En gång ansågs vara den yttersta planeten i solsystemet, Pluto ’s beteckning ändrades av International Astronomical Union 2006 , på grund av upptäckten av många nya Kuiperbältsobjekt som var jämförbara i storlek. Trots detta förblir Pluto en källa till fascination och en samlingspunkt av mycket vetenskapligt intresse. Och även efter den historiska förbiflygningen utförd av Nya horisonter sondera in juli 2015 , många mysterier kvarstår.
Dessutom har pågående analys av NH-data avslöjat nya mysterier. Till exempel, a nyligen genomförd studie av ett team av astronomer visade att en undersökning av Chandra röntgenobservatorium avslöjade närvaron av några ganska starka röntgenstrålar från Pluto. Detta var oväntat och får forskare att tänka om vad de trodde att de visste om Plutos atmosfär och dess interaktion med solvinden.
Tidigare har många solkroppar observerats avge röntgenstrålar, som var resultatet av interaktion mellan solvind och neutrala gaser (som argon och kväve). Sådana utsläpp har upptäckts från planeter som Venus och Mars (på grund av närvaron av argon och/eller kväve i deras atmosfärer), men också från mindre kroppar som kometer – som får halos på grund av utgasning.
Konstnärens intryck av New Horizons nära möte med Pluto-Charon-systemet. Kredit: NASA/JHU APL/SwRI/Steve Gribben
Ända sedan NH-sonden genomförde sin förbiflygning av Pluto 2015, har astronomer varit medvetna om att Pluto har en atmosfär som ändrar storlek och densitet med årstiderna. När planeten når perihelium under sin 248-åriga omloppsperiod – ett avstånd på 4 436 820 000 km, 2 756 912 133 mi från solen – tjocknar atmosfären på grund av sublimeringen av fruset kväve och metan på ytan.
Senast Pluto var i perihelion var den 5 september 1989, vilket betyder att det fortfarande var sommar när NH flyger förbi. Medan man studerade Pluto upptäckte sonden en atmosfär som huvudsakligen bestod av kvävgas (N²) tillsammans med metan (CH4) och koldioxid (CO²). Astronomer bestämde sig därför för att leta efter tecken på röntgenstrålning från Plutos atmosfär med hjälp av Chandra X-ray Observatory.
Före NH-uppdragets förbiflygning förväntade de flesta modeller av Plutos atmosfär att den skulle bli ganska förlängd. Emellertid fann sonden att atmosfären var mindre utsträckt och att dess förlusthastighet var hundratals gånger lägre än vad dessa modeller förutspådde. Därför, som teamet angav i deras studie , förväntade de sig att hitta röntgenstrålning som överensstämde med vad NH-flyget observerade:
'Med tanke på att de flesta företräffande modeller av Plutos atmosfär hade förutspått att den skulle bli mycket mer utvidgad, med en uppskattad förlusthastighet till rymden på ~1027till 1028mol/sek av N^ och CH4... vi försökte upptäcka röntgenstrålning som skapats av [solvind] neutrala gasladdningsutbytesinteraktioner i den neutrala gasen med låg densitet som omger Pluto', skrev de.
Bilder som skickats av NASAs rymdfarkost New Horizons visar möjliga moln som svävar över det frusna landskapet inklusive den streckiga fläcken till höger. Kredit: NASA/JHUAPL/SwR
Men efter att ha konsulterat data från Avancerad CCD Imaging Spectrometer (ACIS) ombord på Chandra fann de att röntgenstrålningen från Pluto var större än vad detta skulle tillåta. I vissa fall har starka röntgenutsläpp noterats från andra mindre föremål i solsystemet, vilket beror på spridningen av solröntgenstrålar av små dammkorn bestående av kol, kväve och syre.
Men energifördelningen de noterade med Plutos röntgenstrålar stämde inte överens med denna förklaring. En annan möjlighet som teamet erbjöd är att de kan bero på någon process (eller processer) som fokuserar solvinden nära Pluto, vilket skulle förstärka effekten av dess blygsamma atmosfär. Som de ange i sina slutsatser:
'Det observerade utsläppet från Pluto är inte norrskensdrivet. Om det på grund av spridning måste komma från en unik population av nanoskala diskorn bestående av C-, N- och O-atomer i Plutos atmosfär som resonant fluorescerar under solens solinstrålning. Om det drivs av laddningsutbyte mellan [solvind] mindre joner och neutrala gasarter (främst CH4) att fly från Pluto, då krävs densitetsförbättring och justering av den relativa mängden av mindre joner [solvinden] i interaktionsregionen nära Pluto jämfört med naiva modeller.'
För närvarande kommer sannolikt den sanna orsaken till dessa röntgenstrålar att förbli ett mysterium. De lyfter också fram behovet av mer forskning när det kommer till detta avlägsna och mest massiva Kuiperbältsobjekt. Lyckligtvis kommer uppgifterna från NH-uppdraget sannolikt att hällas över i årtionden och avslöja nya och intressanta saker om Pluto, det yttre solsystemet och hur de mest avlägsna världarna från vår sol beter sig.
Studien – som godkändes för publicering i tidskriften Ikaros – utfördes av astronomer från Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), den Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics , Southwest Research Institute (SwI), den Vikram Sarabhai Space Center (VSCC), och NASA:s Jet Propulsion Laboratory och Ames Research Center.