Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) впервые смог чётко выделить и измерить инфракрасное излучение, исходящее отдельно от Плутона и его спутника Харона. Раньше из-за их близкого расположения и ограниченного разрешения инструментов сигналы обоих объектов смешивались, что приводило к неточностям. Благодаря этим наблюдениям удалось раскрыть уникальный механизм работы атмосферы карликовой планеты.

Наблюдения 2022–2023 годов прибора MIRI в среднем инфракрасном диапазоне (4,9–27 микрон) подтвердили, что до 80% теплового баланса атмосферы Плутона контролируется дымкой, состоящей из органических частиц, углеводородных и нитриловых льдов. Это делает Плутон единственным известным объектом Солнечной системы, где дымка, а не газовые молекулы, играет ключевую роль в климате.

Источник: NASA / JHUAPL / SwRI

Группа астрономов под руководством Танги Бертрана (Парижская обсерватория) использовала высокое разрешение JWST, чтобы отделить тепловые сигналы Плутона и Харона в диапазоне 15–25,5 микрон. Новые данные показали, что дымка Плутона поглощает солнечный свет и переизлучает тепло, что приводит к перепадам температур в атмосфере. Это объясняет сезонную миграцию льдов: азотные и метановые отложения перемещаются между полюсами и экватором, а часть материала переносится солнечным ветром на Харон — явление, не встречающееся больше нигде в Солнечной системе.

Анализ состава дымки выявил два ключевых компонента: органические частицы, аналогичные обнаруженным на Титане и углеводородные и нитриловые льды, формирующие многослойную структуру. Эти частицы действуют как «климатический двигатель», влияя не только на температуру, но и на распределение льдов. На Хароне, согласно данным исследования, доминирует водяной лёд, а его полярные области обладают аномально низкой излучательной способностью.

Мозаики Плутона и Харона, полученные с помощью New Horizons. Источник: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

Исследование подтвердило гипотезу астронома Си Чжана (Калифорнийский университет), который в 2017 году предсказал, что дымка Плутона должна излучать в среднеинфракрасном диапазоне. «Это открытие связывает Плутон с ранней Землёй, где доминировали азот и углеводороды, — пояснил Чжан. — Подобные процессы могли влиять на климат нашей планеты миллиарды лет назад».

Данные JWST также указывают на необходимость пересмотра моделей атмосфер Титана и Тритона, где дымка, вероятно, играет схожую роль. Следующий шаг — интеграция новых данных в климатические модели, чтобы предсказать, как дымка воздействует на 248-летние сезонные циклы Плутона и формирование временных атмосфер у транснептуновых объектов.

Подробнее на iXBT