< В интервью "Коммерсанту" Игорь Комаров рассказал о проблемах отрасли

Количество этанового снега на поверхности Плутона зависит от долготы

Больше всего этана находится в ярких областях, покрытых азотным и угарным инеем, а меньше всего – в темных областях, богатых толинами.

---

Владислава Ананьева

Несмотря на свою удаленность от Солнца и небольшие размеры, карликовая планета Плутон отличается богатым разнообразием свойств поверхности и сложными фотохимическими реакциями в атмосфере. Температура поверхности Плутона оценивается в 40К, частично она покрыта инеем из различных летучих соединений, в основном азота, метана и угарного газа. Когда Плутон близок к перигелию, нагрев его поверхности солнечным светом усиливается, что приводит к сублимации инея, увеличению атмосферного давления и переносу летучих в более холодные области карликовой планеты. Там атмосферные газы снова конденсируются, замыкая атмосферный цикл.

Метан на поверхности и в атмосфере Плутона подвергается воздействию солнечного и звездного ультрафиолета и космических лучей. В результате фотолиза метана образуются молекулы ацетилена C₂H₂, этилена C₂H₄, этана C₂H₆, пропана C₃H₈ и более сложной нелетучей органики, обобщенно называемой толинами. Но где происходит этот фотолиз – в атмосфере Плутона или на его поверхности? 

Если фотолиз метана происходит в атмосфере, то продукты фотолиза (например, этан) успевают распространиться далеко от места своего образования и покроют поверхность более-менее ровным слоем. Если же фотолиз метана происходит на поверхности (т.е. когда метан находится в замороженном состоянии), нелетучие продукты фотолиза тоже останутся на поверхности, и их распространенность (например, распространенность этана) будет четко коррелировать с распределением метанового льда.

Чтобы разобраться, какая из гипотез ближе к истине, группа американских астрономов под руководством Б. Холлера (B.J. Holler) провела наблюдения Плутона на 3-метровом инфракрасном телескопе IRTF с помощью спектрографа SpeX. Исследователи анализировали спектры Плутона в диапазоне 0.8-2.43 мкм, полученные в течение 72 ночей за период с 2001 по 2013 год. Основное внимание ученых было уделено полосе этана вблизи 2.405 мкм (другие полосы этана вблизи 2.274 и 2.314 мкм «загрязнены» влиянием полос метана и не рассматривались). Поскольку угловой диаметр Плутона слишком мал, чтобы быть разрешенным с помощью этого телескопа, Холлер с коллегами поделили поверхность Плутона на 6 «ломтиков» с долготами 0-60°, 60-120°, 120-180°, 180-240°, 240-300° и 300-360°. Изменение количества этана от «ломтика» к «ломтику» вычислялось путем анализа спектров Плутона по мере его суточного вращения.

Что же оказалось?

Для начала, авторы исследования подтвердили наличие на Плутоне этанового инея с достоверностью 7.5 сигма. Но распределение этого инея не соответствовало ни одной из предложенных гипотез! Распределение этана не было равномерным, но оно и не повторяло распределение метана. Больше всего этана было в ярких «ломтиках», богатых азотным инеем и инеем угарного газа, а меньше всего – в темных «ломтиках», ассоциирующихся с залежами толинов.

---