Student World

***tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 8/2009

Její teplota dosahuje mrazivých -180° C. Může to být způsobeno přítomností povrchových oblastí s čistým metanem či na metan bohaté vrstvy pokrývajících celý povrch.  „Zvýšený obsah metanu v atmosféře Pluta vysvětluje, proč má tak vysokou teplotu,“ říká Emmanuel Lellouch, hlavní autor publikované práce.

Pluto má přibližně pětkrát menší poloměr než Země a skládá se převážně z hornin a ledu. Jde o ledový svět s průměrnou povrchovou teplotou -220° C, což je to důsledek značné vzdálenosti od Sluce. Pluto je od něj přibližně 40 krát dále než Země.

Od osmdesátých let minulého století je známo, že Pluto má tenkou atmosféru [1]. V jejím chemickém složení převládá dusík, stopově je zastoupen metan a nejspíše také oxid uhelnatý. Při svém oběhu okolo Slunce, který trvá 248 let, se Pluto od Slunce vzdaluje natolik, že jeho atmosféra vymrzá a usazuje se na povrchu. V době kdy je Pluto ke Slunci blíže se povrch opět zahřívá a led sublimuje.

Doposavad mohla být studována pouze svrchní vrstva atmosféry. Při pozorování zákrytů hvězdy tělesem Sluneční soustavy (v tomto případě právě Plutem, ESO 21/02) astronomové dokázali, že je svrchní vrstva o 50° C teplejší než jeho povrch, tzn. má teplotu -170° C. Z tohoto pozorování však nebylo možné určit ani tlak ani teplotu atmosféry při povrchu. Nedávné a jedinečné pozorování s přístrojem CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES) na VLT však ukázalo, že nejenom svrchní vrstvy, ale celá atmosféra má teplotu kolem -180° C a je tedy „mnohem teplejší“ než povrch trpasličí planety. Na rozdíl od Země [2] je většina atmosféry Pluta neustále ve stavu teplotní inverze, tj. teplota s rostoucí nadmořskou výškou roste a to o (3-15)° C. Pro srovnání u zemské atmosféry teplota za normálních podmínek klesá o 6° Celsia na kilometr.

„Je fascinující si představit, že s pomocí CRIRES jsme schopni přesně měřit vlastnosti plynu v atmosféře 100 tisíckrát řidší než na Zemi, u objektu pět krát menšího, který se nachází na hranicích Sluneční soustavy,“ říká spoluautor práce Hans-Ulrich Käufl a dodává: „Spojením VLT s přístrojem CRIRES v podstatě získáme výhody satelitu na oběžné dráze okolo Pluta.

Nízká teplota povrchu Pluta je úzce spojena s přítomností jeho atmosféry a sublimací ledu. Jde o stejný efekt, jako když nás v létě ochlazuje odpařovaní potu s povrchu pokožky. Některé vlastnosti Pluta jsou tak totožné s vlastnostmi komet, jejichž koma a ohon je utvářen v důsledku sublimace ledu v blízkosti Slunce.

Z výsledků pozorování CRIRES rovněž vyplývá, že metan je svým 0,5% obsahem v atmosféře Pluta druhým nejběžnějším plynem. „Dokázali jsme, že zjištěné množství metanu hraje důležitou roli v zahřívání atmosféry a její zvýšené teploty,“ říká Lellouch. Existují dva modely, které jsou schopny vlastnosti atmosféry vysvětlit. První model počítá s tenkou vrstvou metanu, která omezuje sublimaci dusíkové námrazy, zatímco druhý model předpokládá existenci oblastí čistého metanu na povrchu trpasličí planety. „O platnosti jednoho z modelů musí rozhodnout další výzkum Pluta při jeho vzdalování od Slunce,“ říká Lellouch a dodává: „Další informace nám přinese sonda NASA New Horizons, jež v roce 2015 dorazí k Plutu.

Poznámky:

[1] Atmosférický tlak na Plutu je pouze jedna sto tisícina toho zemského, tj. 0,015 milibarů.

[2] Za normálních podmínek na Zemi teplota s rostoucí nadmořskou výškou klesá, neboť je atmosféra zahřívána odspodu, tzn. sluneční záření zahřívá zemi a ta následně ohřívá vzduch. Za určitých podmínek může nastat inverze, kdy je vzduch ve vyšších nadmořských výškách teplejší. Ve městech inverze obvykle způsobuje problémy se smogem.

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

autor Tomáš Mohler