Een "kloppend hart" van bevroren stikstof regelt Pluto's winden en kan aanleiding geven tot kenmerken op het oppervlak, volgens een nieuwe studie.

Pluto's beroemde hartvormige structuur, genaamd Tombaugh Regio, werd snel beroemd nadat NASA's New Horizons-missie in 2015 beelden van de dwergplaneet maakte en onthulde dat het niet de onvruchtbare wereld is die wetenschappers dachten dat het was.

Nutsvoorzieningen, nieuw onderzoek toont aan dat Pluto's beroemde stikstofhart de atmosferische circulatie regeert. Door te ontdekken hoe de atmosfeer van Pluto zich gedraagt, hebben wetenschappers een andere plek om te vergelijken met onze eigen planeet. Dergelijke bevindingen kunnen zowel vergelijkbare als onderscheidende kenmerken tussen de aarde en een dwergplaneet op miljarden kilometers afstand lokaliseren.

Stikstofgas - een element dat ook in de lucht op aarde wordt aangetroffen - omvat het grootste deel van Pluto's dunne atmosfeer, samen met kleine hoeveelheden koolmonoxide en het broeikasgas methaan. Bevroren stikstof bedekt ook een deel van Pluto's oppervlak in de vorm van een hart. Tijdens de Dag, een dunne laag van dit stikstofijs warmt op en verandert in damp. 's Nachts, de damp condenseert en vormt opnieuw ijs. Elke reeks is als een hartslag, stikstofwinden rond de dwergplaneet pompen.

Nieuw onderzoek in AGU's Journal of Geophysical Research:Planeten suggereert dat deze cyclus Pluto's atmosfeer ertoe aanzet om in de tegenovergestelde richting van zijn spin te circuleren - een uniek fenomeen dat retro-rotatie wordt genoemd. Terwijl de lucht dicht bij het oppervlak zwiept, het transporteert warmte, ijskorrels en neveldeeltjes om donkere windstrepen en vlaktes te creëren in de noordelijke en noordwestelijke regio's.

"Dit benadrukt het feit dat de atmosfeer en winden van Pluto - zelfs als de dichtheid van de atmosfeer erg laag is - het oppervlak kunnen beïnvloeden, " zei Tanguy Bertrand, een astrofysicus en planetaire wetenschapper bij NASA's Ames Research Center in Californië en de hoofdauteur van de studie.

Het grootste deel van Pluto's stikstofijs is beperkt tot Tombaugh Regio. De linker "lob" is een 1, Een ijskap van 000 kilometer (620 mijl) in een 3 kilometer diep bassin genaamd Sputnik Planitia - een gebied dat het grootste deel van het stikstofijs van de dwergplaneet bevat vanwege de lage ligging. De rechter "kwab" van het hart bestaat uit hooglanden en stikstofrijke gletsjers die zich uitstrekken tot in het bassin.

"Vóór New Horizons, iedereen dacht dat Pluto een netbal zou worden - helemaal plat, bijna geen diversiteit, ' zei Bertrand. 'Maar het is totaal anders. Het heeft veel verschillende landschappen en we proberen te begrijpen wat daar aan de hand is."

westelijke winden

Bertrand en zijn collega's wilden bepalen hoe circulerende lucht - dat is 100, 000 keer dunner dan die van de aarde - zou vormen op het oppervlak kunnen vormen. Het team haalde gegevens uit de flyby van New Horizons in 2015 om de topografie van Pluto en zijn dekens van stikstofijs weer te geven. Vervolgens simuleerden ze de stikstofcyclus met een weersvoorspellingsmodel en beoordeelden ze hoe wind over het oppervlak waaide.

De groep ontdekte dat Pluto's winden boven de 4 kilometer (2,5 mijl) naar het westen blazen - de tegenovergestelde richting van de oostelijke spin van de dwergplaneet - in een retro-rotatie gedurende het grootste deel van het jaar. Terwijl stikstof in Tombaugh Regio in het noorden verdampt en in het zuiden ijs wordt, zijn beweging veroorzaakt westelijke winden, volgens de nieuwe studie. Geen enkele andere plaats in het zonnestelsel heeft zo'n atmosfeer, behalve misschien Neptunus' maan Triton.

De onderzoekers vonden ook een sterke stroom van snel bewegende, lucht nabij de oppervlakte langs de westelijke grens van het Sputnik Planitia-bekken. De luchtstroom is als windpatronen op aarde, zoals de Kuroshio langs de oostelijke rand van Azië. Atmosferische stikstof die condenseert tot ijs drijft dit windpatroon aan, volgens de nieuwe bevindingen. De hoge kliffen van Spoetnik Planitia houden de koude lucht vast in het bassin, waar het circuleert en sterker wordt naarmate het door de westelijke regio gaat.

Het bestaan ​​van de intense westelijke grensstroom wekte Candice Hansen-Koharcheck op, een planetaire wetenschapper bij het Planetary Science Institute in Tucson, Arizona die niet betrokken was bij de nieuwe studie.

"Het is heel erg het soort dingen dat te wijten is aan de topografie of de specifieke kenmerken van de omgeving, "zei ze. "Ik ben onder de indruk dat de modellen van Pluto zo ver zijn gevorderd dat je over regionaal weer kunt praten."

Op grotere schaal, Hansen-Koharcheck vond de nieuwe studie intrigerend. "Dit hele concept van Pluto's kloppend hart is een prachtige manier om erover na te denken, " voegde ze eraan toe.

Deze windpatronen die voortkomen uit Pluto's stikstofhart, kunnen verklaren waarom er donkere vlaktes en windstreken zijn ten westen van Spoetnik Planitia. Winden zouden warmte kunnen transporteren - wat het oppervlak zou verwarmen - of het ijs kunnen eroderen en donkerder maken door neveldeeltjes te transporteren en af ​​​​te zetten. Als de winden op de dwergplaneet in een andere richting wervelden, zijn landschappen kunnen er heel anders uitzien.

"Spoetnik Planitia is misschien net zo belangrijk voor het klimaat van Pluto als de oceaan voor het klimaat op aarde, Bertrand zei. "Als je Spoetnik Planitia verwijdert - als je het hart van Pluto verwijdert - heb je niet dezelfde bloedsomloop, " hij voegde toe.

De nieuwe bevindingen stellen onderzoekers in staat om de atmosfeer van een exotische wereld te verkennen en te vergelijken wat ze ontdekken met wat ze weten over de aarde. De nieuwe studie werpt ook licht op een object dat 6 miljard kilometer (3,7 miljard mijl) verwijderd is van de zon, met een hart dat het publiek over de hele wereld fascineerde.

"Pluto heeft een mysterie voor iedereen, ' zei Bertrand.