Bumi dan Pluto tidak mempunyai banyak persamaan. Bumi adalah dunia yang hidup dan hidup, sedangkan Pluto sejuk, jauh dan tidak bernyawa. Tetapi satu persamaan yang mereka ada ialah nitrogen. Atmosfera bumi kira-kira 78% nitrogen, dan unsur atmosfera utama Pluto juga nitrogen, walaupun peratusan yang tepat tidak jelas.
Di Pluto, di mana suhu permukaan sekitar 42 Kelvin (-231 Celsius) sebahagian besar nitrogen itu membeku. Satu kajian baru mengatakan bahawa nitrogen beku Pluto mendorong angin planet ini, dan membentuk permukaan ciri-cirinya.
Sebelum kapal angkasa New Horizons NASA tiba di Pluto, kami tidak tahu banyak mengenai planet ini atau ciri permukaannya. Semasa kapal angkasa tiba pada bulan Julai 2015, kami semua terkejut apabila mendapati Pluto adalah tempat yang jauh lebih aktif daripada yang kami sangka. Ia juga ketika pertama kali kita melihat Tombaugh Regio, kawasan besar dan berwarna terang di permukaan planet ini.
Tombaugh Regio adalah tempat yang sangat aneh, bagi mata manusia. Ia memiliki dua lobus besar yang membuatnya seperti jantung, dan ahli astronomi kadang-kadang menyebutnya sebagai "Jantung Pluto." Lobus barat disebut Sputnik Planitia, dan ia memiliki pergunungan setinggi 6200 meter (Tenzing Montes, dulunya Norgay Montes) yang terbuat dari ais air, dan dataran luas yang diliputi es nitrogen.
Sebuah makalah baru mengatakan bahawa deposit nitrogen yang besar di Sputnik Planitia mendorong angin Pluto, dan membentuk permukaan planet. Makalah ini bertajuk "Jantung berdebar Pluto mengatur peredaran atmosfera: hasil dari resolusi tinggi dan simulasi iklim berangka tahun." Ia diterbitkan dalam Journal of Geophysical Research. Penulis utama adalah Tanguy Bertrand, ahli astrofizik dan saintis planet di Pusat Penyelidikan Ames NASA.
"Pluto mempunyai beberapa misteri untuk semua orang."
Tanguy Bertrand, Pengarang Utama, Pusat Penyelidikan Ames
Sebilangan besar atmosfer tipis Pluto adalah nitrogen, dan terdapat juga sejumlah kecil karbon dioksida dan metana. Sebilangan besar nitrogen beku duduk di Sputnik Planitia, dan pada siang hari, suhu meningkat cukup untuk menyuburkannya, mengubahnya menjadi wap. Pada waktu malam, prosesnya terbalik, dan nitrogen membeku lagi, jatuh ke permukaan. Setiap kali kitaran berulang, ia bertindak seperti pam, atau "degupan jantung", mengepam angin nitrogen di sekitar planet ini.
Angin itu mengalir ke arah yang berlawanan dari putaran planet, dan mungkin bertanggungjawab terhadap ciri permukaan yang tidak biasa di planet ini. Oleh kerana angin yang tipis dan kaya dengan nitrogen bertiup di sepanjang permukaan, ia mengangkut haba, butiran ais dan zarah jerebu untuk mewujudkan garis angin gelap dan dataran di seluruh wilayah utara dan barat laut.
"Ini menyoroti fakta bahawa atmosfer dan angin Pluto - walaupun ketumpatan atmosfera sangat rendah - dapat mempengaruhi permukaan," kata Tanguy Bertrand, seorang ahli astrofizik dan saintis planet di Pusat Penyelidikan Ames NASA di California dan penulis utama kajian.
Wilayah Sputnik Planitia, atau lobus kiri jantung Pluto, ketinggiannya lebih rendah daripada planet lain, dan ia mempunyai sebahagian besar nitrogen. Sputnik Planitia adalah lapisan ais sepanjang 1.000 kilometer (620 batu) yang terletak di lembangan dalam sepanjang 3 kilometer (1.9 batu). Lobus kanan kebanyakannya adalah glasier dataran tinggi dan nitrogen.
"Sebelum New Horizons, semua orang menyangka Pluto akan menjadi bola jaring - benar-benar rata, hampir tidak ada kepelbagaian," kata Bertrand dalam siaran pers. "Tetapi ia sama sekali berbeza. Ia mempunyai banyak pemandangan yang berbeza dan kami berusaha memahami apa yang berlaku di sana. "
Untuk menggambarkan suasana Pluto sebagai tipis adalah pernyataan yang meremehkan. Lebih kurang 100,000 kali lebih nipis daripada Bumi. Jadi bagaimana angin dalam suasana yang nipis membentuk lanskap?
Pasukan Bertrand mengambil data dari flyby New Horizons Pluto, dan kemudian membuat model ramalan cuaca untuk mensimulasikan angin nitrogen.
Pasukan mendapati angin yang bertiup di atas 4 km (2.5 batu) bertiup ke arah barat, yang berada di arah yang berlawanan dengan putaran Pluto. Apabila nitrogen beku di Tombaugh Regio menyerap menjadi wap di utara, kemudian menjadi ais lagi di selatan, pergerakan itu mencetuskan angin ke arah barat. Keadaan ini mungkin unik di Sistem Suria kita, kecuali kemungkinan Triton, bulan Neptunus.
Para penyelidik mendapati arus angin yang lain juga. Yang ini adalah angin yang kuat dan bergerak pantas dekat dengan permukaan. Ia bertiup di sepanjang pinggir barat lembangan Sputnik Planitia. Terdapat corak angin serupa di Bumi, yang mengikuti kontur lanskap.
Angin didorong oleh wap nitrogen yang mengembun kembali ke dalam ais, menurut kajian itu. Tebing tinggi Sputnik Planitia menangkap udara sejuk di dalam lembangan. Semasa ia beredar di sana, ia menjadi lebih kuat.
Sekiranya degupan jantung nitrogen Pluto mendorong angin ini, mereka mungkin menerangkan garis angin dan dataran gelap di sebelah barat Sputnik Planitia. Sekiranya angin membawa cukup panas untuk memanaskan permukaan, itu boleh menyebabkan lekukan dan dataran. Atau boleh mendapan zarah jerebu, yang dapat menggelapkan dan menghakis ais. Dan jika angin bertiup ke arah yang berlawanan - yang bermaksud dalam arah yang sama dengan putaran Pluto - pemandangannya mungkin sangat berbeza.
"Sputnik Planitia mungkin sama pentingnya untuk iklim Pluto seperti lautan untuk iklim Bumi," kata Bertrand. "Sekiranya anda membuang Sputnik Planitia - jika anda membuang jantung Pluto - anda tidak akan mempunyai peredaran yang sama," tambahnya.
Ciri yang paling "terkenal" di Pluto mungkin adalah kawasan bilah. Medan bilah adalah bidang berbentuk bangunan berukuran pencakar langit, bergerigi yang terbuat dari es metana. Mereka dijumpai di tempat tinggi berhampiran khatulistiwa. Mungkinkah mereka adalah artifak jantung nitrogen berdenyut Pluto?
Dalam makalah mereka, para penyelidik mengatakan "... dalam tempoh pengumpulan khatulistiwa ais CH4 (metana), putaran retro dan suntikan udara kaya N2 yang sejuk dari Sputnik Planitia dapat mengangkut dan mendorong CH4 gas ke arah barat, sehingga ia menyukai pengumpulan ais CH4 di garis bujur paling barat (iaitu di timur Sputnik Planitia) yang membawa kepada pembentukan Terrain Bladed di sana. "
Mereka juga mengatakan "... rabung (" bilah ") dari deposit Bladed Terrain menunjukkan orientasi N-S yang dominan, yang juga dapat berasal sebagian dari rezim peredaran atmosfera yang aneh ini."
Buat masa ini, nampaknya tidak pasti apakah angin nitrogen ini boleh menyebabkan kawasan bilah. Tetapi pasukan itu berhasrat untuk mencuba dan mengetahui. "Di masa depan, kami merancang untuk meneroka lebih jauh idea-idea ini dan menyelidiki proses yang membawa kepada asimetri membujur dan formasi geologi yang pelik ini, dengan menggunakan simulasi GCM jangka panjang beresolusi tinggi."
Sebagai kesimpulannya, penulis mengatakan, "Karya kami mengesahkan bahawa walaupun permukaan beku dan suasana yang lemah, iklim Pluto sangat aktif." Jauh lebih aktif daripada yang mungkin difikirkan oleh orang lain.
New Horizons tidak dapat memasuki orbit di sekitar Pluto. Itu sukar dilakukan, dan itu tidak pernah menjadi misinya. NASA sedang mempertimbangkan pengorbit Pluto di masa depan, tetapi sementara itu, semua yang kita pelajari mengenai planet kerdil yang dingin, kita pelajari dari satu-satu fly-by. Walaupun begitu, kami cukup belajar untuk tertarik, dan ingin mengetahui lebih banyak mengenai dunia misteri yang menarik ini.
"Pluto mempunyai beberapa misteri untuk semua orang," kata Bertrand.
Lagi:
- Siaran Akhbar: PLUTO'S ICY HEART MEMBUAT ANGIN
- Kertas Penyelidikan: Jantung berdebar Pluto mengatur peredaran 2 atmosfera: hasil dari resolusi tinggi dan 3 simulasi iklim berangka tahun
- Space Magazine: NASA Sekarang Menimbangkan Misi Orbiter Pluto
