Pluto & Charon sett från ytan av en av Plutos nyupptäckta kandidatsatelliter. Bildkredit: David A. Aguilar (CfA). Klicka för att förstora
Kvicksilver kokar. Mars fryser. Jorden är helt rätt. När det kommer till temperaturerna på planeterna är det vettigt att de ska bli kallare ju längre bort de är från solen. Men så finns det Pluto. Det har misstänkts att denna avlägsna värld kan vara ännu kallare än den borde vara. Smithsonian-forskare har nu visat att detta är sant.
Forskare fortsätter att diskutera om Pluto är en planet eller bör betraktas som en flykting från Kuiperbältet. Oavsett dess klassificering, Pluto och dess måne Charon är säker på att hysa hemligheter om den tidiga historien om planetbildning. Charon är ungefär hälften av planetens diameter och de bildar ett unikt par i vårt solsystem. Hur de blev tillsammans är fortfarande ett mysterium.
Beläget trettio gånger längre bort från solen än jorden, är solljus som når Plutos yta i bästa fall svagt, med dagtid som liknar mörk skymning här hemma. Plutos temperatur varierar kraftigt under dess omloppsbana eftersom Pluto kan vara så nära solen som 30 astronomiska enheter (AU) och så långt bort som 50 AU. (En AU är det genomsnittliga avståndet mellan jord och sol på 93 miljoner miles.) När Pluto rör sig bort från solen förväntas dess tunna atmosfär frysa och falla till ytan som is.
Reflekterat solljus samlat med instrument som Keck-teleskopet på Hawaii och Hubble Space Telescope antydde att Plutos yta kan vara kallare än den borde vara, till skillnad från Charons. Inget teleskop som kunde direkt mäta deras termiska emission (deras värme) kunde dock titta tillräckligt fint för att särskilja de två kropparna. Deras närhet utgjorde en formidabel utmaning eftersom de aldrig är längre ifrån varandra än 0,9 bågsekunder, ungefär lika lång som en penna sett på 30 mils avstånd.
Nu, för första gången, har Smithsonian-astronomer som använder Submillimeter Array (SMA) på Mauna Kea på Hawaii tagit direkta mätningar av termisk värme från båda världarna och funnit att Pluto verkligen är kallare än förväntat, kallare till och med Charon.
'Vi känner alla till Venus och dess skenande växthuseffekt', säger Mark Gurwell från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), medförfattare till denna studie tillsammans med Bryan Butler från National Radio Astronomy Observatory. 'Pluto är ett dynamiskt exempel på vad vi kan kalla en anti-växthuseffekt. Naturen tycker om att lämna oss med mysterier – och det här var ett stort sådant.”
Under observationerna använde SMA sin mest utökade konfiguration för att få högupplösta interferometriska data, vilket möjliggjorde separata 'termometer'-avläsningar för Pluto och Charon. Den fann att temperaturen på den istäckta ytan av Pluto var cirka 43 K (-382 grader F) istället för de förväntade 53 K (-364 grader F), som på närliggande Charon. Detta passar den nuvarande modellen att Plutos låga temperatur orsakas av jämvikt mellan ytisen och dess tunna kväveatmosfär, inte bara av den inkommande solstrålningen. Solljus (energi) som når ytan av Pluto används för att omvandla en del av kväveisen till gas, snarare än att värma ytan. Detta liknar hur avdunstning av en vätska kan kyla en yta, till exempel svett som kyler din hud.
'De här resultaten är verkligen spännande och roliga också,' sa Gurwell. 'Föreställ dig att ta någots temperatur på nästan tre miljarder mil bort utan att ringa hem!'
Denna forskning kommer att presenteras vid det 207:e mötet för American Astronomical Society i Washington, DC.
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) har sitt huvudkontor i Cambridge, Massachusetts, och är ett gemensamt samarbete mellan Smithsonian Astrophysical Observatory och Harvard College Observatory. CfA-forskare, organiserade i sex forskningsavdelningar, studerar universums ursprung, evolution och slutliga öde.
Ursprunglig källa: Nyhetsmeddelande från CfA