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Nouvelles perspectives sur le comportement de l'atmosphère de Pluton

Des observations récentes montrent de nouvelles découvertes sur l'atmosphère de Pluton et les variations de pression.

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En 2019 et 2020, des scientifiques ont observé des occultations stellaires causées par Pluton, ce qui les a aidés à étudier son atmosphère. Pendant ces événements, Pluton est passé devant des étoiles lointaines, et en mesurant comment la lumière de ces étoiles changeait, les chercheurs pouvaient en apprendre sur la pression et la composition de l'atmosphère de Pluton.

Le premier événement significatif a eu lieu le 5 septembre 2019. Deux stations d'observation ont réussi à détecter les changements de lumière lorsque Pluton a bloqué les étoiles. À partir de ces données, les scientifiques ont calculé une pression de surface pour l'atmosphère de Pluton.

Pour garantir des comparaisons précises avec les mesures passées, les chercheurs ont également examiné des données de deux autres événements : un du 15 août 2018 et un autre du 17 juillet 2019. L'analyse de ces événements a mis en lumière différentes méthodes qui ont conduit à certaines incohérences dans les études précédentes. En réanalysant les données, ils voulaient créer une image plus claire de comment la Pression atmosphérique de Pluton a changé depuis 2015.

Les résultats révèlent des opinions contrastées sur les variations de pression atmosphérique de Pluton au fil des ans. Certaines études indiquaient une chute rapide de pression entre 2018 et 2019, tandis que d'autres suggéraient que la pression s'était stabilisée autour de la même période jusqu'à mi-2020. Les résultats de l'événement du 5 septembre correspondaient bien aux mesures précédentes de 2016, 2018 et 2020, soutenant l'idée que la pression était restée relativement stable.

Cependant, d'autres événements du 4 juin 2011 et du 17 juillet 2019 laissaient entendre que les changements de pression pourraient ne pas suivre les schémas attendus suggérés par les modèles précédents. Ces variations de pression, décrites comme en forme de V, soulevaient des questions sur l'efficacité du modèle de transport des volatils qui tente d'expliquer le comportement de l'atmosphère de Pluton. En raison de la nature de l'événement de juillet 2019, les chercheurs ont souligné que les résultats pourraient ne pas être fiables à cause de la manière dont les mesures ont été prises.

Pour surveiller l'atmosphère de Pluton de manière complète, les scientifiques ont plaidé pour la nécessité d'observations continues. En combinant différentes Techniques d'observation, y compris la spectroscopie et la photométrie, les chercheurs cherchent à comprendre à la fois les changements à court terme et à long terme dans l'atmosphère et la surface de Pluton.

L'atmosphère de Pluton a été identifiée pour la première fois lors d'une Occultation stellaire en 1985. Depuis, ces occultations sont devenues cruciales pour étudier la structure et la composition de l'atmosphère de Pluton. Un examen des observations de 1988 à 2016 a montré une augmentation constante de la pression atmosphérique, attribuée à des changements saisonniers et aux effets du rayonnement solaire sur les glaces de surface.

Le modèle de transport des volatils (VTM) développé par les chercheurs aide à expliquer comment ces changements atmosphériques se produisent au fil du temps. Ce modèle prédit que la pression atmosphérique de Pluton atteindrait son niveau le plus élevé autour de 2020, coïncidant avec la progression de l'été dans l'hémisphère nord de Pluton. L'exposition de certaines régions de Pluton à la lumière du soleil provoque la sublimation des glaces à sa surface, libérant des gaz dans l'atmosphère et augmentant la pression.

Le modèle suggère également qu'une fois que la pression atteint son pic, elle devrait probablement diminuer car Pluton s'éloigne du soleil et entre dans une phase d'hiver dans l'hémisphère nord. Cela a été confirmé par des études récentes qui suggèrent que Pluton est en phase de plateau depuis 2015, ce qui s'aligne avec les prévisions du VTM.

Néanmoins, certaines études ont détecté des chutes de pression significatives dans les années précédant 2020. Par exemple, une équipe a observé une baisse substantielle de la pression entre 2016 et 2019. Cependant, le bruit dans les données d'observation a rendu difficile la confirmation précise de ces affirmations.

La nécessité de plus d'observations d'occultation stellaire a été soulignée pour mieux comprendre les changements de comportement notables dans l'atmosphère de Pluton pendant ces années. Différentes équipes de recherche ont abordé les mesures avec des méthodes variées, mettant en avant l'importance de comparer les résultats pour avoir plus de confiance dans les conclusions.

L'événement du 5 septembre 2019 a fourni des données précieuses sur la pression de surface de Pluton. Les chercheurs ont également examiné les données des mesures antérieures pour assurer la cohérence. Cette vue d'ensemble a montré que, bien que le VTM reste un bon guide pour le comportement atmosphérique de Pluton, des variations de pression inattendues ont également été observées, suggérant qu'il y avait des facteurs influençant les changements atmosphériques qui n'étaient pas pris en compte dans les modèles précédents.

En plus d'étudier la pression atmosphérique, les scientifiques ont noté l'importance de suivre les changements de glace de surface sur Pluton, qui peuvent affecter l'atmosphère alors que les deux interagissent. Des observations sur plusieurs années ont révélé des changements à court terme dans la composition de la surface dus à des influences environnementales.

Pour recueillir ces informations cruciales, les chercheurs ont appelé à un suivi continu de Pluton à travers diverses méthodes d'observation. Une telle collecte de données aiderait à mieux éclairer la relation entre les changements dans l'atmosphère et la surface au fil du temps.

Les efforts des astronomes amateurs ont également été significatifs dans cette recherche. Leurs contributions, aux côtés de celles des scientifiques professionnels, ont permis de collecter diverses données d'observation pour améliorer notre compréhension de l'atmosphère de Pluton.

En résumé, les observations de 2019 et 2020 ont offert une vue plus claire des changements atmosphériques de Pluton et des variations de pression qu'elle a connues au fil du temps. Alors que des modèles comme le VTM fournissent un cadre pour comprendre, d'autres études sont nécessaires pour saisir toutes les complexités des interactions entre l'atmosphère de Pluton et sa surface. Des efforts continus dans les observations d'occultation stellaire, avec des techniques d'observation combinées, aideront à construire une image plus complète de ces changements à l'avenir.

Source originale

Titre: Reconciling results of 2019 and 2020 stellar occultations on Pluto's atmosphere. New constraints from both the 5 September 2019 event and consistency analysis

Résumé: A stellar occultation by Pluto on 5 September 2019 yielded positive detections at two separate stations. Using an approach consistent with comparable studies, we derived a surface pressure of $11.478 \pm 0.55~\mathrm{\mu bar}$ for Pluto's atmosphere from the observations of this event. In addition, to avoid potential method inconsistancies highlighted by Sicardy et al. when comparing with historical pressure measurements, we reanalyzed the data by 15 August 2018 and 17 July 2019 events, respectively. All the new measurements provide a bridge between the two different perspectives on the pressure variation since 2015: a rapid pressure drop from previous studies of the 15 August 2018 and 17 July 2019 events and a plateau phase from that of the 6 June 2020 event. The pressure measurement from the 5 September 2019 event aligns with those from 2016, 2018, and 2020, supporting the latter perspective. While the measurements from the 4 June 2011 and 17 July 2019 events suggest probable V-shaped pressure variations unaccounted for by the volatile transport model (VTM) from Meza et al., the VTM remains applicable on average. And, the validity of the V-shaped variations is debatable due to the stellar faintness of the 4 June 2011 event and the grazing single-chord geometry of the 17 July 2019 event. To reveal and understand all significant pressure variations of Pluto's atmosphere, it is essential to provide constraints on both short-term and long-term evolutions of the interacting atmosphere and surface by continuous pressure monitoring through occultation observations, whenever possible, complemented by frequent spectroscopy and photometry of the surface.

Auteurs: Ye Yuan, Fan Li, Yanning Fu, Jian Chen, Wei Tan, Shuai Zhang, Wei Zhang, Chen Zhang, Qiang Zhang, Jiahui Ye, Delai Li, Yijing Zhu, Zhensen Fu, Ansheng Zhu, Yue Chen, Jun Xu, Yang Zhang

Dernière mise à jour: 2023-11-05 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2309.14724

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.14724

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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