Раскрыта тайна существования атмосферы Плутона

Атмосфера Плутона не испарилась в космос за последние несколько миллионов лет благодаря существованию Харона, периодически закрывающего Плутон от солнечного ветра, уносящего молекулы газа. 

"Атмосфера Харона является временной, однако в то время, когда она присутствует, Харон превращается в своеобразный щит, который оберегает атмосферу Плутона от уничтожения и перенаправляет большую часть потока солнечного ветра в стороны от карликовой планеты", — рассказывает Кэрол Пати (Carol Paty) из Технологического университета Джорджии в Атланте (США).

Когда зонд New Horizons прибыл в систему Плутона, Алан Стерн, руководитель миссии, и его команда с удивлением обнаружили, что Плутон обладает сложной атмосферой. В ней присутствуют облака, состоящие из множества сложных молекул, иногда идет снег, дуют ветра и происходят другие процессы. Оказалось, что атмосфера Плутона больше похожа на сложные воздушные прослойки Земли или Титана, чем на простые газовые оболочки подобных Плутону планет, расположенных на большом расстоянии от Солнца.

Другой большой странностью, открытой New Horizons, стало то, как Плутон взаимодействует с солнечным ветром. Как отмечали ученые из НАСА, поток заряженных частиц и плазмы почти не уносит молекулы газов из атмосферы Плутона в открытый космос, так как карликовая планета почти не взаимодействует с ним по непонятной ученым причине.

Ответом на эту загадку, как выяснили Пати и ее коллега Джон Хэйл (John Hale), взаимодействие временной атмосферы Харона с солнечным ветром.

Изучая данные, которые New Horizons получил во время пролета через систему Плутона, Пати и Хэйл обратили внимание на то, что на поверхности Харона присутствуют крупные кратеры, при формировании которых большое количество водяного и азотного льда, составляющих основу "пород" этой луны Плутона, должно было испариться и сформировать временную атмосферу.

Эта атмосфера, как предположили ученые, должна была влиять на то, как солнечный ветер проходит через систему Плутона. Хэйл и Пати попытались выяснить это, построив компьютерную модель Харона и Плутона. Эта модель была основана на данных, собранных при изучении Титана и Ганимеда, спутников Сатурна и Юпитера, а также результатах наблюдений New Horizons.

Как показали расчеты, появление даже очень тонкой временной атмосферы на Хароне очень сильно повлияет на то, как он будет взаимодействовать с солнечным ветром. При наличии атмосферы спутник будет играть роль своеобразного "волнореза", который будет отклонять в стороны поток протонов, испускаемых Солнцем, и не даст им сталкиваться с молекулами газа в атмосфере Плутона. Таким образом, сила и плотность солнечного ветра уменьшаются почти в два раза, что очень сильно замедляет "утечку" атмосферы Плутона в космос.

С одной стороны, это объясняет, почему Плутон до сих пор обладает атмосферой, несмотря на отсутствие у него магнитного поля, а с другой – результаты расчетов ученых оказались примерно в 2,5 раза ниже, чем реальные значения скорости солнечного ветра и плотности его частиц, сделанные на New Horizons.

Дальнейший анализ данных и расчеты помогут узнать, как возникло это расхождение. Они позволят вычислить плотность и массу атмосферы Плутона в первые дни его жизни. Изначальный состав атмосферы Плутона крайне важен для ученых, поскольку он расскажет, из чего состояла первичная материя Солнечной системы.