Categories: Zonnestelsel Nieuws

SOFIA vindt aanwijzingen verborgen in de nevels van Pluto

Hoge-resolutie kleurenopname van de mistlagen in de atmosfeer van Pluto. De opname is op 14 juli 2015 gemaakt tijdens de scheervlucht van de New Horizons. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Toen de New Horizons ruimtesonde in 2015 langs Pluto scheerde zag men dat deze verre, kleine, koude wereld een ijle nevelachtige atmosfeer heeft. Aan de hand van nieuwe gegevens kunnen astronomen nu beter verklaren hoe deze nevel ontstaat door het zwakke licht van de Zon en de afwijkende baan die Pluto volgt.

Waarnemingen gedaan met SOFIA, de vliegende sterrenwacht van de NASA, laten zien dat de dunne nevel die Pluto omhult bestaat uit erg kleine deeltjes die gedurende langere tijd in de atmosfeer blijven zweven in plaats van onmiddellijk weer terug te vallen naar het oppervlak. De gegevens van SOFIA maken duidelijk dat deze neveldeeltjes voortdurend worden ververst en die ontdekking leidt tot een herziening van voorspellingen over het lot van de atmosfeer van Pluto naarmate die tijdens zijn 248 jaar durende baan rond de Zon in nog koudere delen terecht komt. De resultaten van het onderzoek zijn in het wetenschappelijke tijdschrift “Icarus” gepubliceerd.

Volgens Michael Person, hoofdauteur van het artikel en hoofd van het Wallace Astrophysical Observatory van het Massachusetts Institute of Technology, is Pluto een mysterieus object dat ons nog steeds blijft verrassen. Uitgaande van eerdere waarnemingen waren er aanwijzingen voor het bestaan van de nevelachtige atmosfeer maar er was geen overtuigend bewijs tot men de waarnemingen van SOFIA verkreeg. Nu vragen astronomen zich af of de atmosfeer van Pluto de komende jaren gaat instorten of dat die toch veel sterker is dan werd aangenomen.

SOFIA bestudeerde Pluto slechts twee weken voor de scheervlucht van de New Horizons in 2015. De aangepast Boeing 747 vloog boven de Stille Oceaan toen, tijdens een sterbedekking door Pluto, de 2,7 meter telescoop op de verre dwergplaneet werd gericht.

SOFIA nam de middelste lagen van de atmosfeer van Pluto waar in infrarood en zichtbaar licht. Kort hierna nam de New Horizon de bovenste en onderste lagen waar met behulp van radiogolven en op ultraviolette golflengtes. Deze gecombineerde waarnemingen, die kort achter elkaar plaatsvonden, geven het meest complete beeld tot nu toe van Pluto’s atmosfeer.

Blauwe, nevelige atmosfeer

De atmosfeer van Pluto bestaat voornamelijk uit stikstofgas dat onder invloed van het verre zonlicht als ijs is verdampt van het oppervlak. Ook komen er kleinere hoeveelheden methaan een koolmonoxide in voor. De Neveldeeltjes ontstaan hoog in de atmosfeer op meer dan 30 kilometer hoogte. Daar reageren methaan en andere gassen met zonlicht waarna ze langzaam naar het ijzige oppervlak regenen.

De New Horizons stuurde verschillende opnames terug naar de Aarde waarop een blauwgekleurd waas zichtbaar was in de atmosfeer. Dit was het bewijs voor het bestaan van deze deeltjes. De gegevens van SOFIA zorgen nu voor meer details. Uit die waarnemingen blijkt dat de deeltjes een grootte hebben van 0,06 – 0,10 micrometer. Dat is ongeveer 1000 * kleiner dan de breedte van het menselijke haar. Vanwege hun geringe grootte weerkaatsen ze meer blauw licht dan andere kleuren en daardoor zorgen ze, bij het terugvallen naar het oppervlak, voor de blauwe waas.

Met deze nieuwe inzichten zijn wetenschappers bezig met een re-evaluatie van hun voorspellingen over het lot van Pluto’s atmosfeer. Veel voorspellingen wezen er op dat als de dwergplaneet zich verder weg van de Zon beweegt er ook minder ijs zou verdampen. Hierdoor zouden er minder atmosferische gassen ontstaan terwijl het verlies van atmosfeer naar de ruimte door zou gaan. Uiteindelijk zou dit er toe leiden dat de atmosfeer ineenstort. Maar in plaats van ineen te storten lijkt het er op dat de veranderingen een veel korter cyclisch patroon volgen.

De onderzoekers hebben opnieuw naar oudere waarnemingen gekeken, waaronder ook die met het Kuiper Airborne Observatory, de voorganger van SOFIA, zijn gedaan. Hieruit blijkt dat de nevel in een cyclus van slechts enkele jaren dikker en dunner wordt. Dit wijst erop dat de kleine deeltjes relatief snel worden gemaakt. De onderzoekers denken dat de afwijkende baan van Pluto verantwoordelijk is voor de veranderingen in de nevel en dat die baan daarom belangrijker is voor het reguleren van de atmosfeer dan de afstand van de dwergplaneet tot de Zon.

Pluto draait in een sterk elliptische baan om de Zon. Bovendien maakt de baan een hoek met rotatie-as van de Zon. Bovendien draait Pluto op een zijde. Dit zorgt er voor dat sommige gebieden op de dwergplaneet op verschillende delen in de baan aan meer zonlicht worden blootgesteld. Als deze ijsrijke gebieden worden blootgesteld aan zonlicht expandeert de atmosfeer en ontstaan er meer neveldeeltjes. Maar als deze delen minder zonlicht ontvangen dan krimpt de atmosfeer en wordt deze ook helderder. Deze cyclus gaat door zelfs al Pluto verder weg komt van de Zon maar het is nog niet duidelijk of dit patroon dan zal blijven bestaan.

Volgens Person is er nog heel veel onduidelijk maar worden de onderzoekers nu wel gedwongen om eerdere voorspellingen te herzien. De atmosfeer van Pluto stort vermoedelijk veel langzamer in dan voorheen gedacht. Of misschien stort de atmosfeer helemaal niet in. Vervolgwaarnemingen zullen dat uit moeten wijzen.

De jacht op Pluto’s schaduw

SOFIA was uniek gepositioneerd om Pluto van veraf te bestuderen door gebruik te maken van een zeldzaam moment waarop Pluto voor een verre ster passeerde en een zwakke schaduw op het aardoppervlak wierp. De atmosfeer van Pluto kon worden geanalyseerd met behulp van de achtergrondverlichting door de ster.

Reizend met ongeveer 85.000 kilometer per uur, zou de schaduw van Pluto in slechts 2 minuten tijd boven de Stille Oceaan richting Nieuw-Zeeland moeten verschijnen. SOFIA zette koers naar deze locatie om de sterbedekking waar te nemen maar slechts twee uur voor de bedekking zorgde een bijgewerkte voorspelling ervoor dat SOFIA meer dan 300 kilometer noordwaarts moest vliegen om in de schaduw van de bedekking te komen.

Met dit soort waarnemingen op afstand kunnen wetenschappers planetaire objecten in de gaten houden in de tijd dat er geen ruimtesondes beschikbaar zijn. De overeenkomst tussen de gegevens die door SOFIA op afstand werden verzameld en die van de scheervlucht van de New Horizons ondersteunt dat waarnemingen tijdens bedekkingen vanaf de Aarde hoogwaardige gegevens kunnen opleveren.

SOFIA, het Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, is een aangepaste Boeing 747SP die een telescoop met een doorsnede van 2,7 meter aan boord heeft. Het is een gezamenlijk project van de NASA en het Deutsches Zentrum für Lucht- und Raumfahrt (DLR).

 

Eerste publicatie: 18 mei 2020
Bron: SpaceDaily

 

 




kuuke

Recent Posts

Chinese rakettrap valt in de Indische Oceaan

Vanochtend vroeg is een deel van een grote Chinese raket de aardatmosfeer ingedrongen en boven…

4 uur ago

Het sterrenbeeld Octans – Octant

Octans is één van de sterrenbeelden van Nicolas Louis de Lacaille. Hij stelde het sterrenbeeld…

15 uur ago

Ingenuity vliegt naar nieuwe locatie op Mars

  De Mars helikopter Ingenuity heeft gisteren zijn vijfde vlucht gemaakt. De kleine helikopter steeg…

2 dagen ago

Al Amal – de eerste Arabische interplanetaire missie

  De Hope Mars Mission, ook wel de Emirates Mars Mission genoemd, is de eerste…

3 dagen ago

De lengte van de dag op Venus verandert voortdurend

Wetenschappers hebben radiogolven gebruikt om de rotatiesnelheid en kanteling van de draaiingsas van Venus nauwkeuriger…

4 dagen ago

60 Miljoen sterren maar geen buitenaards leven gevonden

Astrobiologen van het Breakthrough Listen project hebben de voorlopige resultaten van een SETI-onderzoek gepubliceerd. In…

5 dagen ago