mauvaise astronomie | L’atmosphère de Pluton commence à geler

La mission New Horizons s’est envolée vers le système solaire externe en contournant Pluton en juillet 2015, sautant à seulement 12 500 km au-dessus de sa surface. Après un voyage de 5 milliards de km Et retour Des photos incroyables et les données de Little Ice World.

La mission a été conçue, conçue, construite et lancée en un temps record car les scientifiques voulaient atteindre Pluton le plus rapidement possible. Pourquoi? Parce que Pluton orbite autour du Soleil sur une trajectoire elliptique décente, et vers 1989 était son point le plus proche du Soleil. Puis, au fur et à mesure qu’il s’éloignera lentement de son orbite de 248 ans, il se refroidira lentement. Pluton a une atmosphère d’azote incroyablement mince, seulement 1/100000^N.-É. Aussi épaisse que la Terre, mais elle est là. Avec la baisse de température, les scientifiques craignaient qu’elle ne gèle au moment où la sonde y arriverait.

Comme il s’avère, Ils l’ont fait au bon moment. L’atmosphère, pour ainsi dire, faisait toujours son travail lorsque New Horizons est passé. En 2018, il y avait des preuves que l’atmosphère avait commencé à s’épaissir.

Le 15 août 2018, vu de la Terre, Pluton est passé juste devant l’étoile UCAC4 341-187633, qui est légèrement plus brillant que Pluton lui-même. Un événement comme celui-ci s’appelle cacher, et peut être très utile aux astronomes ; Parfois ça donne du volume Et forme uniforme de l’objet bloqué.

En ce qui concerne la dissimulation, le moment et l’emplacement sont tout. Il fait un chemin à travers la Terre, comme une éclipse solaire, et à l’intérieur de ce chemin, vous voyez alors que vous ne voyez pas à l’extérieur. Pour l’absence de Pluton 2018 La frontière sud était le Belize et le Guatemala en Amérique centrale, et la frontière nord traverse le nord des États-Unis. La ligne centrale, où l’étoile passe directement par le centre de Pluton, traverse le Mexique et la côte du golfe, puis atteint les États de l’océan Atlantique oriental.

Peu d’observateurs arrêtés ont pu mesurer la luminosité de l’étoile. Si Pluton n’avait pas d’atmosphère, la luminosité de l’étoile diminuerait très rapidement au fur et à mesure que le corps solide du monde passerait devant elle. Mais l’atmosphère est là et elle atteint déjà un niveau très élevé depuis la surface, Ainsi, l’étoile s’assombrit progressivement et augmente à nouveau en luminosité au fil du temps. Cela peut renseigner les scientifiques sur la structure verticale de l’atmosphère, ce qui est très utile pour la caractériser.

L’intrigue montrée dans le graphique ici montre également une forte augmentation de la luminosité en plein milieu de l’action. L’air se plie à la lumière, tout comme une cuillère semble pliée dans un verre d’eau. C’est ce qu’on appelle la réfraction. Lorsque l’étoile était exactement du côté opposé de Pluton, directement derrière le centre de Pluton, l’air autour du bord du globe courberait la lumière de l’étoile vers l’observateur, provoquant ce qu’on appelle flash central. Si vous regardiez à travers un télescope suffisamment grand, il semblerait que Pluton soit entouré d’un brillant anneau de lumière. Ceci est le plus souvent observé dans les situations d’occlusion où le corps occlusif a une atmosphère ; C’est arrivé avec Triton de la lune de Neptune Par exemple. Ce flash peut également en dire beaucoup aux astronomes sur l’atmosphère d’un objet.

Alors quels ont été les résultats ? Lorsque New Horizons a dépassé Pluton en 2015, l’atmosphère devenait de plus en plus épaisse, doublant la pression de surface chaque décennie. Le vaisseau spatial a mesuré une pression de surface d’environ 11,5 microbars (11,5 parties par million de .). pression au niveau de la mer). En regardant la direction, 2018 devait être plus de 14 microbars.

Ce n’était pas le cas : la disparition a entraîné une pression de 11,4 microbars, à peu près la même que ce que New Horizons a vu. Cela indique que la tendance à la pression croissante s’est finalement arrêtée.

L’atmosphère de Pluton n’est pas comme celle de la Terre, où l’équilibre a été atteint et la pression reste relativement constante^*. L’atmosphère de Pluton consiste à réchauffer de la glace d’azote à la surface et à sublimationse transforme en gaz. La vitesse à laquelle cela se produit dépend fortement de la température. L’orbite de Pluton se trouve à une distance rapprochée de 4,5 à 7,5 milliards de kilomètres du Soleil, elle reçoit donc près de trois fois plus de lumière solaire lorsqu’elle est à fond rocheux (le plus proche du soleil) alors sommet (quand il est le plus éloigné). Cela signifie que lorsqu’il commence à s’éloigner, la température baisse suffisamment pour que l’azote cesse de se sublimer et que le processus s’inverse, l’azote gazeux dans l’air recommence à geler.

Mais pourquoi maintenant ? Après tout, Pluton était la plus proche du Soleil près de 30 ans avant l’occultation !

la raison est Inertie thermique. Pluton recevait le plus de lumière du soleil en 1989, mais même s’il s’éloignait (très lentement) du Soleil, il recevait toujours la lumière du soleil, devenant plus chaud qu’il ne pouvait émettre cette chaleur (enfin, -230°C n’est pas exactement chaleur Mais vous savez ce que je veux dire.) Il a donc fallu un certain temps avant que le refroidissement ne reprenne vraiment. Cela a dû commencer peu de temps après l’arrivée de New Horizons.

Joli timing. Je noterai que l’inédit en 2015, juste avant le vol de New Horizons, montrait que l’atmosphère était Pas effondrerLes résultats ont été publiés en 2020.Il a été publié début 2021). Alors c’est drôle pour moi qu’en analysant ces observations, les nuages ​​de 2018 montraient déjà que l’air s’effondre ! Parfois, la science prend du temps et les résultats peuvent se croiser.

Si les résultats d’occultation de 2018 qui montraient que l’atmosphère commençait à geler sont corrects, Pluton commence enfin à se refroidir après s’être approché le plus possible du soleil. Son orbite le détruira au fil des décennies, et quand il atteindra son apogée après cela – vers l’an 2213 – il fera à peu près aussi froid que possible. L’atmosphère sera en grande partie gelée et le restera probablement pendant encore un siècle avant de recommencer lentement à gonfler à mesure que la faible lumière du soleil réchauffe la surface.

Espérons que nous aurons envoyé plus de sondes (peut-être même des personnes) bien avant cela.

^*là-bas être Certaines similitudes sont à la fois principalement l’azote, et Les deux peuvent créer un ciel bleu. De plus, l’air au sol gèle un peu. C’est ainsi que nous obtenons de la neige. Mais cela arrive en hiver, Ce qui est dû à l’inclinaison axiale de la Terre Et Pas trop loin du soleil.