من المؤكد أن بلوتو شديد البرودة ، لكن الأبحاث الجديدة كشفت عن أن الغلاف الجوي أكثر دفئا.
اكتشف علماء الفلك الذين يستخدمون التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الجنوبي الأوروبي كميات كبيرة من غاز الميثان بشكل غير متوقع في الغلاف الجوي لبلوتو ، وهو ما يساعده بشكل واضح في الحفاظ على ارتفاع درجة حرارة الأرض بحوالي 40 درجة عن سطح الكوكب القزم. يسخن الغلاف الجوي إلى -180 درجة مئوية (-356 درجة فهرنهايت) ، مقارنةً بسطح يكون عادة -220 درجة مئوية (-428 درجة فهرنهايت).
قال إيمانويل ليلوش من مرصد باريس في فرنسا: "مع وجود الكثير من غاز الميثان في الغلاف الجوي ، يصبح من الواضح لماذا الجو بلوتو دافئ للغاية". Lellouch هو المؤلف الرئيسي للصحيفة الإبلاغ عن النتائج ، والتي هي في الصحافة في المجلة الفلك والفيزياء الفلكية.
يتكون بلوتو ، الذي يبلغ حجمه حوالي خمس حجم الأرض ، بشكل أساسي من الصخور والجليد والمدارات على بعد 40 مرة من الشمس أكثر من الأرض.
من المعروف منذ الثمانينيات أن بلوتو يتمتع أيضًا بجو رقيق واهن. يتم الاحتفاظ بالنيتروجين الغزير ، إلى جانب آثار الميثان وربما أول أكسيد الكربون ، على السطح بواسطة الضغط الجوي فقط حوالي مائة ألف من ذلك على الأرض ، أو حوالي 0.015 مليبار. مع تحرك بلوتو بعيدًا عن الشمس ، خلال مداره البالغ 248 عامًا ، يتجمد الغلاف الجوي تدريجيًا ويسقط على الأرض. في الفترات التي يكون فيها أقرب إلى الشمس - كما هو الحال الآن - تزداد درجة حرارة سطح بلوتو الصلب ، مما يتسبب في تسامي الجليد إلى غاز.
حتى وقت قريب ، كان يمكن دراسة الأجزاء العلوية فقط من الغلاف الجوي لبلوتو. من خلال ملاحظة الغيوم النجمية ، وهي ظاهرة تحدث عندما يحجب جسم النظام الشمسي الضوء من نجم الخلفية ، تمكن الفلكيون من إثبات أن الغلاف الجوي العلوي لبلوتو كان أكثر دفئًا بنحو 50 درجة من السطح. لم تتمكن هذه المشاهدات من إلقاء أي ضوء على درجة حرارة الغلاف الجوي والضغط بالقرب من سطح بلوتو. لكن الملاحظات الفريدة والجديدة التي تم إجراؤها باستخدام CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES) ، المرفقة بتلسكوب ESO's Large Large ، كشفت الآن أن الغلاف الجوي ككل ، وليس فقط الغلاف الجوي العلوي ، لديه درجة حرارة متوسطة أقل برودة بكثير من السطح.
عادة ، يكون الهواء بالقرب من سطح الأرض أكثر دفئًا من الهواء فوقه ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن الغلاف الجوي يتم تسخينه من الأسفل حيث يسخن الإشعاع الشمسي سطح الأرض ، والذي بدوره يسخن طبقة الغلاف الجوي فوقه مباشرة. في ظل ظروف معينة ، يتم عكس هذا الوضع بحيث يكون الهواء أكثر برودة بالقرب من سطح الأرض. يسمي خبراء الأرصاد الجوية هذه الطبقة العكسية ، ويمكن أن تسبب تراكم الضباب الدخاني.
وبالتالي ، فإن معظم ، إن لم يكن كل ، الغلاف الجوي لبلوتو يخضع لانقلاب في درجة الحرارة: درجة الحرارة أعلى ، وارتفاع في الغلاف الجوي الذي تنظر إليه. التغيير حوالي 3 إلى 15 درجة لكل كيلومتر (.62 ميل). على الأرض ، في الظروف العادية ، تنخفض درجة الحرارة عبر الغلاف الجوي بنحو 6 درجات لكل كيلومتر.
السبب في أن سطح بلوتو بارد جدًا مرتبط بوجود جو بلوتو ، ويرجع ذلك إلى تسامي الجليد السطحي ؛ مثلما يبرد العرق الجسم أثناء تبخره من سطح الجلد ، فإن هذا التسامي له تأثير تبريد على سطح بلوتو.
تشير ملاحظات CRIRES أيضًا إلى أن غاز الميثان هو ثاني أكثر الغازات شيوعًا في جو بلوتو ، ويمثل نصف بالمائة من الجزيئات. قال Lellouch: "تمكنا من إظهار أن هذه الكميات من الميثان تلعب دورًا حاسمًا في عمليات التسخين في الغلاف الجوي ويمكن أن تفسر ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي".
يمكن لنموذجين مختلفين شرح خصائص جو بلوتو. في البداية ، يفترض علماء الفلك أن سطح بلوتو مغطى بطبقة رقيقة من الميثان ، والتي ستمنع تسامي الصقيع النيتروجيني. يستدعي السيناريو الثاني وجود بقع ميثان نقية على السطح.
يقول ليلوش: "يتطلب التمييز بين الاثنين مزيدًا من الدراسة عن بلوتو وهو يتحرك بعيدًا عن الشمس". "وبالطبع ، سيزودنا مسبار الفضاء New Horizons التابع لناسا بمزيد من الأدلة عندما يصل إلى الكوكب القزم في عام 2015."
LEAD IMAGE CAPTION: انطباع الفنان عن شكل سطح بلوتو ، إذا بقيت بقع من الميثان النقي على السطح. على مسافة بلوتو ، تظهر الشمس أكثر خفوتًا بحوالي 1000 مرة من الأرض. الائتمان: ESO
المصدر: ESO
