Плутон є досить складним об’єктом для вивчення, оскільки лежить за орбітою Нептуна (на більшій частині своєї орбіти) в поясі Койпера. Окрім відправки зонду на планету (що НАСА зробило у 2015 році), ми здебільшого покладаємося на зоряні затемнення для вивчення атмосфери карликової планети, коли вона проходить перед яскравою зіркою з нашої перспективи.
“Для об’єктів з атмосферою рефракція відіграє важливу роль у поясненні падінь потоку та полярних сяйв, що спостерігаються під час цих подій, – пояснює астроном Бруно Сікарді у статті, опублікованій у 2022 році в журналі Comptes Rendus Physique. “Це може бути використано для [виведення] ключових параметрів атмосфери, таких як її щільність, тиск і температурні профілі, а також наявність атмосферних гравітаційних хвиль і зональних вітрів”.
Орбіта Плутона триває 248 років, а це означає, що він навіть не встиг відсвяткувати один плутонічний рік з моменту свого відкриття до того, як його статус був знижений у 2006 році.
Під час руху по орбіті відстань до нього змінюється від 49,3 астрономічних одиниць (а.о.) до 30 а.о., причому 1 а.о. – це середня відстань між Землею і Сонцем. У найвіддаленішій точці від Сонця середня температура може опускатися до -233°C (-387°F), тоді як при найближчому наближенні до нього вона може досягати комфортних -223°C (-369°F). Така зміна температури, звісно, має вплив на атмосферу планети.
“Коли Плутон наближається до Сонця, його поверхневі льоди сублімуються (перетворюючись безпосередньо з твердого стану на газ) і піднімаються, тимчасово утворюючи розріджену атмосферу”, – пояснює NASA. “Низька гравітація Плутона (близько 6 відсотків від земної) призводить до того, що його атмосфера набагато витягнутіша по висоті, ніж атмосфера нашої планети. Плутон стає набагато холоднішим протягом тієї частини року, коли він знаходиться далеко від Сонця. У цей час більша частина атмосфери планети може замерзнути і випасти на поверхню у вигляді снігу”.
Про це було відомо вже давно. Відтоді, як Плутон здійснив своє найближче зближення з Сонцем, ставши ближче до нього, ніж Нептун, у період між 1979 і 1999 роками, він віддаляється від головного джерела тепла нашої Сонячної системи, і тому можна було б очікувати, що його атмосфера почне стискатися. Однак до 2018 року спостереження показували, що його поверхневий тиск і щільність атмосфери продовжували зростати, що вчені пояснюють “тепловою інерцією”.
“Аналогією до цього є те, як Сонце нагріває пісок на пляжі, – сказала науковий співробітник Південно-Західного науково-дослідного інституту доктор Леслі Янг у своїй заяві за 2021 рік. “Сонячне світло найбільш інтенсивне опівдні, але пісок продовжує вбирати тепло протягом усього дня, тому він найспекотніший ближче до вечора. Тривале збереження атмосфери Плутона свідчить про те, що резервуари азотного льоду на поверхні Плутона підтримувалися в теплі за рахунок тепла, накопиченого під поверхнею. Нові дані свідчать про те, що вони починають охолоджуватися”.
Затемнення 2020 року стало ще одним доказом цього скорочення атмосфери Плутона, доказом того, що азот Плутона продовжує сублімуватися на карликовій планеті, втрачаючи накопичене тепло і наближаючись до плутоніанської зими.
