Hoe de atmosfeer van Pluto wordt gespaard door een maanschild

Anonim

Hoe de atmosfeer van Pluto wordt gespaard door een maanschild

Ruimte

David Szondy

11 januari 2017

3 afbeeldingen

Charon (boven) en Pluto worden slechts gescheiden door ongeveer 19.000 km (Credit: NASA / JHUAPL / SwRI)

Voor een gedegradeerde dwergplaneet die aan de rand van het zonnestelsel hangt, heeft Pluto wetenschappers met veel verrassingen voorgesteld. Niet de minste hiervan is dat het niet alleen een atmosfeer heeft, maar het ook langzamer verliest dan eerder werd gedacht. Volgens een team van onderzoekers van Georgia Tech is dit te wijten aan Pluto's grootste maan, Charon, die werkt als een soort intermitterend schild dat Pluto tegen de zonnewind beschermt.

Toen NASA's New Horizons-sonde zijn historische vlucht maakte door Pluto, toonde het onomstotelijk dat de dwergplaneet een vage atmosfeer heeft. Met een druk van 100.000 keer minder dan de atmosfeer van de aarde, bestaat het uit stikstof met sporen van methaan en koolmonoxide, die allemaal gesublimeerd zijn van het Plutonian-ijs.

Maar wat de wetenschappers op aarde echt verbaast is dat Pluto zijn atmosfeer niet snel verliest. In feite is het verliespercentage honderd keer langzamer dan eerder werd geschat.

Een van de redenen waarom kleinere planeten en manen zoals Mars niet veel of geen atmosfeer hebben, is omdat de Zon constant een stroom geladen deeltjes, de zonnewind genaamd, uitblaast. Wanneer deze winden de buitenatmosfeer van een planeet treffen, ontdoen ze hem meedogenloos.

De aarde weet haar atmosfeer te behouden omdat haar krachtige magnetische veld fungeert als een schild dat de meeste winden afwendt, maar Pluto heeft geen magnetisch veld om over te spreken, dus wat houdt de vage atmosfeer op zijn plaats?

Volgens het Georgia Tech-team is het antwoord Charon, dat zich gedraagt ​​als een barrière wanneer het zich tussen de zon en Pluto bevindt.

Charon, de grootste van de drie manen van Pluto, is meer dan de helft van de breedte van Pluto en ligt slechts ongeveer 19.000 km van de planeet verwijderd. Dit zou volgens het team zijn dat onze maan drie keer dichterbij komt en de grootte van Mars.

"Charon heeft niet altijd zijn eigen sfeer, " zegt Carol Paty, een Georgia Tech universitair hoofddocent aan de School of Earth and Atmospheric Sciences, die co-auteur was van een paper over de studie met John Hale, een student van Georgia Tech. "Maar als dat zo is, creëert het een schild voor Pluto en leidt het veel van de zonnewind om en weg. "

De wetenschappers zeggen dat Charon op een van de drie manieren periodiek zijn eigen atmosfeer genereert. Het kan een "parasitaire " atmosfeer ontwikkelen door enkele van Pluto 's te pakken terwijl het ontsnapt; cryovolkanisme kan uitbarstingen veroorzaken die er een creëren; of gigantische meteooreffecten kunnen er een creëren. In feite, zegt Hale, zou een Impactor van één kilometer (.6 mi) ervoor zorgen dat Charon honderden of duizenden jaren een atmosfeer zou hebben, hoewel er niet één aanwezig was toen New Horizons zijn flyby maakte.

Terwijl de maan de zonnewind van Pluto afwendt, ongeacht of deze een atmosfeer heeft, werkt deze het best als hij er een heeft.

"Wat betreft het effect op de zonnewindinteractie, wanneer Charon een atmosfeer heeft, is een deel van dat materiaal geïoniseerd, waardoor een ionosfeer ontstaat, " vertelde Hale New Atlas via e-mail. "Dit creëert een veel effectiever obstakel voor de zonnewind vanwege 1) zijn grotere afmeting in vergelijking met het oppervlak van Charon en 2) het feit dat het elektrisch sterk geleidend is, waardoor het gemagnetiseerde plasma van de zonnewind efficiënter wordt geleid.

"Omdat Charon een effectievere belemmering is voor de zonnewind wanneer het een atmosfeer heeft, vermindert het het vermogen van de zonnewind om de atmosfeer van Pluto te verwijderen. Je kunt het zien als enigszins vergelijkbaar met hoe een fietser een gemakkelijkere tijd heeft wanneer hij of zij achter een andere fietser tekent. "

Hale zegt dat hun model van Charon / Pluto-interactie waardevol is omdat het ons helpt terug te kijken in de tijd naar de chemicaliën die aanwezig waren toen ons zonnestelsel werd gevormd, omdat Pluto zijn atmosfeer niet heeft laten wegblazen door de extreme hitte van de zon of de zonnewind.

"Als gevolg hiervan heeft Pluto nog meer van zijn vluchtige elementen, die al lang van de binnenplaneet zijn geblazen door zonnewind, " zei hij. "Zelfs op grote afstand van de zon verliest Pluto langzaam zijn atmosfeer. Als je weet hoe snel Pluto's atmosfeer verloren gaat, kun je ons vertellen in welke sfeer het moest beginnen, en dus hoe het er oorspronkelijk uitzag. Van daaruit kunnen we een idee krijgen van waar het zonnestelsel tijdens de vorming van was gemaakt. "

Het onderzoek is gepubliceerd in een speciale "Pluto " editie van het tijdschrift Icarus .

Bron: Georgia Tech

Wanneer Charon zich tussen de zon en Pluto bevindt, geeft Georgia Tech-onderzoek aan dat de maan het atmosferisch verlies aanzienlijk kan verminderen (Credit: NASA / JHUAPL / SwRI)

Charon (boven) en Pluto worden slechts gescheiden door ongeveer 19.000 km (Credit: NASA / JHUAPL / SwRI)

Een artist-impressie van New Horizons over Pluto met Charon op de achtergrond (Credit: NASA)