Астрономы объяснили тайну 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 его воздуха, говорится в статье, опубликованной в журнале Icarus.

"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 сложно устроенной атмосферой, в которой присутствуют облака, состоящие из множества сложных молекул, где иногда идет снег, дуют ветра и происходят прочие процессы. Оказалось, что атмосфера Плутона была гораздо ближе по поведению на сложные воздушные прослойки Земли или Титана, чем на простые газовые оболочки похожих на Плутон планет, обитающих на большом расстоянии от Солнца.

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

Ответом на эту загадку, как выяснили Пати и ее коллега Джон Хэйл (John Hale), является Харон и то, как его временная атмосфера взаимодействует 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, составляющего 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, что Хэйл и Пати попытались просчитать, используя 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 эти расчеты, появление даже очень тонкой временной атмосферы на Хароне очень сильно поменяет то, как он будет взаимодействовать с солнечным ветром - при ее наличии он будет играть роль своеобразного "волнореза", который будет отклонять в стороны поток протонов, испускаемых Солнцем, и не давать им сталкиваться с молекулами воздуха в атмосфере Плутона. В результате этого сила плотность солнечного ветра уменьшается почти в два раза, что очень сильно замедляет "утечку" атмосферы Плутона в космос.

С одной стороны, это объясняет то, 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 замеры скорости солнечного ветра и плотности его частиц, сделанные на New Horizons.

Дальнейший анализ данных и расчеты, как надеются авторы статьи, помогут узнать, как возникло это расхождение, и позволят вычислить плотность и массу атмосферы Плутона в первые дни его жизни. Изначальный состав атмосферы Плутона крайне важен для ученых по той причине, что он позволит понять, из чего состояла первичная материя Солнечной системы.