Знакомство с Плутоном

Уже давно космический аппарат New Horizons покинул окрестности Плутона и отправился в путь к транснептуновому объекту 2014 MU69, но добытая им информация о Плутоне продолжает поступать к земным ученым. Скорость передачи данных с расстояния в пять миллиардов километров составляет не более 2000 бит в секунду. Поэтому новости о Плутоне будут регулярно приходить к нам еще больше года, примерно до декабря 2016. И каждый раз после их получения, ученые смогут внести исправления в учебники астрономии. На прошедшей неделе поступили две такие новости.

Плутон в цвете

Незадолго до этого от аппарата New Horizons были получены цветные фотографии Плутона в высоком разрешении, сделанные 14 июля. Они позволяют различать детали рельефа, размером 1,3 километра. Получены были эти изображения путем комбинации снимков Плутона в синем, красном и инфракрасном диапазонах, сделанных инструментом Ralph, соединяющим в себе телескоп, фотокамеру и инфракрасный спектрометр. В данном случае поработал один из компонентов Ralph – MVIC (Multispectral Visual Imaging Camera), фотокамера с ПЗС-матрицей. Цветной портрет Плутона содержит много информации о его геологической истории и климате, которую ученым предстоит расшифровать. Две нынешние новости – первые результаты их работы.

Во-первых, снимки показали голубой цвет атмосферной дымки, окружающей Плутон. Получается, что небо Плутона тоже голубое, как и небо Земли (с поправкой на существенно меньший уровень освещенности). Напомним, что голубой цвет земного неба возникает из-за рассеяния солнечных лучей на молекулах азота в воздухе. В атмосфере Плутона такого количества азота нет, но, по мнению специалистов НАСА, там присутствуют другие частицы, пусть и крупнее молекул азота, но все-таки относительно мелкие, чтобы давать такое растение. Они представляют собой толины, органические вещества ранее обнаруженные по спектральным линиям в атмосферах спутников Сатурна (Титан) и Нептуна (Тритон), а также в виде льда на поверхности Тритона, Умбриэля и ряда транснептуновых объектов. У толинов довольно большая молекулярная масса, состоят они из углерода, водорода и азота. Считается, что атмосферные толины возникают под действием ультрафиолетового излучения Солнца в ходе реакции азота с метаном. На Земле аналоги толинов не обнаружены, но они получены в различных экспериментах, модулирующих атмосферу Титана. Название этим веществам дал астроном Карл Саган, использовав древнегреческое слово θολός, обозначающее чернила каракатицы. Собственный цвет толинов, скорее всего, красный или серый. Рассеяние голубого цвета в атмосфере Плутона говорит о том, что частицы толинов там довольно маленького размера. Толины в атмосфере Титана придают его атмосферной дымке не голубую, а оранжевую окраску.

Голубая дымка атмосферы Плутона

«Кто бы мог ожидать голубого неба в поясе Койпера? Это великолепно», - сказал Алан Стерн (Alan Stern) из Юго-западного исследовательского института, ведущий исследователь проекта New Horizons. На данный момент специалисты полагают, что, как и на Титане, толины образуются в верхних слоях атмосферы Плутона, когда солнечное излучение ионизирует молекулы азота и метана, позволяя им взаимодействовать друг с другом с образованием все более и более сложных отрицательно и положительно заряженных ионов. Когда они рекомбинируют, возникают очень сложные макромолекулы, которые продолжают комбинировать и расти, пока они не становятся мелкие частицами. На их поверхности конденсируются газы, покрывая их льдом, прежде, чем они успевают упасть на Плутон. Осев на поверхность Плутона, толиновые частицы добавляют ей красный оттенок.

Второй новостью стало обнаружение на Плутоне большого количества твердого водяного льда. Его тоже нашли при помощи инструмента Ralph, задействовав при этом одновременно камеру MVIC и инфракрасный спектрометр LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array). Водяной лед замечен в виде небольших скоплений на различных участках поверхности Плутона. Больше всего его в районах борозды Вергилия, плато Вигинга и возле гор Баре (следует помнить, что все эти названия пока не утверждены Международным астрономическим союзом, поэтому носят неофициальный характер). В остальных частях Плутона водяной лед обычно скрыт под слоем льда из азота, монооксида углерода и метана. Пока ученые только начали разбираться в закономерностях распределения водяного льда по поверхности Плутона. Интересно, что, как выяснилось из сопоставления свидетельств спектрографии о водяном льде и цветных фотографий Плутона, водяной лед, как правило, тяготеет к скоплениям толинов ярко-красного цвета.

Районы Полутона с выходами на поверхность водяного льда

Самая свежая новость от аппарата New Horizons касается не самого Плутона, а его самого маленького спутника. Спутник Стикс был открыт с помощью космического телескопа Хаббла в 2012 году, когда New Horizons преодолел уже более чем две трети своего пути до Плутона. Фотография была сделана 13 июля 2015 года, незадолго до подлета к Плутону, а получена исследователями на Земле 5 октября.

На снимке, сделанном с расстояния в 631 000 километров, трудно различить какие-либо детали поверхности спутника. Однако он позволяет определить, что спутник имеет вытянутую форму, а его размер примерно семь на пять километров (отметим, что до получения данных от New Horizons диаметр спутника Стикс считали равным от 15 до 24 км). Измерение яркости показывает, что Стикс покрыт льдом, также как исследованные несколько раньше два других спутника Плутона: Никс и Гидра.