Плутон — карликовая планета с вытянутой орбитой. Она то приближается к Солнцу, то удаляется от него на огромное расстояние. Сейчас Плутон находится в фазе удаления. Этот путь он совершает впервые с момента своего открытия в 1930 году. По расчетам, в 2114 году он достигнет максимального удаления и развернется обратно. Но до этого ему предстоит долгий путь в холод и тьму, где солнечный свет становится все слабее. И вместе с ним будет остывать его атмосфера.
Атмосфера Плутона — это тонкая оболочка из азота с примесями метана и угарного газа. Она настолько разрежена, что составляет всего несколько миллионных долей земной. Но даже она может замерзать и оседать на поверхность в виде инея, если становится слишком холодно.
Команда исследователей под руководством Аманды Сикафуз из Института планетарных наук в США отслеживала изменения атмосферы Плутона с 2017 по 2023 год, используя редкое астрономическое явление — покрытия. Это происходит, когда Плутон проходит точно перед далекой звездой. Свет звезды по пути проходит сквозь атмосферу карликовой планеты, и ученые могут измерить, как он ослабевает. По этому ослаблению можно определить плотность и давление атмосферы.
С 2017 года команда наблюдала 10 таких покрытий, но только в четырех случаях удалось зафиксировать событие одновременно из нескольких точек на Земле. Измерения показали, что с момента пролета зонда New Horizons в 2015 году и до середины 2021 года давление атмосферы Плутона оставалось примерно постоянным. Но затем, в период с середины 2021 по июль 2023 года, произошло нечто неожиданное: давление упало на 16%.
Это первое прямое свидетельство того, что атмосфера Плутона может начать разрушаться. По мере удаления от Солнца поверхность остывает, и азот, который испаряется с поверхности и поддерживает атмосферу, перестает поступать — он просто замерзает обратно в лед.
Наша работа показывает, что атмосфера недавно начала снижать давление. Я надеюсь, что в ближайшие годы и десятилетия мы сможем получить больше данных, чтобы окончательно подтвердить или опровергнуть эту тенденцию.
Дымка в атмосфере Плутона, состоящая из сложных органических соединений, также должна меняться: по мере падения давления она будет оседать на нижние высоты и становиться тоньше. Но точная физика этих процессов пока не до конца ясна — она тесно связана с тем, как ведут себя льды на поверхности.
Плутон дает ученым редкую возможность наблюдать за тем, как меняется атмосфера на протяжении одного сезона (который длится на Плутоне почти 250 земных лет). И сейчас, впервые за всю историю наблюдений, мы видим ее в фазе охлаждения и, возможно, замерзания. В 2114 году Плутон начнет возвращаться к Солнцу, и его атмосфера, вероятно, восстановится. Но чтобы увидеть это, нужно подождать почти сто лет. А пока — мы свидетели медленного угасания атмосферы самой далекой из когда-либо изученных планет.
Исследование опубликовано в научном журнале The Planetary Science Journal.
Ранее Наука Mail рассказывала о замедлении Харона — луны Плутона.