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# Fisica# Astrofisica terrestre e planetaria

Nuove intuizioni sul comportamento atmosferico di Plutone

Osservazioni recenti rivelano nuove scoperte sulla atmosfera di Plutone e i cambiamenti di pressione.

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L'atmosfera di PlutoneL'atmosfera di Plutonesvelataatmosferici complessi su Plutone.Nuovi dati rivelano cambiamenti
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Nel 2019 e 2020, gli scienziati hanno osservato occultazioni stellari causate da Plutone, che li hanno aiutati a studiare la sua atmosfera. Durante questi eventi, Plutone è passato davanti a stelle lontane e misurando come la luce di queste stelle cambiava, i ricercatori potevano capire la pressione e la composizione dell'atmosfera di Plutone.

Il primo evento significativo è avvenuto il 5 settembre 2019. Due stazioni di osservazione hanno rilevato con successo i cambiamenti di luce mentre Plutone bloccava le stelle. Da questi dati, gli scienziati hanno calcolato una pressione superficiale per l'atmosfera di Plutone basata sulle osservazioni.

Per assicurarsi confronti accurati con misurazioni passate, i ricercatori hanno anche esaminato i dati di altri due eventi-uno del 15 agosto 2018 e un altro del 17 luglio 2019. Analizzando questi eventi, sono emersi diversi metodi che hanno portato a qualche incoerenza negli studi precedenti. Rianalizzando i dati, volevano creare un quadro più chiaro di come la Pressione atmosferica di Plutone sia cambiata dal 2015.

I risultati rivelano opinioni contrastanti sui cambiamenti di pressione atmosferica di Plutone nel corso degli anni. Alcuni studi indicavano un rapido calo della pressione tra il 2018 e il 2019, mentre altri suggerivano che la pressione si fosse stabilizzata intorno allo stesso periodo fino a metà 2020. I risultati dell'evento del 5 settembre si sono ben adattati alle misurazioni precedenti del 2016, 2018 e 2020, sostenendo l'idea che la pressione fosse rimasta relativamente stabile.

Tuttavia, altri eventi del 4 giugno 2011 e del 17 luglio 2019 hanno implicato che i cambiamenti di pressione potrebbero non seguire i modelli previsti suggeriti da studi precedenti. Queste variazioni di pressione, descritte come a forma di V, hanno sollevato domande sull'efficacia del modello di trasporto volatile che cerca di spiegare il comportamento dell'atmosfera di Plutone. A causa della natura dell'evento di luglio 2019, i ricercatori hanno sottolineato che i risultati potrebbero non essere affidabili a causa di come sono state effettuate le misurazioni.

Per monitorare in modo completo l'atmosfera di Plutone, gli scienziati hanno sostenuto la necessità di osservazioni continue. Combinando diverse Tecniche osservative, inclusi spettroscopia e fotometria, i ricercatori cercano di capire sia i cambiamenti a breve che a lungo termine nell'atmosfera e sulla superficie di Plutone.

L'atmosfera di Plutone è stata identificata per la prima volta durante un'Occultazione stellare nel 1985. Da allora, queste occultazioni sono diventate cruciali per studiare la struttura e la composizione dell'atmosfera di Plutone. Una revisione delle osservazioni dal 1988 al 2016 ha mostrato un aumento costante della pressione atmosferica, attribuito ai cambiamenti stagionali e agli effetti della radiazione solare sulle ices della superficie.

Il modello di trasporto volatile (VTM) sviluppato dai ricercatori aiuta a spiegare come questi cambiamenti atmosferici avvengano nel tempo. Questo modello prevede che la pressione atmosferica di Plutone raggiunga il suo livello massimo intorno al 2020, in concomitanza con il progredire dell'estate nell'emisfero nord di Plutone. L'esposizione di determinate aree di Plutone alla luce solare causa la sublimazione delle ices sulla sua superficie, rilasciando gas nell'atmosfera che aumenta la pressione.

Il modello suggerisce anche che una volta raggiunto il picco di pressione, questa potrebbe diminuire a causa del fatto che Plutone si allontana dal Sole e entra in una fase invernale nell'emisfero nord. Questo è stato confermato da studi recenti che suggeriscono che Plutone si trovi in una fase di plateau dal 2015, in linea con le previsioni del VTM.

Tuttavia, alcuni studi hanno rilevato significativi cali di pressione negli anni che hanno preceduto il 2020. Ad esempio, un team ha notato una notevole diminuzione della pressione tra il 2016 e il 2019. Tuttavia, il rumore nei dati osservativi ha reso difficile confermare con precisione queste affermazioni.

È stata sottolineata la necessità di ulteriori osservazioni di occultazioni stellari per comprendere meglio eventuali cambiamenti di comportamento evidenti nell'atmosfera di Plutone durante questi anni. Diversi gruppi di ricerca hanno affrontato le misurazioni con metodi variabili, sottolineando l'importanza di confrontare i risultati per avere maggiore fiducia nelle scoperte.

L'evento del 5 settembre 2019 ha fornito dati preziosi sulla pressione superficiale di Plutone. I ricercatori hanno anche esaminato i dati di misurazioni precedenti per garantire coerenza. Questa visione complessiva ha mostrato che mentre il VTM rimaneva una buona guida per il comportamento atmosferico di Plutone, sono state osservate anche variazioni di pressione inaspettate, suggerendo che c'erano fattori che influenzavano i cambiamenti atmosferici non considerati nei modelli precedenti.

Oltre a studiare la pressione atmosferica, gli scienziati hanno notato l'importanza di monitorare i cambiamenti delle ices sulla superficie di Plutone, che potrebbero influenzare l'atmosfera mentre i due interagiscono. Osservazioni nel corso di diversi anni hanno rivelato alcuni cambiamenti a breve termine nella composizione superficiale a causa di influenze ambientali.

Per raccogliere queste informazioni cruciali, i ricercatori hanno chiesto un monitoraggio continuo di Plutone attraverso vari metodi osservativi. Tale raccolta di dati chiarirebbe meglio la relazione tra i cambiamenti nell'atmosfera e la superficie nel tempo.

Gli sforzi degli astronomi amatoriali sono stati anche significativi in questa ricerca. I loro contributi, insieme a quelli degli scienziati professionisti, hanno reso possibile la raccolta di vari dati osservativi per migliorare la nostra comprensione dell'atmosfera di Plutone.

In sintesi, le osservazioni del 2019 e 2020 hanno fornito una visione più chiara dei cambiamenti atmosferici di Plutone e delle variazioni di pressione che ha sperimentato nel tempo. Sebbene modelli come il VTM forniscano una cornice per comprendere, sono necessari ulteriori studi per catturare le complessità complete dell'atmosfera di Plutone e delle interazioni sulla superficie. Sforzi continui nelle osservazioni di occultazioni stellari, insieme a tecniche di osservazione combinate, aiuteranno a costruire un quadro più completo di questi cambiamenti in futuro.

Fonte originale

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

Estratto: 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.

Autori: 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

Ultimo aggiornamento: 2023-11-05 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2309.14724

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

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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