Сердце Плутона управляет его атмосферной циркуляцией

В 2015 году зонд НАСА «Новые Горизонты» обнаружил на поверхности Плутона обширный участок из замороженного азота в форме сердца, который получил название Область Томбо в честь первооткрывателя планеты. Новое исследование показывает, что «ледяное сердце» Плутона управляет его атмосферной циркуляцией и влияет на разнообразие ландшафта.

Азот — присутствующий также в атмосфере Земли — составляет большую часть разреженной атмосферы Плутона. Слой поверхностного азотного льда Области Томбо, диаметр которой 2300 км, в течение дня нагревается и превращается в пар. В ночное время пар конденсируется и снова переходит в лед. Эта последовательность переходов похожа на сердцебиение.

Азотный лед преимущественно содержится в левой половине «сердца» протяженностью 1000 км, в глубоком бассейне под названием Равнина Спутника. Правая половина включает высокогорья и богатые азотом ледники.

Планетолог Танги Бертран из Исследовательского центра Эймса в Калифорнии и его коллеги использовали данные «Новых Горизонтов», чтобы отобразить топографию Плутона и его слои азотного льда. Затем они смоделировали азотный цикл с применением погодной модели и вывели схему движения ветров.

Согласно полученным результатам, по мере того как азот в Области Томбо испаряется на севере и становится льдом на юге, его движение задает направление ветров на Плутоне. Большую часть года ветры выше 4 км дуют на запад — в направлении, противоположном направлению вращения Плутона вокруг своей оси. Это явление называется ретроградным вращением. Ни в одном другом мире Солнечной системы нет такой атмосферы, кроме, может быть, Тритона, луны Нептуна.

Исследователи также обнаружили быстрое приповерхностное течение вдоль западной границы Равнины Спутника, подобное азиатскому течению Куросио на Земле. Атмосферный азот, конденсирующийся в лед, управляет этим ветровым паттерном. Высокие скалы Равнины Спутника удерживают холодный воздух внутри бассейна, где он циркулирует и усиливается по мере прохождения через западный регион.

Обнаруженные ветровые паттерны, управляемые «сердцем» Плутона, могут объяснить, почему на западе Равнины Спутника находятся темные участки и ветровые полосы. Ветры могут переносить тепло, которое нагревает поверхность, или затемнять лед и вызывать его таяние, перенося и осаждая частицы тумана.

По словам Бертрана, Равнина Спутника может быть столь же важна для климата Плутона, как океан для нашего климата. Изучая атмосферу Плутона, ученые получают возможность проводить сравнения далекой карликовой планеты с Землей.

Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research.