もやに起因する冥王星の予想外に冷たい雰囲気

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ビデオ: 宇宙の大きさは有限でそこには壁がある 2022, 12月
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Anonim
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アメリカの科学者たちは、冥王星の大気は、その中に散乱した窒素とメタン分子の赤外線放射のために冷えていて、青みがかった霞を形成していると示唆しています。これは、ニューホライズンズプローブによって取得されたデータを説明しています。記事はNatureに掲載されました。

冥王星は冷たくぼんやりとした雰囲気があります。それは、背景の星の報道を観察している間に、1985年に最初に発見されました。 2015年7月、冥王星は、準惑星を初めて間近で探索したニューホライズンズ探査機から接近しました。特に、収集されたデータは、冥王星の大気が多層であり、写真に見られる青みがかった霞を形成する窒素やメタンなどの揮発性物質を含んでいることを示しました。また、当時の理論モデルよりもはるかに寒いことが判明しました。これは、大気を冷却するための説明されていないメカニズムがあることを意味します。

科学者たちはすでにこの矛盾を説明しようとしています。たとえば、大気ガスの分子(たとえば、水蒸気)による熱の吸収と、それに続く宇宙への放出によって、追加の冷却が発生すると想定されていました。ただし、このためには、水蒸気は熱力学的平衡状態と比較して非常に強く過冷却されている必要があり(数桁)、そのような説明はありそうにありません。

この記事では、XiZhangが率いる科学者のチームが新しい冷却メカニズムを提案しました。ヘイズ粒子も熱を吸収し、赤外線範囲で放出して大気を冷却できることを考慮に入れています。実際、タイタンの大気や木星の成層圏でも同様の現象が見られましたが、この影響はそれほど強くありませんでした。

一方、冥王星の霞は窒素とメタンの分子が豊富で、冷却への寄与が顕著になります。科学者たちは、粒子の濃度に関する既知のデータを使用して、大気の温度が高さにどのように依存するかを数値的に計算しました(木星の大気の研究に関する記事と同じ方法で)。高高度では、冥王星の大気はニューホライズンズのデータ​​と一致する約70ケルビン(摂氏マイナス203度)の温度に冷却されることが判明しました。この数値は、ヘイズ。

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粒子分布と温度対高度。黒はニューホライズンズによって収集されたデータを示し、赤はこの記事の結果を示します

さらに、冥王星の放射スペクトルは、準惑星の表面温度と等しい表面温度を持つ黒体の放射スペクトルに対応する必要があると想定されています。しかし、科学者の計算によると、実際には赤外線範囲(20マイクロメートル未満の波長)では、冥王星は素朴なモデルが予測するよりも数桁明るく見えるはずです。現在、この仮定を検証することは困難です。たとえば、スピッツァー赤外線望遠鏡は、20マイクロメートルを超える長さの波しか記録できません。ただし、2019年春に打ち上げられるジェームズウェッブ望遠鏡は、0.6〜28マイクロメートルの範囲を持ち、天文学者の仮定を確認または否定することができます。

ニューホライズンズのミッションで冥王星について科学者が学んだことは、私たちの資料で読むことができます。ギャラリーで準惑星の表面の画像を見ることができます。さらに、NASAは最近冥王星とカロンのツアーを実施しました。

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