Fünf neue Studien zeigen nur wie wahnsinnig komisch Pluto ist

Am 14. Juli 2015 Millionen von zweibeinigen Säugetiere mit angehaltenem Atem beobachtete, wie ein Raumschiff, das Klavier-Größe der ihres eigenen Tuns zu einem vereisten Felsen 3 Milliarden Meilen weggezogen. Durch die Augen von New Horizons bekamen wir unseren ersten guten Blick auf Pluto, und was wir sahen uns erstaunt. Aber acht Monate und mehrere bullige wissenschaftliche Papiere später, es ist klar, dass wir kaum an der Oberfläche der Komplexität dieser kleinen Welt gekratzt habe.

Wir haben gesehen, hoch aufragenden Berge von gefrorenem Wasser. Schluchten von fließenden geschnitzt Stickstoff. Hügel des Eises schwimmend auf gemusterte Ebenen von Eis auf einen globalen Ozean Eis verteilt. Ein Himmel, der fängt das Licht und streut es, Dutzende von komplizierten Schichten zu schaffen. (Dem Himmel erwies sich blau.) Tiny Monde, dass Spin wie hektisch Tops. Eine binäre Doppelgänger Charon genannt. Ein System weit komplexer und dynamischer als alles, was Planetenforscher davon geträumt zu finden im Dunkeln äußeren erreicht unseres Sonnensystems.

Fünf neue Studien, alle heute in Scienceveröffentlicht, sind zu Beginn die Geschichte von Pluto und seine Familie von seltsamen kleinen Monden. Doch während die Fakten, Zahlen und Bilder in diese Papiere beeindruckend sind, unser Verständnis von allem noch sehr begrenzt. Als die halben Dutzend Planetenforscher ich gesprochen habe, für diesen Artikel hat mir gesagt, haben wir noch alles zu lernen, wie diese kosmische Wunderland ticken.

Kurz gesagt, ist hier, was wir wissen. Pluto ist ein kleiner Planet – 70 Prozent der Durchmesser des Mondes — in einer Schwerkraft Umarmung mit einem Mond Charon verschlossen etwa die Hälfte seiner Größe und ein Achtel seiner Masse. Es hat einen großen, felsigen Kern mit eine ähnliche elementare Zusammensetzung der Erde. Dieser Kern steckt in einem Mantel aus Wassereis, die wiederum mit einer Schicht aus volatiler Ices, einschließlich Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid beschichtet ist. Bei Temperaturen von Hölle zugefrorenen bis hin zu Mars-nie-sah-so-schönen ist jede dieser drei flüchtige ICES sublimieren, Ausfällen und über Plutos Oberfläche fließt. Das Ergebnis ist eine erstaunliche Vielfalt an Landschaften von gemusterten Ebenen bis alte, robuste Krater zu hoch aufragenden Bergen und vielleicht sogar Eis Vulkane.

"Das erstaunlichste ist wie geologisch vielfältig ist," Jeff Moore, Leiter der Geologie Geophysik Imaging Team für neue Horizonte und Erstautor auf dem Papier beschreibt Plutos Geologie, sagte Gizmodo. "Ich denke, die große Erkenntnis ist, dass Pluto wirklich in jeder Hinsicht unsere Erwartungen übertroffen hat."

Unter interessanten und geheimnisvollen geologischen Eigenschaften ist Sputnik Planum, eine 1000 Kilometer breit, Krater-freie Schüssel mit Eis befindet sich in der westlichen Lappen von Tombaugh Regio, besser bekannt als Plutos "Herz." Zeichnet sich durch seine blockartig, polygonale Struktur, Sputnik Planum scheint aktiv weiterentwickelt werden: wie Will Grundy der Lowell Sternwarte ausdrückte, "Es wird langsam umkippen wie ein Grollen Topf Haferflocken." Die Mechanismen hinter diesem eisigen Konvektion sind nicht bekannt, aber es ist wahrscheinlich auf eine Kombination von Wärme aus Plutos Interieur und Dichte Unterschiede zwischen Stickstoff Eis oben und unten aus Wassereis.

"Es ist eine ganze Menge messier als jemand vor ein paar Jahren hätte vorstellen können", sagte Grundy. Grundy ist Hauptautor auf ein neues Papier, das die Farben und Kompositionen der Oberfläche Ices über Pluto und Charon mit neuen Horizonten Ralph Instrument zugeordnet. "Wir haben auf der Erde, Wasser, das kann verdampfen, kondensieren, Schnee zu bilden, und so weiter. Wir haben nicht das Gespür für das was passiert, wenn Sie mehr als eine flüchtige haben. Pluto zeigt uns."

Es wird nicht weniger chaotisch, wenn wir in Plutos Atmosphäre, ~ 1500 Kilometer aufsteigen-hohe Blase aus Stickstoff und Methan. Dank einigen komplexen Photochemie, die mit Methan Blitzeinschlages UV-Licht beginnt, enthält Plutos Atmosphäre auch ein paar Brocken schwerer organischer Verbindungen, wie Acetylen, Ethylen und Ethan. Am Ende dieser Moleküle bilden rötliche Ruß-artigen Teilchen, genannt Tholine. Und als Tholine von schwachem Sonnenlicht getroffen sind, produzieren sie Dunst. Viel und viel, viel Dunst.

"Es ist eine ganze Menge messier als jemand vor ein paar Jahren hätte vorstellen können"

"Die Hazes waren erstaunlich," sagte Randy Gladstone, planetarische Wissenschaftler an der Southwest Research Institute und Hauptautor auf ein neues Papier beschreibt Plutos Atmosphäre, Gizmodo. "Am Anfang hatten wir keine Ahnung was ich davon halten."

In der Tat gibt es Dutzende verschiedene Dunst Schichten in den ersten 200 bis 300 Kilometern von Plutos Atmosphäre, und sie sind absolut atemberaubend. Aber wie genau werden sie gebildet? In seinem Vortrag Gladstone und seine Co-Autoren vorschlagen, dass die Hazes von Schwerewellen entstehen – nicht Gravitationswellen, aber Auftrieb Wellen in Plutos Atmosphäre, welche die Tholin Schwebeteilchen in horizontalen Schichten zu halten. Weitere Forschung wird benötigt, um diese Hypothese zu testen.

Eine weitere große Überraschung aus der Vorbeiflug neue Horizonte: die obere Atmosphäre ist viel kälter und Dichter als wir erwartet hatten. In der Tat wird es so kalt in sehr großen Höhen, denen Stickstoff-Gas beginnt zu begleichen, einen dünnen Furnier-Blatt von Methan Bürsten gegen den Rand des Weltraums zu verlassen.

"Wir waren erstaunt, als wir sahen, dass so wenig Stickstoff in der oberen Atmosphäre", sagt Gladstone. "Dies hat große Auswirkungen auf den Verlust der Atmosphäre Raum – es ist etwa einem Fünfzigstel was wir dachten es wäre."

Plutos Atmosphäre ist nicht fast so undicht, als wir zunächst dachten. Diese Entdeckung trägt auch aus Beobachtungen von den Raum-Umwelt, dieser Region wo entflohene Bits des Pluto interagieren mit Strömen von geladenen Teilchen von der Sonne "Wir dachten, es würde sein Material Ausgießen aus der Atmosphäre, was eine wirklich große Menge bedeuten würde, wo die Atmosphäre mit dem Sonnenwind interagiert" Fran Bagenal Labor von atmosphärischen und Space Physics , und führen Autor auf einem Papier beschreiben Plutos Raum Umwelt, sagte Gizmodo. "Dagegen ist die solar Wechselwirkungsregion recht klein."

"Ich denke, die große Erkenntnis ist, dass Pluto wirklich in jeder Hinsicht unsere Erwartungen übertroffen hat"

Plutos Raum Umwelt ist auch bemerkenswert sauber. "Wir gäbe es eine Menge Trümmer mit vier kleinen Monden plus Charon, dachten," sagte Bagenal. Aber New Horizon Staub Zähler fand einige streunende Teilchen seine schnellen Durchlauf durch das System. "Ich denke, was sagt uns wird erzeugt durch die Bildung der Monde Staub da abgeführt hat," fügte Bagenal.

Das, sagt uns wiederum, dass die epische Auswirkungen, die Pluto, Charon und ihre vier kleinen Satelliten erstellt stattfand, lange, lange her. Erfahren Sie mehr über diese gewalttätige Geschichte untersucht eine Abschlussarbeit Wissenschaft diese Satelliten im Detail.

Nix, Styx, Kerberos und Hydra sind die winzigen (> 50 km Durchmesser) und glänzenden Monden umkreist Pluto-Charon Binärsystem. "Die Monde haben eine anständige Zahl von Kratern, die ihrer Entstehung auf mindestens 4 Milliarden Jahre zurück zu schieben," sagte Bill McKinnon, Co-Autor auf der Baby-Mond-Studie, Gizmodo. Obwohl die Zusammensetzung der Monde noch nicht ermittelt worden, sind sie hell genug, dass wir sicher sein können, dass sie Eis gemacht sind. Wahrscheinlich sind sie Stücke von Plutos Außenhülle, die während der großen Smackdown abgerissen wurde.

Es gibt keine nette Art zu sagen: Plutos kleine Monde sind völlig whack. Sind sie sich weg drehen schneller als sie sein sollten und im verrückten Winkel wie Würfel in eine Pop-o-matic an ein Tilt-A-Whirl geschnallt. Wir haben keine Ahnung, warum.

"Wer weiß, was hier vor sich geht,", sagte McKinnon und fügte hinzu, dass während wir so etwas noch nie gesehen, es möglich ist, einige der größere Planeten in unserem Sonnensystem umkreisen erfassten Monde ebenso chaotisch sind. "Für Leute, die Dynamik zu lieben, ist dies einfach ein weiteres Beispiel für die Vielfalt der Natur."

Alle fünf der heute veröffentlichten Papiere geben uns Beobachtungen, von denen ich hier durch breezed habe. Zusammen repräsentieren sie eine eindrucksvolle Synthese von Monate im Wert von Daten, die von New Horizons über das Deep Space Network downlinked worden ist. Es ist unglaublich, dass mehr als die Hälfte die Daten aus der Pluto-Vorbeiflug auf ein Raumschiff, das Segeln noch tiefer und tiefer in den Kuiper-Gürtel, und, dass wir es alle wieder für weitere acht Monate nicht zu denken. Die Daten zu kommen wird nicht viel ändern, die Geschichte, aber es hilft Fleisch Details.

Der nächste große Schritt für den neuen Horizont Wissenschaftsteam ist, über das was und anfangen zu Fragen, warum. Denn wie ich bereits eingangs sagte, trotz aller Beobachtungen wir über Pluto gemacht haben, wissen wir sehr wenig. Genau wie waren Plutos Badlands, Berge und Täler geschaffen und entwickelt, wie schnell sie sind? Welche Prozesse Plutos Oberfläche neu gestalten – ist alles nur eine Frage des Sonnenlichts sublimieren Eis oder Wärme aus dem inneren spielt eine Rolle? Warum ist Pluto so gut an, seine Atmosphäre und wie interagiert die Atmosphäre mit dem Boden? Wie sah Pluto und Charon wie in der Vergangenheit, und wie haben sie sich verändert?

Wir sind gerade am Anfang, diese Fragen zu beantworten, aber das ist okay. In der Tat ist es besser als Okay. Es bedeutet, dass die besten Entdeckungen noch vor uns.