Суббота, 31.10.2020
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Обнаружены две планеты у красного карлика GJ 3473
14.10.2020 22:25 Давность: 16 days
Категория: Плутон
Количество просмотров: 173

Ледяные вершины Плутона образовались из-за высотной разницы в количестве метана



Компьютерное моделирование показало, что ледяные вершины Плутона образуются из-за того, что на больших высотах в атмосфере возрастает концентрация метана — на высоте более двух километров за ночь метана намерзает больше, чем испаряется днем. В отличие от Земли, температура карликовой планеты на всех высотах одинакова, и поэтому ледники там образовываются по механизму, далекому от земного. Статья опубликована в Nature Communications.


Вершины высоких гор на Земле покрыты снегом из-за того, что температура атмосферы понижается с высотой. Когда содержащий влагу ветер подносится к горе и идет вверх по склону, он остывает, что приводит к образованию снега, который падает и не тает. Но горные ледники есть не только на Земле, но и на других небесных телах в Солнечной системы. 

В 2015 году космический аппарат New Horizons обнаружил неподалеку от равнины Спутника на Плутоне горы Пигафетта. Их пики возвышаются на 2,5-3,5 километра над подножием (или на четыре километра над средним радиусом карликовой планеты). Вершины этих гор напоминают земные, с той лишь разницей, что лед там метановый. При этом оставалось непонятным, как образовались эти ледники — атмосфера Плутона примерно в сто тысяч раз более разреженная, чем земная, и она почти не может ни нагреть, ни охладить поверхность. Получается, температура Плутона на всех высотах одинакова, и нет явного механизма, который бы покрывал снегом именно вершины гор. 

Сравнение гор Земли и Плутона.

Тэнгай Бертранд (Tanguy Bertrand) из Исследовательского центра Эймса и его коллеги при помощи компьютерного моделирования разобрались, как формируются заснеженные вершины Плутона. За основу взяли Глобальную климатическую модель (GCM) Плутона, разработанную в Политехнической школе в Париже. Эта модель в том числе учитывает испарение льда основных газов с поверхности: азота, метана и монооксида углерода, а также их обратную конденсацию.

Ученые дополнили модель уточненными данными о топографии окрестностей равнины Спутника и о нетающих отложениях метанового льда на стороне Плутона, которая обращена к Харону. Исходной датой начала симуляции выбрали земной 1984 год. К 2015 году вершины и склоны смоделированных гор Пигафетта оказались покрыты слоем льда примерно в 20 микрон, что в целом сходилось с наблюдениями New Horizons. Также обнаружилось, что модель плохо учитывает следующую особенность Плутона: когда поверхность покрывается миллиметровым слоем льда, ее альбедо сильно возрастает, что ведет к охлаждению поверхности и еще более интенсивному накоплению льда. Однако, чтобы накопить такой толстый слой, моделировать придется не десятки, а сотни и тысячи лет, что слишком ресурсоемко. Поэтому авторы просто увеличили прирост альбедо и сделали так, чтобы микронный слой работал как миллиметровый. В этих условиях симуляция показала слой льда в 40 микрон к 2015 году и большее сходство с наблюдениями.

Исследователи проанализировали результаты моделирования и пришли к выводу, что за покрытие вершин льдом ответственен исключительно баланс между испарением и конденсацией метана. Дело в том, что, согласно симуляции, концентрация метана в экваториальных районах Плутона возрастает на высоте около четырех километров над средним радиусом поверхности. Эти районы ночью остывают до 40-42 кельвин, что достаточно для образования тонкого слоя метанового льда. Днем температура повышается до 45-48 кельвин, и этот слой полностью испаряется. Однако, там, где концентрация метана высока, за ночь успевает намерзнуть больше, чем оттаять днем, что и ведет к постепенному накоплению. Ученые предполагают, что за такое распределение метана по высоте ответственны восходящие ветряные потоки на западе равнины Спутника, но этот вопрос необходимо изучить дополнительно.

Источник: N+1

Оригинальная статья: https://www.nature.com/articles/s41467-020-18845-3


Комментарии

Комментарии

Вход в систему

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

Забыли пароль?

Засветка ночного неба (Световое загрязнение)

Явление “засветки” ночного земного неба искусственными источниками освещения все больше мешает проводить астрономические наблюдения. За последние сто лет... [далее]

Rambler's Top100