Op Pluto nadert de winter en verdwijnt de atmosfeer als ijs

Pluto gefotografeerd door de New Horizons
Pluto gefotografeerd door de New Horizons tijdens de scheervlucht in juli 2015. Credit: NASA

De massa van Pluto is minder dan een vijfde van de massa van de Maan en toch is de dwergplaneet in staat een hele ijle atmosfeer te behouden. Deze atmosfeer ontstaat doordat stikstofijs kan sublimeren. Een onderzoek dat gedurende veertien jaar de atmosfeer van Pluto heeft gevolgd voorspelt nu dat de atmosfeer als rijp zal gaan condenseren.

Het onderzoek werd in het tijdschrift Astronomy and Astrophysics gepubliceerd en het werd uitgevoerd door Pedro Machado van het Instituto de Astrofisica e Ceincias do Espaco en het Faculdade de Ciancias da Universidade de Lisboa.

De onderzoekers analyseerden gegevens van de atmosfeer van Pluto tussen 5 en 380 kilometer hoogte. Het onderzoek beslaat een periode tussen 2002 en 2016. Deze periode bevat ook de zomer op het noordelijk halfrond van Pluto waar de meest geconcentreerde hoeveelheden stikstofijs voorkomen die door de blootstelling aan het zonlicht sublimeren.

Uit de gegevens is af te leiden dat de atmosferische druk aan het oppervlak sinds 1998 met een factor 2,5 is toegenomen. De piek lag in 2015. Die atmosferische druk is overigens nog steeds honderdduizend maal lager dan de atmosferische druk op zeeniveau op Aarde.

Volgens de onderzoekers lijkt het gedrag van de atmosfeer van Pluto op die van een komeet.

Omdat Pluto slechts een lage massa heeft kunnen stikstofmoleculen heel gemakkelijk de ontsnappingssnelheid bereiken en de atmosfeer verlaten. Dit is vergelijkbaar met kometen. Momenteel beginnen de temperatuur weer te zakken en dat zorgt er voor dat de stikstofmoleculen bevriezen tot ijskristallen en als rijp op de bodem neerslaan.

De gegevens zijn verkregen tijdens 11 waarnemingen toen Pluto voorlangs een ster bewoog. Tijdens deze passages wordt het licht van de ster door Pluto bedekt maar kan het wel nog door de atmosfeer van de dwergplaneet bewegen.

Bij deze techniek, de bedekking door een ster, kan het licht van die ster die door de atmosfeer beweegt, gebruikt worden om de eigenschappen van die atmosfeer te onderzoeken. Afhankelijk van de dichtheid op verschillende hoogtes zal de atmosfeer meer of minder licht doorlaten. Hieruit kunnen wetenschappers de verschillen in luchtdruk en temperatuur berekenen.

De onderzoekers hopen dat deze techniek, die nog in de kinderschoenen staat, verder ontwikkeld kan worden en in de toekomst ook gebruikt kan worden om de atmosferen van exoplaneten te bestuderen.

Artikel: Pluto’s lower atmosphere and pressure evolution from ground-based stellar occultations, 1988-2016

 

Eerste publicatie: 1 juni 2019