Astronomija

Da li se atmosfera Plutona urušava?

Da li se atmosfera Plutona urušava?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Postojale su teorije da se Plutonova atmosfera urušava kad se previše udalji od sunca.

Tada sam pročitao radove u kojima se kaže da nema.

No, NASA kaže da je površinski pritisak nedavno pao (što implicira da pada).

Postoje li jasni podaci o tome što se događa?


Pronašla je ovu vezu Emily Lakdawalla, napisala je detaljno objašnjenje o Plutonovim godišnjim dobima i njegovom kretanju kroz Sunčev sistem. Ovdje se čini da istraživanja proturječe kolapsu atmosfere i ovdje 3 modela i istraživanja o Plutonu. Čini se da je najizgledniji model najveći pritisak u atmosferi između 2020. i 2040. godine, ali nijedan atmosferski kolaps. izvor


Plutonova atmosfera mogla bi se srušiti, nestati do 2030. godine

Za Pluton kao najmanju, najudaljeniju i najsmrzavniju patuljastu planetu u čitavom Sunčevom sistemu nije teklo glatko.

Ne samo da je Pluton izbačen sa zvanične liste planeta Sunčevog sistema 2006. godine, već sada naučnici dodaju "atmosferski kolaps" prijetnjama s kojima se suočava najpoznatija patuljasta planeta galaksije.

Plutonova atmosfera se rastvara

Tim naučnika pratio je sezonske promjene površinskog pritiska Plutona koristeći zemaljske zvjezdane okultacije, koje se javljaju kada kosmički objekt blokira svjetlost koja dolazi na Zemlju iz udaljenijeg izvora. Analizirajući način na koji patuljasta planeta blokira svjetlost od zvijezda daleko dalje, istraživači mogu saznati više detalja o atmosferi Plutona.

Nalazi koji će biti objavljeni u časopisu Astronomija i pojačala Astrofizika pokazuju da će se atmosfera vjerovatno zamrznuti i urušiti u bliskoj budućnosti.

"Uspjeli smo konstruirati sezonske modele Plutona i kako on reagira na promjene količinom sunčeve svjetlosti koju prima dok kruži oko Sunca", rekao je Andrew Cole, astronom sa Univerziteta u Tasmaniji.

Za Pluton je već poznato da je najhladniji patuljasti planet u Sunčevom sustavu, ali je dodao da je tim otkrio da se tijekom određenih sezona može toliko hladiti da se dušik smrzava iz atmosfere kada je Pluton najudaljeniji od sunca zimi na sjevernoj hemisferi.

"Atmosferski pritisak se utrostručio tokom protekle tri decenije, ali kako patuljasta planeta kruži, naše modeliranje pokazalo je da će se većina atmosfere kondenzovati gotovo na gotovo ništa", nastavio je Cole. "Ono što naša predviđanja pokazuju je da će do 2030. godine atmosfera izmrznuti i nestati oko cijele planete."

Kako će se dogoditi Plutonov atmosferski kolaps

Plutonu, sa nagnutom izduženom orbitom, treba 248 zemaljskih godina da kruži oko Sunca. Od 1989. godine, kada je patuljasta planeta dostigla najbližu udaljenost od sunca, stalno se povlačila i temperature su joj u skladu s tim padale.

Prethodna zapažanja otkrila su da atmosferski pritisak Plutona nije padao kao odgovor na njegov pad temperature. Umjesto toga, atmosferski pritisak je zapravo počeo rasti, na iznenađenje naučnika.

Novo istraživanje daje odgovor zašto, objašnjavajući da se Pluton možda udaljava od sunca, ali je sjeverni pol u ovom trenutku svoje orbite izložen sunčevoj svjetlosti. To znači da se azotna ledena kapa vraća u plin.

Novo klimatsko modeliranje atmosfere patuljaste planete očekuje da će se stvari vrlo brzo promijeniti. Kako se Pluton sve više udaljava od sunca, svjetlost postaje sve slabija i postaje nedovoljna za zagrijavanje južnog pola.

Na kraju će se njegova atmosfera srušiti i zamrznuti na površinu.

Ako se Pluton zaista zaledi, on će se Zemlji učiniti puno svjetlijim, a sunčeva svjetlost će se intenzivnije odražavati na azotnom mrazu. Međutim, teren patuljaste planete postat će skriven i zakopan ispod.


New Horizons Instrumentation

New Horizons je svemirska letjelica dizajnirana posebno za prikupljanje naučnih podataka za koje je NASA smatrala da će odgovoriti na najvažnija pitanja o Plutonu, Haronu i njegovom sistemu. Specifični ciljevi misije su bili, mapiranje površinskog sastava i temperatura Plutona i Harona, istraživanje geologije i atmosfere Plutona i Harona i traženje prstenova i drugih satelita. Jednom kada je stvorena lista važnih pitanja, stvoreni su posebni naučni instrumenti za mjerenje i prikupljanje ovih podataka. Imajući na umu korisni teret potreban da bude lagan i energetski efikasan, NASA je odabrala 7 instrumenata (slika 2):

Slika 2: Slika linka New Horizons: https://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/spacecraft/index.html Autor: NASA / Laboratorija za primijenjenu fiziku Univerziteta Johns Hopkins / Southwest Research Institute

Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI)

& # 8211 Kamera velikog dometa visoke rezolucije.

Sunčev vjetar u Plutonu (SWAP)

& # 8211 Spektrometar za mjerenje sunčevog vjetra i brzine izlaska iz atmosfere.

Pluto energetsko ispitivanje spektrometara čestica (PEPSSI)

& # 8211 Kao i SWAP, PEPSSI mjeri jone koji napuštaju atmosferu, ali daje više matematičkih podataka.

Alice

& # 8211 Spektrometar ultraljubičaste slike koji prikuplja podatke o sastavu atmosfere koja okružuje Pluton i Haron.

Ralph

& # 8211 Teleskop i kamera u boji.

Studentski brojač prašine (SDC)

& # 8211 Student je napravio instrument koji neprestano skuplja svemirsku prašinu.

Eksperiment radio nauke (REX)

& # 8211 Mjeri sastav i temperaturu atmosfere.

Svaki od ovih instrumenata sadrži nekoliko senzora za prikupljanje potrebnih podataka, ali mogao bi poslužiti i kao sigurnosna kopija ako bi neki od ostalih instrumenata otkazao¹.


Sažetak

Kad fragment međuplanetarne prašine udari u Zemljinu atmosferu, on izgori da stvori meteor. Potoci čestica prašine koji putuju kroz svemir proizvode meteorske pljuskove u kojima vidimo meteore koji se razilaze sa mjesta na nebu nazvanog zračenjem pljuska. Mnogi se pljuskovi meteora ponavljaju svake godine i povezani su s određenim kometama koje su ostavile prašinu iza sebe kad se približe Suncu i njihovi ledovi isparavaju (ili se raspadaju na manje komade).

14.2 Meteoriti: Kamenje s neba

Meteoriti su ostaci iz svemira (uglavnom fragmenti asteroida) koji opstaju da bi dosegli površinu Zemlje. Meteoriti se nazivaju nalazi ili pada prema tome kako su otkriveni, najproduktivniji izvor danas je antarktička ledena kapa. Meteoriti se prema svom sastavu klasificiraju kao gvožđe, kameno željezo ili kamenje. Većina kamenja su primitivni predmeti, datirani od porijekla Sunčevog sistema prije 4,5 milijardi godina. Najprimitivniji su ugljenični meteoriti, kao što su Murchison i Allende. Oni mogu sadržavati brojne organske (bogate ugljikom) molekule.

14.3 Formiranje Sunčevog sistema

Izvodljiva teorija formiranja Sunčevog sistema mora uzeti u obzir ograničenja kretanja, hemijska ograničenja i dobna ograničenja. Meteoriti, komete i asteroidi preživjeli su solarnu maglinu iz koje se formirao Sunčev sistem. Ova maglica bila je rezultat kolapsa međuzvezdanog oblaka plina i prašine, koji je kontraktirao (zadržavajući svoj kutni zamah) da bi formirao našu zvijezdu, Sunce, okruženo tankim, vrtećim diskom prašine i pare. Kondenzacija u disku dovela je do stvaranja planetezimala, koji su postali gradivni blokovi planeta. Nagomilavanje padajućih materijala zagrijavalo je planete, što je dovelo do njihove diferencijacije. Gigantske planete su takođe mogle da privuku i zadrže gas iz solarne maglice. Nakon nekoliko miliona godina nasilnih udara, većina ostataka je pometena ili izbačena, a samo su asteroidi i ostaci kometa preživjeli do danas.

14.4 Poređenje sa drugim planetarnim sistemima

Prva planeta koja kruži oko daleke zvijezde solarnog tipa najavljena je 1995. Dvadeset godina kasnije identificirane su hiljade egzoplaneta, uključujući planete veličine i mase između Zemljine i Neptunove, koje mi u svom solarnom sistemu nemamo. Nekoliko posto sistema egzoplaneta ima „vruće Jupitere“, masivne planete koje kruže u blizini svojih zvijezda, a mnogi egzoplaneti su također u ekscentričnim orbitama. Ove dvije karakteristike se u osnovi razlikuju od svojstava plinskih divovskih planeta u našem vlastitom Sunčevom sustavu i sugeriraju da divovske planete mogu migrirati prema unutra od svog mjesta formiranja gdje je dovoljno hladno da se led stvori. Trenutni podaci pokazuju da su male (zemaljske) stjenovite planete uobičajene u našoj Galaksiji, takvih planeta nalik na zemlju mora biti na desetine milijardi.

14.5 Planetarna evolucija

Nakon zajedničkog početka, svaka od planeta evoluirala je svojim putem. Različiti mogući ishodi ilustrirani su usporedbom zemaljskih planeta (Zemlja, Venera, Mars, Merkur i Mjesec). Svi su stjenoviti, diferencirani objekti. Nivo geološke aktivnosti proporcionalan je masi: najveći za Zemlju i Veneru, manji za Mars, a odsutan za Mjesec i Merkur. Međutim, plima i oseka iz drugog obližnjeg svijeta također može generirati toplinu da pokreće geološke aktivnosti, kao što pokazuju Io, Europa i Enceladus. Pluton je takođe aktivan, na iznenađenje planetarnih naučnika. Na površinama čvrstih svjetova planine mogu nastati uslijed udara, vulkanizma ili uzdizanja. Bez obzira na njihovo porijeklo, više planine mogu biti podržane na manjim planetama koje imaju manju površinsku gravitaciju. Atmosfere zemaljskih planeta mogle su steći hlapljive materijale uslijed udara komete. Mjesec i Merkur izgubili su atmosferu, a većina hlapljivih sastojaka na Marsu je smrznuta zbog veće udaljenosti od Sunca i rjeđe atmosfere, a Venera je zadržala CO2 ali izgubio H2O kada je razvio masivan efekat staklene bašte. Samo Zemlja još uvijek ima tekuću vodu na svojoj površini i stoga može podržati život.


Svijet sa snijegom

Kako Scientific American izvještava, Pluton je jedno od pregršt tijela Sunčevog sistema za koje se čini da imaju neki oblik snijega, a ostali uključuju Titan, Io, Mars i, naravno, Zemlju. Ali na Plutonu, jedinstveno, gotovo cijela atmosfera može pasti kao snijeg.

U plutonijskoj zimi, većina atmosfere kondenzuje se na čvrsti materijal na površini. Pravedno govoreći, ne znamo padaju li ovi smrznuti plinovi u obliku zrna ili pahuljica ili se jednostavno kondenziraju na površini poput mraza.

Isto tako, još uvijek stvarno ne znamo jesu li atmosferske promjene i smrzavanje Plutona praćene žestokim vjetrovima - ukratko, mećavom - ili više liči na lagani snijeg pod jakom hladnom izmaglicom.


Planetarni sateliti, prirodni

IV.G Sistem Plutona-Harona

Ubrzo nakon što je Pluton otkriven 1930. godine, naučnici su pretpostavili da je planeta pobegli satelit Neptuna. Noviji proračuni pokazali su da je malo verovatno da je Pluton mogao steći sadašnju količinu momenta kretanja tokom događaja izbacivanja. Pluton je najverovatnije veliki planetezimal koji datira iz perioda formiranja Sunčevog sistema.

1978. godine pokazalo se da Pluton ima vlastiti mjesec koji je dobio ime Haron (slika 16). Haron se pojavljuje na posebno obrađenim visokokvalitetnim slikama kao nejasna masa koja kruži u blizini Plutona. Noviji snimci HST-a pokazuju dva tijela koja su jasno odvojena. Masivniji je u odnosu na primarni od bilo kojeg drugog satelita: masa mu je oko 7% mase Plutona, ako se pretpostavi da su njihove gustine jednake. Satelit ima stjenovitu jezgru i ledeni plašt od vode i amonijaka. Spektralna mjerenja pokazuju trake upijanja vodenog leda, ali nema dokaza o metanu na njegovoj površini. Izgleda da je metan (kojeg ima puno na površini Plutona) pobjegao iz Haronovog slabijeg gravitacionog polja. Površina harona trebala bi biti dovoljno hladna da dušik, koji je teško spektralno detektirati, postoji u čvrstom obliku. Polulopta satelita koja je okrenuta prema Plutonu neutralne je boje, dok suprotna hemisfera ima crvenkastu nijansu, što podrazumijeva površinske kompozicijske šarenila. Između 1985. i 1990. godine, Pluton i Haron su prošli niz međusobnih pomračenja, što je omogućilo tačnije određivanje njihovih radijusa, masa, orbitalnih elemenata i pojedinačnih svojstava površine.

SLIKA 16. Negativnu sliku sistema Pluton-Haron stekao J. W. Christy. Haron je produžena mrlja gore desno od Plutona. (Fotografija ljubaznošću Američkog pomorskog opservatorija.)


Jezovita plava izmaglica na Plutonu nije paranormalna, ali je smrtonosni otrov

Pluton izgleda kao da je uklet. Taj sablasno plavi prsten oko njega mogao bi dočarati vizije bestjelesnih duhova koji lebde u svemiru, ali stvarnost je možda još sablasnija.

Mnoge planete i mjeseci, uključujući Zemlju, obavijeni su izmaglicom, ali Pluton je daleko najbizarniji do sada. Čak ga i NASA naziva "fotohemijskim smogom". Novo istraživanje sugerira da se izmaglica sastoji od kristala leda sa cijanidom koji vreba unutra. Zaista ne možete izmisliti ove stvari. Istraživači vjeruju da sunčeva svjetlost započinje hemijske reakcije u gornjoj atmosferi Plutona, formirajući molekule poput cijanovodonika - koji je, inače, izuzetno otrovan - zajedno s acetilenom i etilenom. To nije nešto što bi neko želio udahnuti.

Još Pluton

"Solarno zračenje može slomiti ove molekule, a reakcije među fragmentima polazna su osnova složene organske hemije", rekao je planetarni naučnik Panayotis Lavvas, koji je nedavno vodio studiju objavljenu u časopisu Nature Astronomy, za SYFY WIRE. "Jedan od tipičnih proizvoda ove fotokemije je vodonik-cijanid."

Novonastali molekuli u atmosferi Plutona tada se smrzavaju u sitne čestice leda koje raspršuju sunčevu svjetlost da bi se učinilo onostrano plavim. Kako ih gravitacija tone, drugi se plinovi kondenziraju oko njih i stvaraju izmaglicu.

Izmaglica na Saturnovom mjesecu Titanu, koju je promatrala misija Cassini-Huygens, često se uspoređivala s izmaglicom Plutona i Neptunovog mjeseca Tritona (dolje). Ono što novo istraživanje također sugerira da postoje drastične razlike u tome kako se pojavila Titanova sumaglica. Pluton i Triton istraživali su New Horizons. Koristeći podatke Cassinija i New Horizonsa, računarski modeli otkrili su da bi Titan, ako doživi slične hemijske reakcije kao one na Plutonu, završio samo s oko polovine Plutonove maglice.

"Ova razlika je posljedica toga što je atmosferska temperatura Plutona znatno hladnija od one na Titanu", rekao je Lavvas. „Čestice Titanove atmosfere nastaju iz organske hemije stvaranjem velikih molekula. U atmosferi Plutona takođe postoji aktivna organska hemija, ali nastali organski molekuli mogu se kondenzirati prije nego što dosegnu veliku molekularnu veličinu uočenu na Titanu. "

Druga razlika između Plutona i Titana je ta što se izmaglica Plutona sastoji od organskih sladoleda, dok je Titan prepun policikličnih aromatičnih ugljikovodika ili PAH-a. To su veliki molekuli koje je Lavvas spomenuo, a koji se temelje na ugljiku i nastaju iz manjih ugljikovodika koji se grupišu.

Neptunov mjesec Triton, čija bi izmaglica mogla biti slična Plutonu. Zasluge: NASA.

Tu se ne zaustavlja. PAH se mogu nastaviti i agregirati u još veće molekule koji postaju preteški da bi ostali poletni u gornjim slojevima atmosfere, tako da tonu u donje slojeve, gdje mogu još više rasti zbog veće gustoće tamo. To rezultira aerosolima na bazi ugljika u nižoj atmosferi Titana.

Organske čestice u Plutonovoj maglici također manje komuniciraju sa sunčevom energijom koja struji iz daljine. Titanova maglica ima lakše vrijeme interakcije s energijom Sunca. Zajedničko Plutonu, Tritonu i Titanu su njihovi atmosferski hemijski sastavi. Svi oni imaju atmosferu sačinjenu uglavnom od azot dioksida, metana i ugljen monoksida (još jednog neslavno otrovnog plina).

Budući da je Pluton brutalno hladan, hoće sve što se može smrznuti ili barem kondenzirati. Prosječna temperatura mu je -269 stepeni Fahrenheita kada orbitira najbliže suncu i -387 stepeni Fahrenheita kada najdalje zaluta. To objašnjava zašto se vodonik-cijanid u svojoj atmosferi kondenzira. Njegova zasićena gornja atmosfera samo znači da će trebati zauvijek dok se svi molekuli cijanid vodonika ne kondenziraju. Molekuli se puno lakše kondenziraju u nižim slojevima atmosfere, gdje je i drugim organskim plinovima poput diacetilena (C4H2) potrebno manje vremena da se smrznu.

Iako Plutonova izmaglica nije namijenjena prehrani ljudi, mogla bi nam reći više o tome kakva izmaglica može okruživati ​​Triton.

"Primjenjujući teoriju razvijenu za Plutonovu maglicu na Tritonov slučaj, otkrili smo da organski sladoled također može objasniti opažanja Tritonske maglice iz misije Voyager II", rekao je Lavvas. "Dominantna organska komponenta leda u ovom slučaju je etilen (C2H4)."

Barem je ova otrovna ničija zemlja posljednje mjesto na koje neko misli poslati astronaute. Mars je dovoljno opasan.


Laurel Kornfeld [zagovornik Plutona] predstavljena u časopisu Astronomy


Ovaj gostujući blog dolazi od Laurel Kornfeld, slobodne spisateljice i entuzijastičnog astronoma amatera iz Highland Parka u državi New Jersey.

Otkriće da se naš Sunčev sistem ne završava s Plutonom ne nalaže da prihvatimo kontroverznu definiciju planeta IAU i umjetno držimo mali broj planeta Sunčevog sistema malim. Vrijeme je da se prepozna nova paradigma u kojoj planete obiluju i uključuju sferne mjesece plinskih divova i patuljaste planete. Astronomi i prosvjetni radnici trebali bi uzeti u obzir ne samo IAU stajalište, već i ono izdvojeno, geofizičku definiciju planete i njene implikacije na proučavanje našeg Sunčevog sistema. To je promjena paradigme koju tvrdim u donjem članku.

Blogerica planetarnog društva Emily Lakdawalla iznosi valjane stavove raspravljajući o prečestom smanjenju Sunčevog sistema od strane prosvjetnih radnika nakon kontroverznog glasanja o definiciji planeta IAU iz 2006. godine.

Takođe tačno tvrdi da je današnji Sunčev sistem veće, raznovrsnije susjedstvo ispunjeno ogromnim brojem planetarnih tijela i da bi ga kao takvog trebali prenositi prosvjetni radnici.

Tamo gdje ona i drugi profesori astronomije griješe pretpostavljajući da se šira, sveobuhvatnija studija našeg Sunčevog sistema i njegovih egzotičnih svjetova mora temeljiti na prihvaćanju definicije planeta IAU, koja sprečava da svi objekti Sunčevog sistema, osim osam, budu označeni kao planeti.

I ja sam čuo priče nastavnika i dopisnika medija zbunjenih nakon odluke IAU-a koji su Plutona nazivali ili zvijezdom, egzoplanetom, mjesecom, asteroidom, kometom ili plinovitim tijelom. Jasno je da je odluka JUR-a odgovorna za stvaranje više zbrke nego jasnoće.

Solarno susjedstvo koje se širi se širi

Zanimljivo je da mnogi učitelji gledaju na Pluton kao na planetu i nastavljaju ga učiti kao takvog. Neki to uče kao stalnu raspravu. Moji sedmogodišnji i desetogodišnji nećaci razumiju da postoje dva načina na koji mogu gledati na Sunčev sistem & # 8212 jedan koji klasificira samo najveća tijela kao planete i drugi koji planete gleda kao bilo koji i sferni svijet.

Iako su neke igre, igračke i knjige uklonile Plutona iz leksikona planeta, mnogi tiskani nakon 2006. godine odlučili su da uključuju ne samo Pluton već i druge patuljaste planete. Svjedok dr. Ken Croswell & # 8217s knjiga Deset svjetova i dr. David Aguilar & # 8217s National Geographic knjiga Trinaest planeta.

McDonalds i dalje prodaje Happy Meals u kutijama ukrašenim s devet planeta, na nesreću nekih partizana IAU.

Najbolji učitelji vjeruju svojim učenicima da će inteligencija # 8217 naučiti pitanje definicije planete kao ono što zapravo jeste i # 8212 tekuću raspravu. Profesor fizike sa univerziteta Elon, Tony Crider, kombinovao je astronomiju sa igranjem uloga i stvorio igru ​​u kojoj studenti igraju ulogu astronoma na debati 1999. i na Generalnoj skupštini IAU 2006. godine. Ova originalna, zabavna i informativna lekcija predstavljena je 2011. godine na sastanku Astronomskog društva na Pacifiku. Možete ga pronaći ovdje.

Kao astronom amater i pisac koji se bavim javnošću, čujem mnoge priče učitelja, ne samo uključujući Pluton, već i pet imenovanih patuljastih planeta u lekcijama o Sunčevom sistemu.

Ironično, Planetarno društvo daje primjer sa svojim setom prazničnih ukrasa koji uključuju planete, patuljaste planete i sferne mjesece plinskih divova (planeta satelita). Vodio sam duge razgovore s istaknutim astronomima i proučavao promjenljivi krajolik našeg Sunčevog sistema. Te studije dovele su me do odbacivanja ideje da dodavanje mnogih novih malih planeta u Kajperskom pojasu diskvalificira Pluton i kao planetu.

Pored toga, moje iskustvo je da mnogi po prirodi glasanja za IAU iz 2006. godine zapravo nisu konačni odgovor, pa čak ni fakt d # 8217sukladan i astronomima i prosvjetnim radnicima koji proučavaju Sunčev sistem. Usavršavamo svoje razumijevanje pojedinačnih objekata novim podacima koje saznajemo o tim objektima, a ne otkrićima o drugim tijelima.

Da, arhitektura Sunčevog sustava razlikuje se od one koja je bila kad su odrasli odrasli danas. Ali ta se razlika jednako dobro može shvatiti i kao veliko širenje Sunčevog sistema. Konkretno, ono što sada imamo su tri, a ne dvije planetarne zone - kopnene planete, plinski divovi i patuljasti planeti, s tim da su patuljasti planeti najbrojniji.

Ali to ih ne čini planetama.

Ništa u vezi s orbiti Plutona ne sprečava da je klasifikujemo kao planetu. Dok je orbita Plutona nagnuta na ekliptiku za 17 & # 176, orbita Merkura je nagnuta za 7 & # 176. Mnogi egzoplaneti sa više planeta izgledaju drugačije od našeg Sunčevog sistema, pri čemu svaka od planeta kruži u drugoj ravni.

Egzoplanete su još čudnije

Najmanje dva sistema egzoplaneta sadrže dvije gigantske planete u orbitalnim rezonancijama 3: 2, istoj rezonanciji koja postoji između Neptuna i Plutona. HD 45364 u sazviježđu Veliki pas je jedan takav primjer.

Gliese 876d, planeta od nekoliko Zemljinih masa koja kruži bliže svojoj zvijezdi od Merkura i WASP-17b, planeta širine pola Jupitera, ali dvostruko veće od njene mase, obje kruže oko svojih zvijezda unazad, što znači u smjeru suprotnom od njihovih zvijezda & # 8217 spin.

U sistemu K0I-730, otkrivenom Keplerovom misijom, dvije planete dijele jednu orbitu, potrebno je 9,8 dana da kruže oko svoje matične zvijezde.

Ovi primjeri nam govore da ni ekscentrične orbite ni objekti koji su migrirali na različita mjesta odakle su u početku nastali ne sprečavaju da se ti objekti označe kao planete.

Najveći patuljci jednaki su najmanjim planetima

Harona biste mogli smatrati patuljastom planetom za sebe. Četiri majušna mjeseca u sistemu Plutona zapravo ne orbitiraju samo Pluton, već Pluton-Haron u različitim rezonancijama. Pluton i Haron kruže oko barijenta između dva objekta, što ih čini jedinim binarnim sistemom planete koji kruži oko našeg Sunca.

Procjenjuje se da je Pluton 70 posto stijena, a Eris, koji je 25 posto masivniji od Plutona, iako je nešto manji, vjerovatno je stjenovitiji i stoga sličniji planeti. Mnogi astronomi vjeruju da Eris daje primjer kako će Pluton izgledati dok se udaljava od Sunca, svijeta čiji su plinovi zaleđeni na površini. Ipak, nedavna studija dr. Catherine Olkin sa jugozapadnog istraživačkog instituta u Boulderu u Koloradu, pokazuje da Pluton nikada u potpunosti ne gubi atmosferu u cijelosti svoje 248-godišnje orbite.

Osmatranja Olkina otkrila su da je atmosfera Plutona sada tri puta gušća nego što je bila otkrivena 1988. godine, uprkos činjenici da se planeta povlači od Sunca od svog perihelija 1989. godine.

Ona pripisuje ovaj viši atmosferski pritisak činjenici da područje približno 100 metara ispod površine Plutona zadržava dovoljno toplote da barem dio azota u atmosferi Plutona ostane u plinovitom stanju kroz njegovu eliptičnu orbitu.

Da li Eris zadržava bilo koju vrstu atmosfere tokom svoje 550-godišnje solarne orbite? Sa afelijom otprilike tri puta daljim od Plutona, vjerovatnoća je ne, ali u konačnici, jedini način da budemo sigurni je otići tamo. Da bismo istinski razumjeli ove svjetove, moramo ih promatrati izbliza.

Za slanje misija tipa New Horizons u takve udaljene svjetove bit će potrebna i međunarodna saradnja i napredak u pogonskoj tehnologiji kako bi se skratilo vrijeme putovanja robotskih misija. Ipak, postavljanje takvih istraživanja kao prioritet nužno je ako želimo postati ljudi koji se bave svemirom upoznati s vlastitim nebeskim susjedstvom.

A za dobivanje javne podrške za takve misije potrebne su mlađe generacije koje nisu samo svjesne postojanja ovih planeta, već su i uzbuđene zbog toga.

Složene strukture patuljastih planeta dovode do toga da su to cjeloviti, složeni, zagonetni svjetovi, drugim riječima, mali planeti. Zbog toga bi bilo netačno zamisliti da su veći svjetovi Kuiperovog pojasa slični asteroidima između Marsa i Jupitera.

Kako se ovi daleki svjetovi polako odriču svojih tajni, novo znanje neprestano će zahtijevati od nas da revidiramo klasifikacijske sheme koje odražavaju stvarnost tih svjetova. Već je zamislivo zamisliti potklasu planeta u kojoj se nalaze podzemni okeani. Takva potklasa može obuhvaćati tako raznolike svjetove kao što su Pluton, Ceresa, Europa, Encelad, Ganimed, Kalisto, Titan i Triton.

Pronalaženje podzemnog okeana na Plutonu moglo bi dobro nagovijestiti pronalazak sličnih vodnih tijela ispod površine mnogih drugih patuljastih planeta u Kuiperovom pojasu, istakli su Guillaume Robuchon i Francis Nimmo sa Kalifornijskog univerziteta u Santa Cruzu u svom članku iz 2011. godine. Astrobiologija časopis. Budući da bi podzemni okeani mogli sadržavati mikrobni život, svaki od ovih svjetova predstavlja još jedno potencijalno mjesto za ovu najveću potragu od svih.

Stoga se mogu gledati isti podaci kao i Lakdawalla, a opet izvući sasvim drugačiji zaključak o našem Sunčevom sistemu. Umjesto osam planeta, naš Sunčev sistem ima pet zemaljskih planeta (uključujući Cereru), od kojih je najbliža na blago nagnutoj orbiti, četiri velika jovijana, koja se dalje mogu podijeliti na plinske divove i ledene divove, i mnoštvo patuljastih planeta , od kojih svi osim jedne putanje iznad Neptuna. Ceres bi se mogao zajednički klasificirati i kao zemaljska i kao patuljasta planeta.

U regiji gasnog giganta imamo mnoštvo sfernih mjeseca koji se svojom složenošću, sastavom i geologijom mogu smatrati sekundarnim ili satelitskim planetima. Ovi svjetovi predstavljaju neke od najpoželjnijih ciljeva za buduće potrage za mikrobnim životom i za potencijalnu ljudsku kolonizaciju Sunčevog sistema.

Da, vjerovatno postoji još mnogo svjetova koji se mogu naći izvan Neptuna, a tamo sasvim sigurno može vrebati objekt veličine Neptuna. Značajno je da se takav objekt ne bi uklapao u IAU definiciju planete usvojenu 2006. godine, jer na takvoj udaljenosti šanse su da & # 8220 ne očisti svoju orbitu & # 8221 čak ni na veličini Neptuna.

Otkrića u posljednjih 20 i više godina imaju značajne implikacije na naučno obrazovanje. Ne samo da ne bismo trebali odustati od Plutona iz rasprava o Sunčevom sistemu, trebali bismo uključiti i novootkrivene planete Kuiperovog pojasa, Sednu, Ceresu i velike mjesece plinskih divova.

Ali zašto se pretvarati da su ti objekti sve samo ne ono što jesu & fascinantni, izuzetno raznoliki, jedinstveni, ali ipak planeti? Kao što glavni istraživač New Horizons Alan Stern često kaže, stvarna promjena paradigme na koju smo se još uvijek navikli nije iz Sunčevog sustava s devet planeta u jedan s osam, već iz Sunčevog sustava s devet planeta na jedan s 50, 100, ili više.


NASA-in teleskop u avionu - SOFIJA - Pronalazi tragove skrivene u Plutonovoj izmaglici

Kada je svemirska letelica New Horizons 2015. godine prošla pored Plutona, jedna od mnogih fascinantnih karakteristika koje su njene slike otkrile bila je da ovaj mali, hladni svijet u dalekom Sunčevom sistemu ima maglovitu atmosferu. Sada vam pomažu novi podacis objasnite kako se Plutonova maglica stvara od slabe svjetlosti Sunca udaljene 3,7 milijardi milja dok se kreće neobičnom orbitom.

Daljinska promatranja Plutona NASA-inim teleskopom u avionu, Stratosferska opservatorija za infracrvenu astronomiju, ili SOFIA, pokazuju da je tanka izmaglica koja okružuje Pluton napravljena od vrlo malih čestica koje ostaju u atmosferi duže vrijeme, a ne da odmah padnu u površina. SOFIJINI podaci pojašnjavaju da se ove čestice izmaglice aktivno nadopunjuju - otkriće koje revidira predviđanja o sudbini atmosfere Plutona dok se kreće u još hladnija područja svemira na svojoj orbiti oko Sunca koja traje 248 godina oko Zemlje. Rezultati su objavljeni u naučnom časopisu Icarus.

Nepomična slika iz animacije koja prikazuje Plutona kako prolazi ispred zvijezde tokom događaja poput pomračenja poznatog kao okultacija. SOFIJA je promatrala patuljastu planetu dok ju je na trenutak osvjetljavala zvijezda 29. juna 2015. godine kako bi analizirala njegovu atmosferu. Zasluge: NASA

"Pluton je misteriozni objekt koji nas neprestano iznenađuje", rekao je Michael Person, vodeći autor članka i direktor Astrofizičke opservatorije Wallace iz Tehnološkog instituta Massachusetts. „Bilo je nagovještaja u ranijim daljinskim opažanjima da bi moglo biti izmaglice, ali nije bilo jakih dokaza koji bi potvrdili da je zaista postojao dok podaci nisu stigli iz SOFIJE. Sad ispitujemo hoće li se atmosfera Plutona srušiti u narednim godinama - možda će biti otpornija nego što smo mislili. "

SOFIJA je proučavala Pluton samo dvije sedmice prije leta New Horizon-a u julu 2015. Modificirani Boeing 747 preletio je Tihi okean i usmjerio teleskop od gotovo 9 stopa u Pluton tokom okultacije, događaja sličnog pomrčini u kojem je Pluton bacio blagu sjenu Zemljina površina dok je prolazila ispred daleke zvijezde.

SOFIJA je promatrala srednje slojeve atmosfere Plutona u valnim dužinama infracrvene i vidljive svjetlosti, a ubrzo nakon toga, svemirska letelica New Horizons sondirala je svoje gornje i donje slojeve koristeći radio talase i ultraljubičasto svjetlo. Ova kombinirana zapažanja, uzeta tako blizu u vremenu, pružila su najkompletniju sliku o atmosferi Plutona do sada.

Plava, maglovita atmosfera

Stvorena dok površinski led isparava pod dalekom sunčevom svjetlošću, atmosfera Plutona je pretežno plinoviti dušik, zajedno s malim količinama metana i ugljen-monoksida. Čestice izmaglice stvaraju se visoko u atmosferi, više od 20 milja iznad površine, dok metan i drugi gasovi reaguju na sunčevu svetlost, pre nego što polako padnu na leđnu površinu.


SOFIJA je proučavala Plutonovu sjenku dok je putovao površinom Zemlje brzinom većom od 53.000 mph u noći 29. juna 2015. Pažljivo planiranje i prilagođavanje putanje leta opservatorijuma do promatranja omogućilo je naučnicima da analiziraju Atmosfera Plutona. Zasluge: NASA

New Horizons je pronašao dokaze o tim česticama kada je poslao slike koje prikazuju plavo obojenu izmaglicu u atmosferu Plutona. Sad SOFIJINI podaci popunjavaju još više detalja otkrivajući da su čestice izuzetno male, debele samo 0,06-0,10 mikrona ili otprilike 1.000 puta manje od širine ljudske dlake. Because of their small size, they scatter blue light more than other colors as they drift toward the surface, creating the blue tint.

With these new insights, scientists are reevaluating their predictions on the fate of Pluto’s atmosphere. Many forecasts indicated that as the dwarf planets moved away from the Sun, less surface ice would be vaporized — creating fewer atmospheric gases while losses to space continued — eventually leading to atmospheric collapse. But rather than collapsing, the atmosphere appears to change on a shorter cyclical pattern.

Applying what they learned from SOFIA to reanalyze previous observations, including from SOFIA’s predecessor the Kuiper Airborne Observatory, shows that the haze thickens and then fades in a cycle lasting just a few years. This indicates that the tiny particles are being created relatively quickly. The researchers suggest that Pluto’s unusual orbit is driving the changes in the haze and therefore may be more important in regulating its atmosphere than its distance from the Sun.

An Armstrong F/A-18 flying safety and photo chase for NASA’s SOFIA 747. Credit: NASA / Jim Ross

Pluto circles the Sun in a long, oval shape, called an elliptical orbit, and at an angle, called an inclined orbit. It also rotates on its side. This causes some areas of the dwarf planet to be exposed to more sunlight at different points in the orbit. When ice-rich regions are exposed to sunlight, the atmosphere may expand and create more haze particles, but as those areas receive less sunlight, it may shrink and become clearer. This cycle has continued even as Pluto’s distance from the Sun has increased, though it’s not clear if this pattern will continue.

“There’s still a lot we don’t understand, but we’re forced now to reconsider earlier predictions,” said Person. “Pluto’s atmosphere may collapse more slowly than previously predicted, or perhaps not at all. We have to keep monitoring it to find out.”

Chasing Pluto’s Shadow

SOFIA was uniquely positioned to study Pluto from afar by taking advantage of a rare moment when Pluto passed in front of a distant star, casting a faint shadow across the Earth’s surface. Momentarily backlit by the star, Pluto’s atmosphere could be analyzed.

Traveling at 53,000 miles per hour, Pluto’s shadow was expected to appear for a brief two minutes over the Pacific Ocean near New Zealand. SOFIA charted its course to intercept, but two hours before the occultation an updated prediction placed the shadow 200 miles to the north.

“Capturing that shadow required a bit of scramble. SOFIA has the benefit of being mobile, but the revised flight plan had to be cleared by air traffic control,” said William Reach, SOFIA’s associate director for science operations. “There were a few tense moments, but the team worked together, and we got clearance. We reached Pluto’s shadow at exactly the right time and were very happy to have made it!”

Remote observations like these allow scientists to monitor planetary bodies in between spacecraft flybys, which can often be separated by many years. The agreement between the data gathered remotely by SOFIA and from New Horizons’ close flyby supports that occultation observations from Earth can provide high quality data between spacecraft missions.

SOFIA, the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, is a Boeing 747SP jetliner modified to carry a 106-inch diameter telescope. It is a joint project of NASA and the German Aerospace Center, DLR. NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley manages the SOFIA program, science and mission operations in cooperation with the Universities Space Research Association headquartered in Columbia, Maryland, and the German SOFIA Institute (DSI) at the University of Stuttgart. The aircraft is maintained and operated from NASA’s Armstrong Flight Research Center Building 703, in Palmdale, California.


PLANETARY ATMOSPHERES | Jupiter and the Outer Planets

Triton and Pluto

Triton, which is Neptune's largest moon, and Pluto, which is usually the most distant planet from the Sun, are mid-sized icy worlds with tenuous atmospheres whose main constituent, N2, is in vapor pressure equilibrium with solid N2 ice on the surface. The shapes of infrared spectral features in the solid N2 on the surface indicate that the N2 ice temperatures are 38±1 K and 40±2 K on Triton and Pluto, respectively. Over the past few decades, solid CH4, CO, and H2O as well as N2 have been discovered on the surfaces of both bodies solid CO2 has been detected on Triton but not on Pluto. That N2 dominates Triton's atmosphere is suggested by detection of gaseous N2 absorption and emission features at ultraviolet wavelengths by the Voyager spacecraft furthermore, the surface pressure, 14 μbar, is equal to the vapor pressure of N2 ice at 38 K. Analysis of data obtained when a star passed behind Pluto in 1988 indicates that the molecular mass of Pluto's atmosphere is near 28, consistent with either N2 or CO the low vapor pressure of CO relative to N2 suggests that CO is at most a minor constituent. Gaseous CH4 has been detected in the atmospheres of Triton and Pluto, with mole fractions of 2–6×10 −4 and 0.001–0.1, respectively. The low CH4 abundance is consistent with the lower volatility of CH4 relative to N2.

The Voyager 2 flyby past Triton in 1989 showed a dynamic world with a wealth of atmospheric and surface processes ( Figure 19 ). Despite the low atmospheric mass, several types of airborne particulates were observed. First was a nearly ubiquitous, and very tenuous, haze layer extending to 25 km altitude. The haze probably results from photochemical destruction of CH4 to form C2H6, C2H4, C2H2, and other compounds that condense at Triton's cold temperatures. Second, isolated clouds 70–300 km in length were observed at heights of 1–3 km, which may result from condensation of N2. Third, and most spectacular, four geysers were seen erupting at Triton's surface, sending columns of dark particles to altitudes of 8 km. These particles formed plumes that extended up to 150 km downwind ( Figure 20 ). Analysis of surface wind streaks and orientations of the clouds and plumes suggests that, in Triton's southern mid-latitudes (the region best imaged by Voyager), the winds blow to the north-east at the surface, to the east at 1–3 km altitude, and to the west at 8 km altitude. This wind pattern is consistent with a polar vortex aloft (whose sign changes from east to west with increasing height, consistent with a negative equator-to-pole temperature gradient in thermal wind balance) and a frictional boundary layer at the surface. The north-eastward winds at the surface may result from flow of air away from the south polar cap (modified by the Coriolis acceleration) as N2 ice from the cap sublimes (Note that Triton's rotation is retrograde, that is, from east to west, so the astronomically defined south pole has the same sense of rotation as Earth's north pole.)

Figure 19 . Neptune's moon Triton as imaged by Voyager 2 in 1989. Varied surface terrains indicate an active geological history. Dark streaks toward the bottom of the image may be dust deposited by geyserlike plumes.

Figure 20 . An active geyser on Triton. Comparison of stereo pairs of images shows that the dark streak curving across the rightmost two-thirds of the image is a cloud at 8 km altitude. The dark material (probably a carbon-rich dust) is ejected from the surface to 8 km altitude within the vertical column visible at the left edge of the dark streak. The material then blows downwind to the right. Sequences of images show substantial time variability in the plume.

The atmospheres of Triton and Pluto are dense enough for transport of latent heat to play an important role in the surface energy balance. Because the vapor pressure of N2 ice depends strongly on temperature, any variation in N2-ice temperature across the surface would cause sublimation (hence cooling) in the warm regions and condensation (hence warming) in the cool regions. This process is efficient enough to guarantee that the nitrogen ice, which covers approximately half of both bodies, maintains constant temperatures across the surface (at 38±1 K on Triton and 40±2 K on Pluto) despite the fact that the absorbed solar and emitted infrared fluxes usually do not balance. Regions lacking N2 ice may attain temperatures up to 60 K.

Voyager measurements at ultraviolet wavelengths indicate that Triton's atmospheric temperature reaches 100 K at altitudes above 300 km. On the basis of the low surface temperature, the 0–300 km atmosphere must therefore contain a stably stratified layer where temperature increases with height. Sunlight is absorbed aloft and conducted down this thermal gradient toward the surface. Nevertheless, the fact that the geyser plumes rose to 8 km before spreading horizontally ( Figure 20 ) indicates that the atmosphere below 8 km is almost neutrally stable (so that temperature decreases with height, perhaps following an adiabat). This is puzzling, because unlike the case in Earth's lower atmosphere, radiation cannot compete with conduction on Triton, so no troposphere (where radiative cooling forces the atmosphere toward convective instability) is expected. Triton's ‘troposphere’ may result instead from mechanically forced turbulence caused by air flow over rough topography.

Little is known about Pluto ( Table 6 ), which has not yet been visited by spacecraft. Our knowledge of Pluto's atmosphere derives largely from the fact that Pluto passed in front of a star in 1988 (an event called a stellar occultation). The dimming of the stellar light occurred gradually rather than suddenly, proving that Pluto has an atmosphere. Analysis of these observations indicates that the surface pressure is at least 3 μbar, but could exceed 100 μbar depending on the exact temperature of the nitrogen ice at the surface. (Over the allowed range of N2-ice surface temperatures, 38–42 K, the vapor pressure ranges from 14 to 160 μbar). Analysis of the occultation data indicates a temperature near 100 K at pressures near 1 μbar, implying that temperature increases with height between the surface and 1 μbar pressure. Pluto's eccentric orbit causes large variations in distance from the Sun over its 248-year orbit, reaching a minimum of 29.7 AU in 1990 and a maximum of 49.5 AU in 2114. Pluto's surface temperature and atmospheric pressure will therefore probably plummet over the next century, although uncertainty in surface properties precludes a firm prediction.

Table 6 . Properties of Pluto

Date of discovery1930
Mass (kg)1.32×10 22
Mass (Earth1)0.002
Radius (km)1145–1200
Surface gravity (m s −2 )0.6
Orbital period (years)248
Orbital semi-major axis (AU)39
Rotation period (days)6.387
Obliquity120°
Orbital eccentricity0.249

Data from Stern and Tholen (1997) Cox AN (ed.) (2000) Allen's Astrophysical Quantities. Springer-Verlag, New York.


Pogledajte video: Zera - DA LI SI? Tekst (Januar 2023).