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Ein Team von Astronomen vom MIT berichtete heute, dass sich Plutos Atmosphäre ausdehnt, obwohl sich der Planet auf seiner elliptischen Umlaufbahn weiter von der Sonne entfernt. Astronomen erwarteten, die gegenteilige Situation zu finden; dass seine Atmosphäre schrumpfen würde, wenn er weiter von der Sonne entfernt ist, aber es ist ähnlich wie auf der Erde, wo der frühe Nachmittag heißer als der Mittag ist, wenn die Sonne am hellsten ist. Wenn alles gut geht, wird die NASA ihre Mission New Horizons bis 2006 starten, um 2015 Pluto zu erreichen.
Plutos Atmosphäre erweitert sich, während sie sich auf ihrer langen Umlaufbahn von der Sonne entfernt, berichtet ein Team von Astronomen des MIT, der Boston University, des Williams College, des Pomona College, des Lowell Observatory und der Cornell University in der Nature-Ausgabe vom 10. Juli.
Das Team unter der Leitung von James Elliot, Professor für planetare Astronomie am MIT und Direktor des Wallace Observatory des MIT, machte diese Feststellung, indem es das Verdunkeln eines Sterns beobachtete, als Pluto am 20. August 2002 davor vorbeikam Beobachtungen mit acht Teleskopen am Mauna Kea Observatorium, am Haleakala, am Lick Observatorium, am Lowell Observatorium und am Palomar Observatorium.
Elliot sagte, die neuen Ergebnisse scheinen nicht intuitiv zu sein, da Beobachter davon ausgegangen waren, dass Plutos Atmosphäre beim Abkühlen zusammenbrechen würde. Tatsächlich hat die Temperatur in Plutos größtenteils Stickstoffatmosphäre um 1 Grad Celsius zugenommen, seit sie 1989 der Sonne am nächsten war.
Elliot führt den Anstieg auf den gleichen Verzögerungseffekt zurück, den wir auf der Erde erleben - obwohl die Sonne am höchsten Punkt am Mittag am intensivsten ist, ist der heißeste Teil des Tages gegen 15:00 Uhr. Da Plutos Jahr 248 Erdjahren entspricht, sind 14 Jahre nach Plutos nächster Annäherung an die Sonne 13:15 Uhr. auf der Erde. Bei einer Geschwindigkeit von Plutos Umlaufbahn kann es weitere 10 Jahre dauern, bis sich die Abkühlung abgekühlt hat, und sie beginnt sich erst abzukühlen, wenn die NASA New Horizons-Mission nach Pluto, die 2006 gestartet werden soll, sie 2015 erreicht.
Die vorwiegend Stickstoffatmosphäre von Pluto befindet sich im Dampfdruckgleichgewicht mit seinem Oberflächeneis und kann daher als Reaktion auf kleine Änderungen der Oberflächeneistemperatur große Druckänderungen erfahren. Wenn die eisige Oberfläche kälter wird, kondensiert sie zu frischem weißem Frost, der mehr Sonnenwärme reflektiert und noch kälter wird. Wenn sich Weltraumschmutz und Gegenstände auf seiner Oberfläche ansammeln, verdunkelt er sich und absorbiert mehr Wärme, wodurch der Erwärmungseffekt beschleunigt wird. Pluto verdunkelt sich seit 1954.
"Die Daten vom August 2002 haben es uns ermöglicht, die Atmosphäre von Pluto viel tiefer zu untersuchen und uns ein genaueres Bild der eingetretenen Veränderungen zu geben", sagte Elliot.
Die Umlaufbahn von Pluto ist viel elliptischer als die der anderen Planeten, und seine Rotationsachse ist relativ zu seiner Umlaufbahn um einen großen Winkel geneigt. Beide Faktoren könnten zu drastischen saisonalen Veränderungen beitragen.
Seit 1989 hat sich beispielsweise die Position der Sonne am Himmel von Pluto um mehr geändert als die entsprechende Änderung auf der Erde, die den Unterschied zwischen Winter und Frühling verursacht. Die atmosphärische Temperatur von Pluto variiert je nach Höhe über der Oberfläche zwischen -235 und -170 Grad Celsius.
Pluto hat Stickstoff-Eis auf seiner Oberfläche, das bei Erwärmung in die Atmosphäre verdampfen kann und einen Anstieg des Oberflächendrucks verursacht. Wenn der beobachtete Anstieg der Atmosphäre auch für den Oberflächendruck gilt - was wahrscheinlich der Fall ist - bedeutet dies, dass die durchschnittliche Oberflächentemperatur des Stickstoffeises auf Pluto in den letzten 14 Jahren etwas mehr als 1 Grad Celsius angestiegen ist.
ATMOSPHÄREN MIT SCHATTEN STUDIEREN
Forscher untersuchen weit entfernte Objekte durch okkultationsbedingte Ereignisse, bei denen ein Körper (in diesem Fall Pluto) vor einem Stern vorbeikommt und das Licht des Sterns blockiert. Durch Aufzeichnen der Verdunkelung des Sternenlichts über die Zeit können Astronomen die Dichte, den Druck und die Temperatur der Pluto-Atmosphäre berechnen.
Die Beobachtung von zwei oder mehr Bedeckungen zu unterschiedlichen Zeiten liefert Forschern Informationen über Veränderungen in der Atmosphäre des Planeten. Die Struktur und Temperatur von Plutos Atmosphäre wurde erstmals während einer Bedeckung im Jahr 1988 bestimmt. Plutos kurzer Pass vor einem anderen Stern am 19. Juli ließ die Forscher glauben, dass eine drastische atmosphärische Veränderung im Gange war, aber es war unklar, ob Die Atmosphäre erwärmte oder kühlte.
Die Daten, die sich aus dieser Bedeckung ergaben, als Pluto vor einem Stern namens P131.1 vorbeikam, führten zu den aktuellen Ergebnissen. "Dies ist das erste Mal, dass eine Okkultation es uns ermöglicht hat, mit einem großen Teleskop, das eine hohe räumliche Auflösung von wenigen Kilometern ergibt, so tief in Plutos Atmosphäre einzudringen." Sagte Elliot. Er hofft, mit dieser Methode Pluto und die Objekte des Kuipergürtels in Zukunft häufiger untersuchen zu können.
MISSION ZU PLUTO
Die NASA hat kürzlich die Mission New Horizons Pluto-Kuiper Belt genehmigt, mit dem Bau von Raumfahrzeugen und Bodensystemen zu beginnen. Die Mission wird die erste für Pluto und den Kuipergürtel sein. Richard P. Binzel, Professor für Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften (EAPS) am MIT, ist Co-Investigator.
Das Raumschiff New Horizons soll im Januar 2006 starten, 2007 an Jupiter vorbeischwingen, um die Schwerkraft zu steigern und wissenschaftliche Studien durchzuführen, und bereits im Sommer 2015 den Pluto- und Charon-Mond von Pluto erreichen. Pluto ist der einzige Planet, der noch nicht aus nächster Nähe beobachtet wurde . Diese Mission wird versuchen, Fragen zu den Oberflächen, Atmosphären, Innenräumen und Weltraumumgebungen des äußersten Planeten des Sonnensystems und seines Mondes zu beantworten.
In der Zwischenzeit hoffen die Forscher, SOFIA einsetzen zu können, ein 2,5-Meter-Teleskop, das ab 2005 in Zusammenarbeit mit der deutschen Raumfahrtbehörde in einem von der NASA gebauten Flugzeug montiert ist. SOFIA könnte an den richtigen Ort rund um den Globus geschickt werden Beobachten Sie Bedeckungen am besten und liefern Sie viel häufiger qualitativ hochwertige Daten, als dies mit bodengestützten Teleskopen allein möglich ist.
Neben Elliot sind MIT-Co-Autoren die jüngste Physik-Absolventin Kelly B. Clancy; Doktoranden Susan D. Kern und Michael J. Person; jüngste MIT-Absolventin Colette V. Salyk; und Luftfahrt und Astronautik Senior Jing Jing Qu.
Zu den Mitarbeitern des Williams College gehörten Jay M. Pasachoff, Professor für Astronomie; Bryce A. Babcock, Stabsphysiker; Steven V. Souza, Leiter des Observatoriums; und Student David R. Ticehurst. Sie benutzten das Teleskop der Universität von Hawaii in 13.800 Fuß Höhe des hawaiianischen Vulkans Mauna Kea und einen elektronischen Detektor des Williams College, der normalerweise Teil von Eclipse-Expeditionen ist.
Mitarbeiter des Pomona College sind Alper Ates und Ben Penprase. Die Mitarbeiterin der Boston University ist Amanda Bosh. Mitarbeiter des Lowell Observatory sind Marc Buie, Ted Dunham, Stephen Eikenberry, Cathy Olkin, Brian W. Taylor und Lawrence Wasserman. Boeing-Mitarbeiter sind Doyle Hall und Lewis Roberts.
Die Mitarbeiterin des britischen Infrarot-Teleskops ist Sandy K. Leggett. Mitarbeiter des US Naval Observatory sind Stephen E. Levine und Ronald C. Stone. Der Cornell-Mitarbeiter ist Dae-Sik Moon. David Osip und Joanna E. Thomas-Osip waren am MIT und sind jetzt in den Carnegie Observatories. John T. Rayner ist in der Infrarot-Teleskopanlage der NASA. David Tholen ist an der Universität von Hawaii.
Diese Arbeit wird von Research Corp., dem Southwest Research Institute, der National Science Foundation und der NASA finanziert.
Originalquelle: MIT-Pressemitteilung
