Najmniejsza i najbardziej oddalona od Słońca planeta przeżywa globalne ocieplenie. Świadczyć o tym ma trzykrotne zwiększenie ciśnienia atmosferycznego na powierzchni planety w ciągu ostatnich 14 lat. Naukowcy MIT przedstawili na konferencji prasowej wyniki uzyskane z danych zebranych podczas zakrycia gwiazdy P26 przez Plutona, które miało miejsce 20 sierpnia 2002 roku. O pierwszych wynikach tych obserwacji szeroko pisaliśmy.

Grupa naukowców z Massachusetts Institute of Technology, kierowana przez Jamesa Elliota wykorzystała dane zebrane 20 sierpnia 2002 roku przez obserwatoria Mauna Kea, Haleakala, Lick Observatory, Lowell Observatory i Palomar Observatory. Mniej przydatne okazały się dane zebrane przez mniejsze teleskopu podczas zakrycia 19 lipca 2002 roku. Uzyskane dane wskazują na zdecydowane ocieplenie się atmosfery planety.

Otrzymane rezultaty zaskoczyły naukowców, którzy jeszcze w lipcu sądzili, że atmosfera Plutona będzie się raczej ochładzać. “Dane zebrane w lipcu wskazywały, że w atmosferze Plutona zaszły zmiany w porównaniu z 1988, ale dane z sierpnia pozwoliły nam zbadać atmosferę Plutona znacznie dokładniej i ukazały znacznie dokładniejszy obraz zmian, które się dokonały” – powiedział Elliot.

Jak wyjaśnia Jay Pasachoff, profesor Williams College ocieplenie na Plutonie “nie jest powiązane z ociepleniem ziemskim. Mogło by tak być, gdyby spowodowała większa ilość promieniowania słonecznego. Jednak stała słoneczna – ilość światła docierająca do powierzchni Ziemi w ciągu roku – jest stale monitorowana i jest zbyt stabilna, by mogła wpłynąć na zmianę temperatury na Plutonie“.

Na ocieplenie mogła mieć wpływ silnie eliptyczna orbita Plutona i duży kąt nachylenia osi rotacji do orbity. Od 1989 roku pozycja Słońca na niebie Plutona zmieniła się dużo bardziej, niż dzieje się to na Ziemi pomiędzy zimą a wiosną.

Temperatura atmosfery planety waha się między -235 a -170 stopniami Celsjusza w zależności od odległości od powierzchni. Głównym składnikiem atmosfery Plutona jest azot, ten sam pierwiastek w postaci stałej znajduje się również na powierzchni planety. Może on wyparować w atmosferę, gdy zrobi się cieplej i w ten sposób zwiększyć ciśnienie wywierane na powierzchnię. Jeżeli zaobserwowane zwiększenie ciśnienia w atmosferze przekłada się na zwiększenie ciśnienia na powierzchni, co jest bardzo prawdopodobne, oznaczało by to, że temperatura lodu na powierzchni Plutona podniosła się o prawie dwa stopnie w ciągu ostatnich 14 lat.

Zwiększenie ciśnienia można będzie wyjaśnić jeśli stwierdzi się zmniejszenie ilości światła odbijanego przez powierzchnię planety, oznacza to, że więcej energii słonecznej jest pochłaniane przez planetę” – wyjaśnia Marc Buie, astronom z Lowell Obserwatory, który zajmuje się mierzeniem ilości promieniowania słonecznego odbijanego przez Plutona.

Zdjęcie przedstawia najbardziej oddaloną od Słońca planetę Układu Słonecznego, Plutona. Jest to również najmniejsza planeta w Układzie Słonecznym, rozmiarami nie przewyższa Księżyca. Pewne cechy planety jak wielkość, ale również bardziej eliptyczna orbita (Pluton może znajdować się bliżej Słońca niż ósma planeta, Neptun), po której planeta właściwie się toczy, wskazują, że jest to raczej typowy obiekt Pasa Kuipera, niż klasyczna planeta. Pluton rotuje w przeciwnym kierunku niż większość planet. Księżycem Plutona jest Charon, również widoczny na zdjęciu. Na dole ilustracji przedstawiono zdjęcia planety i jej księżyca wykonane w ciągu kilku kolejnych dni. Oba ciała rotują synchronicznie, to znaczy, zawsze są zwrócone tą samą stroną ku sobie.

David Tholen, astronom z Uniwersytetu na Hawajach, który w latach osiemdziesiątych zmierzył rozmiary Plutona, wykorzystując serię zaćmień planety przez Charona i serię zakryć, zauważa, iż mimo że Pluton był najbliżej Słońca w 1989 roku, ocieplenie następujące 13 lat później nie powinno dziwić. “Materiał nagrzewa się przez jakiś czas i potrzebuje czasu, żeby się ochłodzić, dlatego na Ziemi najgoręcej jest koło 14-15 a nie w czasie południa lokalnego, kiedy Słońce jest najsilniejsze” – mówi Tholen. Ponieważ okres obiegu Plutona wokół Słońca wynosi około 248 lat ziemskich, okres 13 lat po maksymalnym zbliżeniu do Słońca odpowiada dopiero godzinie 13:15 na Ziemi. – “Temperatura na Plutonie może spokojnie wzrastać jeszcze przez kolejne 13 lat“. – dodaje Tholen.

Pluton i największy księżyc Neptuna, Tryton są bardzo podobnymi ciałami. Oba posiadają atmosferę złożoną głównie z azotu, na powierzchni obu ciśnienie jest około 100 tysięcy razy mniejsze niż na Ziemi, a obecnie oba ciała znajdują się w prawie tej samej odległości od Słońca. Należało by przypuszczać, że będą na nich zachodzić podobne procesy.

Tryton największy z księżyców Neptuna.

Tryton największy z księżyców Neptuna o średnicy 2700 km. Okrąża Neptuna co 5,88 dnia we wstecznym kierunku (ze wschodu na zachód). Jest trochę większy od Plutona, którego wydaje się przypominać pod względem składu i wyglądu. Prawdopodobnie był kiedyś samodzielną planetą, podobnie jak Pluton, ale został przechwycony przez Neptuna. Tryton został odkryty w 1846 r. przez brytyjskiego astronoma Williama Lasella (1799-1880) już w kilka tygodni po odkryciu Neptuna. Jak wykryła sonda Voyager 2, powierzchnia Trytona ma temperaturę 38 st.K (-235 st.C), co czyni ją najzimniejszym ze znanych miejsc w Układzie Słonecznym. Tryton posiada różową czapę polarną; barwę tę nadają jej prawdopodobnie promienie Słońca padające na zlodowaciały metan. Przypuszcza się, że ciemne smugi na Trytonie to wynik działania gejzerów płynnego azotu.

Podczas zakrycia gwiazdy przez Trytona w 1997 roku, stwierdzono, że temperatura na jego powierzchni wzrosła od czasów misji Voyager w 1989 roku. “Sonda Voyager zaobserwowała ciemny materiał unoszący się nawet 12 kilometrów nad powierzchnią księżyca, co wskazywało na jakiś rodzaj aktywności erupcyjnej” – mówi Elliot – “Na Plutonie może dochodzić do znacznie większych erupcji, bo zmiany w atmosferze są dużo większe. Zmiany zaobserwowane na Trytonie są subtelne. Na Plutonie przeciwnie“.

Naukowcy mogą badać niewielkie odległe obiekty badając zakrycia, w których biorą one udział. Określając pociemnienie gwiazdy na przestrzeni czasu mogą obliczyć gęstość, ciśnienie i temperaturę atmosfery Plutona. Obserwacje kilku zakryć dostarczają informacji o zmianach w atmosferze.

Po raz pierwszy zbadano strukturę i temperaturę atmosfery Plutona podczas zakrycia w 1988 roku. Zakrycie z lipca tego roku wskazywało, że w atmosferze zaszły duże zmiany. Zakrycie gwiazdy P131.1 20 sierpnia 2002 roku dostarczyło opisane tu, zaskakujące wyniki. “Po raz pierwszy zakrycie pozwoliło nam zbadać atmosferę Plutona tak dokładnie, za pomocą wielkich teleskopów, o rozdzielczości kilku kilometrów” – podsumowuje Elliot.

Czy kiedykolwiek będziemy mieli okazję przyjrzeć się Plutonowi i Charonowi z bliska? Naukowcy z NASA są pełni nadziei, że taka sonda zostanie sfinansowana i wystrzelona już w roku 2004 aby w roku 2020 zdezaktualizować w końcu treść znaczka Poczty Stanów Zjednoczonych wydanego w roku 1991.

Amerykańska Agencja Kosmiczna NASA nadal rozważa, czy wysłać misję na Plutona, który pozostaje ostatnią planetą nie zbadaną z bliskiej odległości. Planowana misja New Horizons, o przygotowaniach do której informujemy Postępy misji New Horizons“>cały czas, jeśli wystartuje w 2006 roku zgodnie z planami, dotrze na Plutona po dziesięciu latach. Odpowie na pytania dotyczące powierzchni, atmosfery, budowy i środowiska kosmicznego zewnętrznych obiektów Układu Słonecznego, w tym Plutona i jego księżyca Charona.

Artystyczna wizja sondy New Horizons. Sonda ma przy pomocy miniaturowej kamery, eksperymentalnego sprzętu radiowego oraz ultrafioletowych i podczerwonych spektrometrów scharakteryzować geologię i geomorfologię Plutona i Charona, a także wykonać mapę składu i temperatury powierzchni oraz poznać szczegółowo atmosferę Plutona. Najważniejszą częścią próbnika jest dwuipółmetrowy talerz anteny, dzięki któremu sonda będzie mogła komunikować się z Ziemią z odległości ponad siedmiu miliardów kilometrów.

Jeszcze przed startem misji naukowcy oczekują kolejnych owocnych obserwacji zakryć z udziałem Plutona. Szczególne nadzieje wiążą z 2,5 metrowym teleskopem SOFIA, budowanym przez NASA i Niemiecką Agencję Kosmiczną. Teleskop ten, który będzie mógł być transportowany drogą lotniczą, ma zacząć działać w 2004 roku. Dzięki specjalnemu instrumentowi HIPO będzie szczególnie przystosowany do obserwacji zakryć z udziałem obiektów takich jak Pluton.

Autor

Anna Marszałek