Новые данные космического телескопа «Джеймс Уэбб» показывают, что высокоэфирная дымка на Плутоне является ключевым фактором, влияющим на климат карликовой планеты, и даёт представление о древней атмосфере Земли.
Таинственная голубая дымка на Плутоне является основным фактором, влияющим на климат карликовой планеты. (Изображение предоставлено: NASA/JHUAPL/SwRI)
Астрономы, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), по-новому взглянули на далёкие окраины нашей Солнечной системы и обнаружили, что Плутон снова не оправдал ожиданий.
Когда в 2015 году космический аппарат НАСА «Новые горизонты» пролетел мимо Плутона, он опроверг представление о том, что карликовая планета представляет собой дремлющий ледяной шар, и показал, что она богата ледяными равнинами и зубчатыми горами. Но над всем этим парил один из самых больших сюрпризов: голубоватая многослойная дымка, окутывающая небо над всем миром, простиралась более чем на 185 миль (300 километров) над поверхностью — намного выше и сложнее, чем предсказывали учёные.
Теперь, почти десять лет спустя, новые данные, полученные с помощью JWST, подтверждают, что туманность Плутона — это не просто визуальная аномалия, она также влияет на климат карликовой планеты.
«Это уникально для Солнечной системы», — Танги Бертран, астроном из Парижской обсерватории во Франции, который руководил анализом, сказал в интервью Live Science. «Скажем так, это новый тип климата».
Результаты исследования, опубликованные 2 июня в журнале Nature Astronomy, позволяют предположить, что подобная динамика может наблюдаться и на других окутанных дымкой планетах нашей Солнечной системы, и даже дают представление о раннем климате нашей собственной планеты.
Рассеивая дымку
Высокоатмосферная дымка на Плутоне состоит из сложных органических молекул, образующихся в результате реакций метана и азота под воздействием солнечного света. Идея о том, что эта дымка может влиять на климат Плутона, впервые была предложена в 2017 году. Компьютерные модели показали, что эти частицы поглощают солнечный свет днём и выделяют его обратно в космос в виде инфракрасной энергии ночью, охлаждая атмосферу гораздо эффективнее, чем просто газы. Это также может объяснить, почему температура в верхних слоях атмосферы Плутона составляет примерно -333 градуса по Фаренгейту (-203 градуса по Цельсию) — на 30 градусов ниже, чем ожидалось.
Однако в течение многих лет проверить эту теорию было непросто. Одной из основных проблем был большой спутник Плутона, Харон, который вращается вокруг холодной планеты так близко, что их тепловые сигналы часто накладываются друг на друга в данных телескопа. «По сути, мы не могли определить, какая часть сигнала связана с Хароном, а какая — с атмосферой Плутона», — сказал Бертран.
Исследователи, проводившие исследование в 2017 году, предсказали, что из-за дымки на Плутоне планета будет необычно яркой в среднем инфракрасном диапазоне. В то время это предсказание можно было проверить только с помощью будущих приборов. Такая возможность появилась в 2022 году, когда мощные инфракрасные приборы JWST наконец смогли разделить сигналы двух планет. И действительно, слабое инфракрасное свечение дымки на Плутоне соответствовало прогнозам.
«В планетологии нечасто бывает так, чтобы гипотеза подтверждалась так быстро, всего за несколько лет, — Си Чжан, планетолог из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, возглавлявший команду в 2017 году, сказал в заявлении. — Так что нам очень повезло, и мы очень рады».
Эти открытия также позволяют предположить, что подобный климат, обусловленный дымкой, может существовать и в других туманных мирах, таких как спутник Нептуна Тритон или спутник Сатурна Титан, сказал Бертран.
По словам исследователей, даже далёкое прошлое Земли может иметь сходство с настоящим. До того, как кислород изменил атмосферу нашей планеты, возможно, Земля была окутана дымкой из органических частиц — покрывалом, которое могло способствовать стабилизации температуры и зарождению жизни.
«Изучая атмосферу и химический состав Плутона, мы можем получить новое представление об условиях, которые сделали раннюю Землю пригодной для жизни», — говорится в заявлении Чжана.