Maal ja Pluutol pole palju ühist. Maa on elujõuline, elav maailm, samas kui Pluuto on külm, kauge ja elutu. Kuid üks ühine joon on lämmastik. Maa atmosfäär sisaldab umbes 78% lämmastikku ja ka Pluuto primaarne atmosfääri koostisosa on lämmastik, kuigi täpne protsent on ebaselge.
Pluutos, kus pinnatemperatuur on umbes 42 Kelvinit (-231 Celsiust), külmub suurem osa sellest lämmastikust. Uues uuringus öeldakse, et Pluuto külmunud lämmastik ajab planeedi tuuli ja kujundab selle tunnuspinda.
Enne NASA kosmoselaeva New Horizons saabumist Pluutosse ei teadnud me planeedi ega selle pinnaomaduste kohta kuigi palju. Kui kosmoselaev 2015. aasta juulis saabus, avastasime kõik üllatusega, et Pluuto oli palju aktiivsem koht, kui me arvasime. See on ka siis, kui nägime esmakordselt Tombaugh Regio - suurt heledat värvi piirkonda planeedi pinnal.
Tombaugh Regio on väga kummaline koht, inimeste silmade jaoks ikkagi. Sellel on kaks suurt saba, mis muudavad selle südamekujuliseks ja astronoomid kutsuvad seda mõnikord “Pluuto südameks”. Lääneosa nimetatakse Sputnik Planitiaks ja sellel on 6200 meetri (20 000 jalga) kõrged mäed (Tenzing Montes, endine Norgay Montes), mis on tehtud vesijäänest, ja ulatuslik tasandik, mis on kaetud lämmastikjääga.
Uues artiklis öeldakse, et Sputnik Planitia suur lämmastikuladu ajab Pluuto tuule ja kujundab planeedi pinda. Paber kannab pealkirja "Pluuto peksmise süda reguleerib õhuringlust: tuleneb suure eraldusvõime ja mitmeaastastest arvulistest kliimasimulatsioonidest." See on avaldatud ajakirjas Journal of Geophysical Research. Juhtiv autor on NASA Amesi uurimiskeskuse astrofüüsik ja planeediteadlane Tanguy Bertrand.
"Pluudol on kõigile saladust."
Tanguy Bertrand, Amesi uurimiskeskuse juhtiv autor
Enamik Pluto õhukesest atmosfäärist on lämmastik ning seal on ka väikeses koguses süsinikdioksiidi ja metaani. Sputnik Planitias istub suur kogus külmunud lämmastikku ja päeva jooksul tõuseb temperatuur piisavalt, et seda sublimeerida, muutes selle auruks. Öösel protsess pöördub tagasi ja lämmastik külmub uuesti, kukkudes pinnale. Iga kord, kui tsükkel kordub, toimib see nagu pump või “südamelööke”, pumpides ümber planeedi lämmastiku tuuli.
See tuul voolab planeedi pöörlemissuunas vastupidises suunas ja see võib olla vastutav planeedi ebaharilike omaduste eest. Kui õhuke lämmastikurikas tuul puhub piki pinda, transpordib see soojust, jää teri ja uduosakesi, tekitades tumedad tuule triibud ja tasandikud üle põhja- ja loodepiirkonna.
"See rõhutab tõsiasja, et Pluuto atmosfäär ja tuuled - isegi kui atmosfääri tihedus on väga madal - võivad pinnale mõju avaldada," ütles NASA Californias Amesi teaduskeskuses astrofüüsik ja planeediteadlane Tanguy Bertrand ning uuringu juhtiv autor.
Sputnik Planitia piirkond ehk Pluuto südame vasakpoolne lohk on madalama kõrgusega kui ülejäänud planeet ja seal on suurem osa lämmastikust. Sputnik Planitia on 1000-kilomeetrine (620-miiline) jääkiht, mis asub 3-kilomeetrise (1,9-miili) sügava vesikonnas. Parempoolne lobe on enamasti mägismaa ja lämmastikliustik.
"Enne New Horizonsit arvasid kõik, et Pluuto saab võrkpalliks - täiesti tasane, peaaegu mingit mitmekesisust pole," ütles Bertrand pressiteates. “Kuid see on täiesti erinev. Sellel on palju erinevaid maastikke ja proovime aru saada, mis seal toimub. ”
Pluuto atmosfääri kirjeldamine õhukesena on alahinnatud. See on umbes 100 000 korda õhem kui Maa oma. Niisiis, kuidas tuul õhkkonnas, mis õhukeseks muudab maastiku?
Bertrandi meeskond võttis andmeid Pluuto New Horizons'i lendoravalt ja ehitas siis lämmastiktuulte simuleerimiseks ilmateate mudeli.
Meeskond leidis, et üle 4 km (2,5 miili) tuuled puhuvad läände, mis on Pluuto spinni vastassuunas. Kui Tombaugh Regio külmunud lämmastik sublimeerub põhjas auruks, muutub lõunas taas jääks, see liikumine kutsub esile läänetuule. See olukord on meie päikesesüsteemis tõenäoliselt ainulaadne, välja arvatud Triton, Neptuuni kuu.
Teadlased leidsid ka teise tuulevoolu. See on tugev, kiiresti liikuv tuul pinna lähedal. See puhub mööda Sputnik Planitia basseini lääneserva. Maal on sarnased tuulemustrid, mis järgivad maastiku kontuure.
Uuringu kohaselt veab tuult lämmastiku aur, mis kondenseerub tagasi jääks. Sputnik Planitia kõrged kaljud püüavad basseini külma õhku. Seal ringledes muutub see tugevamaks.
Kui neid tuuli ajab Pluuto lämmastiku löögisagedus, võib see seletada tuule triipe ja tumedaid tasandikke Sputnik Planitiast läänes. Kui tuuled toovad pinna soojendamiseks piisavalt soojust, võib see põhjustada triipe ja tasandikke. Või see võib ladestada uduväärseid osakesi, mis võivad jää tumendada ja erodeerida. Ja kui tuul puhus vastupidises suunas - see tähendab Plutoni keerutusega samas suunas -, võiksid maastikud olla väga erinevad.
"Sputnik Planitia võib olla Pluuto kliima jaoks sama oluline kui ookean Maa kliima jaoks," ütles Bertrand. "Kui eemaldate Sputnik Planitia - kui eemaldate Pluuto südame -, pole teil sama tiraaži," lisas ta.
Pluuto kõige kuulsaim omadus on ilmselt teraga maastik. Terava pinnaga maastik on pilvelõhkuja suurusega sakiliste maavormide väljad, mis on valmistatud peamiselt metaanijääst. Neid leidub kõrgel kõrgusel ekvaatori lähedal. Kas need võivad olla Pluuto peksmise lämmastiku südame artefakt?
Oma artiklis väidavad teadlased, et „... CH4 (metaan) jää ekvatoriaalse akumuleerumise perioodidel võiks Sputnik Planitiast pärit N2-rikka õhu tagasi pöörlemine ja külma N2-rikka õhu sissepritse transportida ja suruda gaasilist CH4 lääne poole, nii et see soosib CH4 jää kogunemine läänepoolseimatel pikkuskraadidel (see tähendab Sputnik Planitiast ida pool), mis viib sinna Bladed Terraini moodustumiseni. ”
Nad ütlevad ka, et "… teraga maastiku servadel (" teradel ") on domineeriv N-S orientatsioon, mis võib osaliselt pärineda ka sellest omapärasest õhuringluse režiimist."
Praegu tundub ebakindel, kas need lämmastiku tuuled võivad tekitada teraga maastiku. Kuid meeskond kavatseb proovida ja teada saada. "Tulevikus on meil kavas neid ideid edasi uurida ja uurida protsesse, mis viivad nende pikisuunaliste asümmeetriate ja omapäraste geoloogiliste moodustisteni, kasutades kõrge eraldusvõimega pikaajalisi GCM-i simulatsioone."
Oma kokkuvõttes väidavad autorid, et "Meie töö kinnitab, et vaatamata külmunud pinnale ja tihedale atmosfäärile on Pluuto kliima märkimisväärselt aktiivne." Palju aktiivsem, kui keegi arvata oskas.
New Horizons ei pääsenud Pluuto ümbruses orbiidile. Seda on keeruline teha ja see polnud kunagi selle missioon. NASA kaalub tulevikus Pluuto orbiiti, kuid vahepeal õppis kõik, mida jäise kääbuse planeedi kohta õppisime, ühe lennates. Isegi nii õppisime piisavalt, et olla huvitatud ja tahtnud selle põneva, salapärase maailma kohta rohkem teada saada.
"Pluudol on kõigile saladust," sõnas Bertrand.
Veel:
- Pressiteade: PLUTO JÕU SÜDA teeb TUULID LÕHNAKS
- Uurimistöö: Pluuto peksmise süda reguleerib atmosfääri 2 tsirkulatsiooni: tuleneb suure eraldusvõime ja kolmest mitmeaastasest arvulisest kliimasimulatsioonist
- Kosmoseajakiri: NASA kaalub nüüd Pluuto orbiidide missiooni
