jak se Pluto během své 248 let dlouhé dráhy vzdaluje od Slunce, jeho atmosféra postupně mrzne a klesá k zemi. V obdobích, kdy je blíže ke Slunci – jako je tomu nyní – se teplota pevného povrchu Pluta zvyšuje, což způsobuje sublimaci ledu v plyn.
Do nedávna bylo možné studovat pouze horní části atmosféry Pluta. Pozorováním zákrytů hvězd, což je jev, ke kterému dochází, když těleso Sluneční soustavy blokuje světlo hvězdy v pozadí, se astronomům podařilo prokázat, že horní vrstvy atmosféry Pluta jsou asi o 50 stupňů teplejší než povrch, tedy minus 170 stupňů Celsia. Tato pozorování nemohla vrhnout žádné světlo na teplotu a tlak atmosféry v blízkosti povrchu Pluta. Nová unikátní pozorování provedená pomocí CRIRES (CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph), připojeného k dalekohledu ESO Very Large Telescope, však nyní odhalila, že atmosféra jako celek, nejen její horní část, má průměrnou teplotu minus 180 stupňů Celsia, a je tedy skutečně „mnohem teplejší“ než povrch.
Na rozdíl od zemské atmosféry , tedy většina, ne-li celá atmosféra Pluta prochází teplotní inverzí: teplota je tím vyšší, čím výše v atmosféře se nacházíte. Změna činí asi 3 až 15 stupňů na kilometr. Na Zemi za normálních okolností klesá teplota v atmosféře asi o 6 stupňů na kilometr.
„Je fascinující, že pomocí CRIRES jsme schopni přesně změřit stopy plynu ve 100 000krát řidší atmosféře, než je ta pozemská, na objektu pětkrát menším než naše planeta a nacházejícím se na okraji Sluneční soustavy,“ říká spoluautor Hans-Ulrich Käufl. „Kombinace CRIRES a VLT je téměř jako mít na oběžné dráze Pluta pokročilou družici pro výzkum atmosféry.“
Důvod, proč je povrch Pluta tak chladný, souvisí s existencí jeho atmosféry a je způsoben sublimací povrchového ledu; podobně jako pot ochlazuje tělo, když se odpařuje z povrchu kůže, má tato sublimace chladicí účinek na povrch Pluta. V tomto ohledu sdílí Pluto některé vlastnosti s kometami, jejichž koma a ohony vznikají sublimací ledu při jejich přibližování ke Slunci.
Pozorování CRIRES také ukazují, že druhým nejčastějším plynem v atmosféře Pluta je metan, který tvoří půl procenta molekul. „Podařilo se nám ukázat, že toto množství metanu hraje klíčovou roli v procesech ohřevu atmosféry a může vysvětlit zvýšenou teplotu atmosféry,“ říká Lellouch.
Dva různé modely mohou vysvětlit vlastnosti Plutonovy atmosféry. V prvním z nich astronomové předpokládají, že povrch Pluta je pokryt tenkou vrstvou metanu, která bude bránit sublimaci dusíkového mrazu. Druhý scénář se odvolává na existenci čistých metanových skvrn na povrchu.
„Rozlišení mezi oběma scénáři bude vyžadovat další studium Pluta při jeho vzdalování od Slunce,“ říká Lellouch. „A další vodítka nám samozřejmě poskytne i sonda NASA New Horizons, která k trpasličí planetě dorazí v roce 2015.“
Poznámky
Atmosférický tlak na Plutu je jen asi stotisícina tlaku na Zemi, tedy asi 0,5 %.015 milibarů.
Obvykle je vzduch u povrchu Země teplejší než vzduch nad ním, a to především proto, že atmosféra se ohřívá zespodu, protože sluneční záření ohřívá zemský povrch, který zase ohřívá vrstvu atmosféry přímo nad ním. Za určitých podmínek se tato situace obrací, takže vzduch u zemského povrchu je chladnější. Meteorologové tomu říkají inverzní vrstva, která může způsobovat hromadění smogu.
Další informace
E. Lellouch et al. 2009, A&A, v tisku, Pluto’s lower atmosphere structure and methane abundance from high-resolution spectroscopy and stellar occultations.
Tým tvoří E. Lellouch, B. Sicardy a C. de Bergh (Observatoire de Paris, Francie), H.-U. Lellouch a kol. Käufl (ESO), S. Kassi a A. Campargue (Université Joseph Fourier, Francie).
Kontakty
Emmanuel Lellouch
Observatoire de Paris
Paříž, Francie
Tel: +33 1 450 77 672
Email:
Hans-Ulrich Käufl
ESO
Garching, Německo
Tel: +33 1 450 77 672 I92
Cel: +49 160 6365135
Email:
Henri Boffin
ESO
Garching, Německo
Tel: +49 89 3200 6222 I92
Email: [email protected]
Valentina Rodriguez
ESO
Čile
Tel: +56 2 463 3123
Email: [email protected]
Spojte se s ESO na sociálních sítích
.