Пятница, 26.04.2024
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Геологи выяснили, когда родились первые континенты Земли
01.03.2017 00:11 Давность: 7 yrs
Категория: Плутон
Количество просмотров: 7966

О дымке в атмосфере Плутона



Опубликована обширная статья, посвященная всестороннему изучению дымки в атмосфере Плутона – ее составу, слоистости, размерам частиц, оптическим свойствам и пр. Показано, что слоистость дымки обусловлена гравитационными волнами.


Владислава Ананьева

14 июля 2015 года мимо Плутона пролетел КА «Новые Горизонты». Он обнаружил, что протяженная атмосфера карликовой планеты затянута тонкой дымкой. Дымка была обнаружена как камерами космического аппарата (LORRI и MVIC), так и ультрафиолетовым спектрометром Alice. 

Наблюдения дымки проводились в широком диапазоне фазовых углов – от 20 до 169°. Судя по снимкам, она простирается как минимум до высот ~200 км, а по данным ультрафиолетового спектрометра – еще выше (до 300 км). Дымка разделена примерно на 20 отдельных слоев. Несмотря на большую протяженность, она оптически тонкая – ее вертикальная оптическая толщина составляет ~0.013. Ярче всего дымка над северными широтами, над экваториальной областью и в южном полушарии она слабее. Никаких данных, свидетельствующих о движении слоев дымки (во всяком случае, на временных масштабах 2-5 часов), получено не было. 

Дымка над лимбом Плутона, подсвеченная солнечными лучами.

Самый нижний слой дымки обнаружен на высоте 3 км над поверхностью Плутона. Минимальная толщина единичного слоя составляет ~1 км, обычно 3-4 км.

Слои дымки в атмосфере Плутона. Мозаика составлена из 12 отдельных кадров. Тонкие белые линии – границы кадров.

Дымка Плутона рассеивает солнечный свет преимущественно вперед, а это значит, что она состоит из очень мелких частиц. На низких высотах видимую фазовую функцию (т.е. зависимости яркости дымки от величины фазового угла) лучше всего описывает модель сферических частиц размерами ~0.5 мкм и концентрацией ~0.1 куб.см-1, спадающей с высотой с характерной шкалой высот 50 км. Однако для объяснения наблюдаемого поглощения в УФ-диапазоне и поведения фазовой функции на высотах свыше 45 км необходимо добавление к сферическим частицам рыхлых агрегатов с фрактальной размерностью 2 и средним радиусом ~0.15 мкм, аналогичных частицам дымки Титана. Вблизи поверхности концентрация таких мелких рыхлых частиц достигает 15 куб.см-1. Таким образом, совокупность данных говорит о том, что свойства частиц дымки на низких (5-15 км) и больших высотах значительно отличаются. 

Температурные профили атмосфер Титана (коричневая линия), Тритона (серая линия) и Плутона (синяя линия). Серой полосой показан нижний уровень атмосферы Плутона толщиной 200 км, где наблюдается дымка.

Из чего же состоит дымка в атмосфере Плутона?

По данным спектрометра Alice дымка на высотах 5-15 км состоит из замороженных этилена C2H4 и ацетилена C2H2, которые как раз и должны конденсироваться в этой области. Мелкие «пушистые» частицы, расположенные выше, состоят из толинов, образующихся из метана и азота под действием солнечного ультрафиолета и космических лучей. Ядрами конденсации углеводородных частиц являются преимущественно частицы космической пыли из пояса Койпера, падающей на Плутон с темпом ~50 кг в сутки.

Частицы обоих типов должны постепенно оседать из атмосферы на поверхность Плутона. Характерное время оседания круглых частиц диаметром 0.2 мкм меняется от 60 часов (если частица образовалась на высоте 200 км) до 500 часов, если она образовалась у поверхности, разница объясняется быстрым падением плотности атмосферы с высотой. «Пушистые» частицы с фрактальной размерностью 2 будут оседать в ~1.3 раза медленнее круглых того же размера. Темпы оседания оцениваются в 10-14 г/(кв.см·сек).

Также авторы исследования показали, что слоистость дымки в атмосфере Плутона вызвана гравитационными волнами.

Источник: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1702/1702.07771.pdf


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Межзвездная...

среда

Межзвездная среда образуется веществом и физическими полями, находящимися в объеме пространства, занимаемого нашей Галактикой... [далее]

Rambler's Top100