lauantai 25. heinäkuuta 2015

Hiilivetyutua ja tholinia

Utukerroksia Pluton ilmakehässä.
Nasa julkaisi uusimpia tutkimustuloksia joita on tehty New Horizons -luotaimen tuottamasta datasta. Merkittävämpänä löytönä voidaan pitää Pluton aina 130 km korkeudella ilmakehässä leijuvaa utua, joka on kerrostunut kahdeksi tiheämmäksi kerrokseksi 80 km ja 50 km korkeuksiin.

Utu on kemiallisesti hiilivetyjä, jotka ovat syntyneet ultraviolettivalon vaikutuksesta metaanista. Metaani  (CH4) pilkkoutuu uv-fotonin osuessa siihen ja sitoutuu kemiallisesti toisien pilkkoutumistuotteiden kanssa monimutkaisemmiksi hiilivedyiksi kuten etyleeniksi (C2H4) ja asetyleeniksi (C2H2). Raskaampina molekyyleinä nämä hiilivedyt laskeutuvat alemmaksi Pluton ilmakehässä ja tiivistyvät erittäin kylmissä olosuhteissa uduksi. Ultraviolettivalo jatkaa edelleen näissä kerroksissa molekyylien muokkaamista vielä monimutkaisimmiksi hiiliyhdisteiksi, tholiniksi, joka puolestaan laskeutuu lopulta Pluton pinnalle ja antaa tälle sen punertavan sävyn.

Tutkijat osasivat odottaa utukerroksen esiintymistä, mutta aikaisemmat laskelmat osoittivat ilmakehän olevan liian lämmin yli 30 km korkeudella udun syntymiseen.  Tutkijat joutuvatkin kehittelemään tai ainakin hiomaan olemassa olevia malleja selittäessään nyt tehdyt havainnot.

Tutkimukset Charonin ilmakehästä ei vielä ole onnistuneet        
osoittaamaan sen olemassa oloa.
Pluton ilmankehän paine pinnalla ei vielä osoita ”romahtamisen” merkkejä, pikemminkin päinvastoin. Pluto oli ratansa perihelissä vuonna 1989 ja ilmakehästä on tehty havaintoja sen jälkeen 2000-luvun alkupuolella. Silloin havainnot osoittivat ilmanpaineen kohonneen. Nyt New Horizons -luotaimella tehdyt havainnot osoittavat edelleen korkeampaa ilmanpainetta. Havainnot ilmanpaineesta muodostavat nousevan suoran, joka ei vielä ole taittunut. Luonnollisesti Pluton etääntyessä aina vain kauemmaksi Auringosta, sen ilmakehänpaineen nousu täytyy taittua laskevaksi aivan lähivuosina.

New Horizons lensi myös Charonin takaa Auringosta katsottuna, jolloin luotain teki havaintoja myös mahdollisesta Charonin ilmakehästä. Toistaiseksi kaikkea mittausdataa ei ole saatu vielä Maahan, mutta ensimmäiset tulokset eivät osoita ilmakehän olemassa oloa.


Tästä kuvasta voi helposti erottaa Sputnik-tasangon virtaavan
jäätikön.
Tombaugh Region  Sputknik-tasangon virtaava jää muistuttaa virtaavia jäätikköjä Maassa.  Sputnik-alueella on jäätä, joka on muodostunut typestä, hiilimonoksidista ja metaanista. Toistaiseksi tutkijoilla ei ole selkeää käsitystä mikä saa jään virtaamaan ja mistä se saa energiansa. Lämpötila alueella on 46 K (-227 °C). Virtaava jää peittää alleen alueen reunoilla vanhempaa ja samalla karkeampaa pintaa. Ilmiö näkyy selkeästi korkean erotuskyvyn kuvissa.







Kaikki kuvat: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.