לאדמה ופלוטו אין הרבה מהמשותף. כדור הארץ הוא עולם חי ותוסס, ואילו פלוטו קר, רחוק וחסר חיים. אך דבר אחד המשותף להם הוא חנקן. האטמוספרה של כדור הארץ היא בערך 78% חנקן, והמרכיב האטמוספרי העיקרי של פלוטו הוא גם חנקן, אם כי האחוז המדויק אינו ברור.
על פלוטו, שם טמפרטורת פני השטח היא כ 42 קלווין (-231 צלזיוס), רוב החנקן הזה קפוא. מחקר חדש אומר כי החנקן הקפוא של פלוטו מניע את רוחות הכוכב ומעצב את משטחו המאפיין.
לפני שהחללית החדשה אופקים של נאס"א הגיעה לפלוטו, לא ידענו הרבה על כדור הארץ או על תכונות פני השטח שלו. כשהחללית הגיעה ליולי 2015, הופתענו כולנו לגלות שפלוטו הוא מקום פעיל הרבה יותר ממה שחשבנו. זה היה גם כשראינו לראשונה את טומבה אזור, אזור גדול וצבעוני על פני כדור הארץ.
Tombaugh Regio הוא מקום מאוד מוזר, בעיני אנוש בכל מקרה. יש לו שתי אונות גדולות הגורמות לו להיראות כמו לב, ואסטרונומים מכנים אותו לפעמים "לב פלוטו". האונה המערבית נקראת Sputnik Planitia, והיא כוללת הרים בגובה 6200 מטר (טנזינג מונטס, לשעבר נורגיי מונטס) העשויים קרח מים, ושפלה רחבה המכוסה בקרח חנקן.
במאמר חדש נכתב כי מרבץ החנקן העצום בספוטניק פלאניטיה מניע את רוחות פלוטו ומעצב את פני כדור הארץ. העיתון נקרא "הלב הפועם של פלוטו מווסת את התפוצה האטמוספרית: תוצאות מרזולוציה גבוהה וסימולציות אקלים רב שנתיות." זה מתפרסם בכתב העת למחקר גיאופיזי. הסופר הראשי הוא טאנגוי ברטרנד, אסטרופיזיקאי ומדען פלנטרי במרכז המחקר של אמס של נאס"א.
"לפלוטו יש מסתורין לכולם."
טנגוי ברטרנד, סופר מחבר, מרכז המחקר של איימס
רוב האטמוספירה הדקה של פלוטו היא חנקן, ויש גם כמויות קטנות של פחמן דו חמצני ומתאן. כמות עצומה של חנקן קפוא יושבת בספוטניק פלאניטיה, ובמשך היום הטמפרטורה עולה מספיק בכדי להעפיל אותה, והופכת אותה לאדי. בלילה התהליך מתהפך והחנקן קופא שוב ונופל על פני השטח. בכל פעם שהמחזור חוזר על עצמו הוא פועל כמו משאבה, או "פעימת לב", ושואב רוחות חנקן סביב כדור הארץ.
רוח זו זורמת בכיוון ההפוך לסיבוב כדור הארץ, והיא עשויה להיות אחראית לתכונות פני שטח חריגות בכוכב הלכת. כאשר הרוח הדקה ועשירה בחנקן נושבת על פני השטח, היא מעבירה חום, גרגירי קרח וחלקיקי אובך כדי ליצור פסים ומישורים רוחיים כהים ברחבי האזור הצפוני והצפון-מערבי.
"זה מדגיש את העובדה שהאווירה והרוחות של פלוטו - גם אם צפיפות האטמוספרה נמוכה מאוד - יכולה להשפיע על פני השטח", אמר טנגוי ברטרנד, מדען אסטרופיזיקאי וכוכב פלנטה במרכז המחקר של אמס בקליפורניה של נאס"א וסופר הראשי של המחקר.
אזור Sputnik Planitia, או האונה השמאלית של לבו של פלוטו, הוא גובה נמוך יותר משאר כדור הארץ, והוא מכיל את מרבית החנקן. Sputnik Planitia הוא יריעת קרח באורך 1,000 ק"מ (620 מייל) שנמצאת באגן עמוק של 3 ק"מ. האונה הימנית היא ברובה ברמות הרמה וקרחוני חנקן.
"לפני אופקים חדשים, כולם חשבו שפלוטו הולך להיות כדור רשת - שטוח לחלוטין, כמעט ללא גיוון", אמר ברטרנד בהודעה לעיתונות. "אבל זה שונה לחלוטין. יש בו הרבה נופים שונים ואנחנו מנסים להבין מה קורה שם. "
לתאר את האווירה של פלוטו כרזה זה לשון המעטה. הוא רזה פי 100,000 מכדור הארץ. אז איך רוח באווירה דקה מעצבת את הנוף?
הצוות של ברטרנד לקח נתונים מהמטוס החדש של "אופקים חדשים" של פלוטו, ואז בנה מודל של תחזית מזג אוויר כדי לדמות את רוחות החנקן.
הצוות גילה כי רוחות מעל 4 ק"מ נושבות מערבה, שנמצאת בכיוון ההפוך לסיבוב של פלוטו. כאשר חנקן קפוא בטומבה קומת סובלימציה לאדים בצפון, ואז הופך שוב לקרח בדרום, התנועה הזו מעוררת את הרוחות מערבה. סביר להניח שמצב זה הוא ייחודי במערכת השמש שלנו, למעט האפשרי מטריטון, הירח של נפטון.
החוקרים מצאו גם זרם רוח נוסף. זו רוח חזקה ונעה במהירות קרובה לפני השטח. הוא נושף לאורך הקצה המערבי של אגן ספוטניק פלניציה. יש דפוסי רוח דומים על פני כדור הארץ העוקבים אחר קווי המתאר של הנוף.
על פי המחקר, הרוח מונעת על ידי אדי החנקן המתעבים חזרה לקרח. מצוקי הגובה של ספוטניק פלאניציה לוכדים אוויר קר בתוך האגן. ככל שהוא מסתובב שם הוא מתחזק.
אם פעימת הלב החנקנית של פלוטו מניעה את הרוחות הללו, הם עשויים להסביר את פסי הרוח ואת המישורים האפלים שממערב לספוטניק פלניציה. אם הרוחות מביאות מספיק חום כדי לחמם את פני השטח, הדבר עלול לגרום לפסים ומישורים. או שזה יכול להפקיד חלקיקי אובך, שעלולים להחשיך ולשחוק את הקרח. ואם הרוח נשבה בכיוון ההפוך - כלומר באותו כיוון כמו הסיבוב של פלוטו - הנופים עשויים להיות שונים מאוד.
"ספוטניק פלניציה עשויה להיות חשובה לאקלים של פלוטו כמו שהאוקיאנוס הוא עבור האקלים של כדור הארץ", אמר ברטרנד. "אם תסיר את Sputnik Planitia - אם תסיר את ליבו של פלוטו - לא תהיה לך אותה תפוצה," הוסיף.
"התכונה המפורסמת ביותר" בפלוטו היא ככל הנראה השטח המסולע. השטח המסולע הם שדות של צורות אדמה בגודל גורד שחקים ומשוננים העשויים בעיקר קרח מתאן. הם נמצאים בגובה רב ליד קו המשווה. האם הם יכולים להיות חפץ בלב החנקן הפועם של פלוטו?
במאמרם אומרים החוקרים כי "... במהלך תקופות של הצטברות אקוואטורית של קרח CH4 (מתאן), סיבוב רטרו והזרקת אוויר קר N2 עשיר בספוטניק פלאניטיה יכול להעביר ולדחוף CH4 גזי מערבה, כך שהוא מעדיף את הצטברות קרח CH4 ברוחב הרוחב המערבי ביותר (כלומר, ממזרח לספוטניק פלניציה) המובילה להיווצרותו של השטח הכחול שם. "
הם גם אומרים ש" ... הרכסים ("להבים") של מרבצי השטח הכחול מראים כיוון ה- N-S הדומיננטי, שיכול להיות שמקורו בחלקו גם ממשטר הדם האטמוספרי המוזר הזה. "
נכון לעכשיו, נראה לא בטוח אם רוחות החנקן הללו עלולות לגרום לשטח הלהב. אבל הצוות מתכוון לנסות ולגלות. "בעתיד אנו מתכננים לחקור עוד רעיונות אלה ולחקור את התהליכים המובילים לא-סימטריות אורכיות ותצורות גיאולוגיות ייחודיות, באמצעות סימולציות GCM לטווח הארוך."
לסיכום, החוקרים אומרים כי "עבודתנו מאשרת שלמרות משטח קפוא ואווירה נמרצת, האקלים של פלוטו פעיל להפליא." פעיל הרבה יותר ממה שסביר להניח.
אופקים חדשים לא הצליחו להיכנס למסלול סביב פלוטו. זה קשה לעשות, ומעולם זו לא הייתה המשימה שלו. נאס"א שוקלת בעתיד מסלול פלוטו, אך בינתיים, כל מה שלמדנו על כוכב הלכת הגמדי הקפוא, למדנו ממטוס יחיד. למרות זאת למדנו מספיק כדי להסתקרן, ולרצות לדעת יותר על העולם המרתק והמסתורי הזה.
"לפלוטו יש מסתורין לכולם," אמר ברטרנד.
יותר:
- הודעה לעיתונות: ICY HEART של PLUTO הופך כנפיים לנשף
- נייר מחקר: לבו הפועם של פלוטו מווסת את מחזור הדם האטמוספרי 2: תוצאות מרזולוציה גבוהה ושלוש סימולציות אקלים רב שנתיות
- מגזין החלל: נאס"א שוקלת כעת משימה של פלוטו אורביטר
