Raadsel van het hele koude weer op Pluto opgelost

mistlagen boven Pluto
De mistlagen boven Pluto zoals de New Horizons die zag tijdens de scheervlucht in juli 2015. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Hoe meer we te weten komen over Pluto hoe interessanter de dwergplaneet wordt.

Koolwaterstofdeeltjes in de atmosfeer van Pluto zijn verantwoordelijk voor de verrassend lage temperaturen die op de dwergplaneet heersen. Pluto is daarmee het enige planeetachtige object in het zonnestelsel waarvan we weten dat de temperaturen mede worden bepaald door mistdeeltjes in plaats van gasmoleculen.

Kouder dan verwacht

Modellen die waren gebaseerd op de samenstelling van de atmosfeer van Pluto hadden temperaturen voorspeld rond minus 173 °Celsius. Het was dus wel een verrassing toen de New Horizons, die in juli 2015 een scheervlucht langs de dwergplaneet maakte, temperaturen mat die nog eens ongeveer 30 graden lager waren.

De New Horizons nam ook verschillende lagen van mist waar die zich hoog boven het oppervlak van de dwergplaneet bevonden en die door de wetenschappers totaal niet werden verwacht. Het materiaal wordt mogelijk gemaakt tijdens chemische reacties in de bovenste delen van de atmosfeer van Pluto waar ultraviolette straling van de Zon reageert met stikstof en methaan om zo kleine koolwaterstofdeeltjes te vormen.

Dergelijke reacties vinden vermoedelijk ook plaats hoog in de atmosfeer van Titan plaats. Titan is de grootste maan van Saturnus. De mist op Titan is echter zo dik dat het oppervlak niet zichtbaar is.

De mist op Pluto zorgt er voor dat de dwergplaneet heel erg koud blijft. Het onderzoeksteam onder leiding van professor Zhang stelde aan de hand van gegevens die door de New Horizons zijn verzameld over de verdeling van gas moleculen en mist deeltjes enkele modellen op. Ze ontdekten dat de mistdeeltjes de zonne-energie heel efficiënt absorberen maar ook een groot deel van die energie in de vorm van infrarode straling (warmte dus) weer terugkaatsen de ruimte in. De opgestelde modellen komen heel goed overeen met het waargenomen temperatuurprofiel van Pluto.

De atmosfeer bestaat natuurlijk uit gas maar de temperatuur van de gassen wordt niet door de gassen zelf bepaald maar door de mistdeeltjes.’Dit geldt tot een hoogte van ongeveer 700 kilometer, daarboven gelden de regels van de normale warmtegeleiding.

De onderzoeksresultaten zijn opwindend maar volgens wetenschappers van de NASA, die geen deel uitmaakten van het onderzoeksteam, is het laatste woord hier nog niet over gezegd want volgens hen zijn de afkoel- en opwarmingsratio’s veel te onzeker. Dergelijke vragen kunnen binnen afzienbare tijd worden beantwoord want als de mist op Pluto inderdaad veel warmte terugstuurt de ruimte in dan zal de James Webb Space Telescope van de NASA die begin 2019 gelanceerd moet worden, dit moeten kunnen waarnemen.

Is Pluto speciaal?

Volgens professor Zhang wordt de temperatuur op Pluto door mist geregeld omdat veel gassen bij dergelijke lage temperaturen condenseren en daardoor niet veel kunnen bijdragen aan het afkoelingsproces. Volgens Zhang is het te vroeg om te zeggen of Pluto in dit opzicht uniek is of dat er mogelijk nog meer objecten zijn waar mist een dominerende rol speelt in de temperatuurregeling. Zhang en andere onderzoekers denken dat er misschien nog enkele andere planetaire objecten zijn waar, in een deel van de atmosfeer, de mist domineert maar vermoedelijk is er nooit op deze manier naar gekeken.

 

Eerste publicatie: 15 november 2017




%d bloggers liken dit: