Плутон продолжает удивлять: новые данные телескопа JWST раскрывают тайны его атмосферы

Астрономы, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), вновь изучили далёкие окраины нашей Солнечной системы — и обнаружили, что Плутон, как и прежде, преподносит сюрпризы.

Когда зонд NASA «Новые горизонты» пролетел мимо Плутона в 2015 году, он разрушил представление о том, что это просто замёрзший безжизненный шар. Вместо этого аппарат обнаружил богатый мир с ледяными равнинами и острыми горами. Но самым неожиданным оказалось то, что скрывалось над его поверхностью: голубоватая многослойная дымка, окутывающая небо карликовой планеты и простирающаяся на высоту более 300 километров — гораздо выше и сложнее, чем предполагали учёные.

Теперь, почти десятилетие спустя, новые данные JWST подтвердили: дымка Плутона — не просто визуальная аномалия, она играет ключевую роль в формировании его климата.

«Это уникальное явление в Солнечной системе, — говорит Танги Бертран, астроном из Парижской обсерватории, руководивший исследованием. — Можно сказать, это совершенно новый тип климата».

Результаты исследования, опубликованные 2 июня в журнале Nature Astronomy, указывают на то, что аналогичные процессы могут происходить и на других покрытых дымкой мирах, а также дают подсказки о климате ранней Земли.

Разгадка тайны дымки

Высокогорная дымка Плутона состоит из сложных органических молекул, образующихся под действием солнечного света из метана и азота. В 2017 году впервые была выдвинута гипотеза, что эти частицы могут влиять на климат планеты. Компьютерные модели показали, что они поглощают солнечный свет днём и выделяют его ночью в виде инфракрасного излучения, охлаждая атмосферу эффективнее, чем это делают одни лишь газы. Это также может объяснить, почему верхние слои атмосферы Плутона достигают температуры -203°C — на 30 градусов холоднее, чем ожидалось.

Однако долгое время проверить эту теорию было сложно. Главной проблемой оказался Харон — крупный спутник Плутона, который вращается так близко, что их тепловые сигналы в данных телескопов часто перекрываются. «Мы не могли понять, какая часть сигнала исходит от Харона, а какая — от дымки Плутона», — пояснил Бертран.

В 2017 году учёные предсказали, что дымка Плутона должна делать его необычно ярким в среднем инфракрасном диапазоне. Проверить это удалось лишь в 2022 году, когда мощные инструменты JWST наконец смогли разделить сигналы двух объектов. И действительно, слабое инфракрасное свечение дымки Плутона совпало с прогнозами.

«В планетологии редко удаётся так быстро подтвердить гипотезу — всего за несколько лет, — сказал Си Чжан, планетолог из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, руководивший исследованием 2017 года. — Поэтому мы чувствуем себя счастливчиками и очень взволнованы».

Бертран отметил, что эти открытия позволяют предположить существование похожего «дымкового» климата на других телах, например, на Тритоне (спутнике Нептуна) или Титане (спутнике Сатурна).

Более того, возможно, что и ранняя Земля была похожа на Плутон. До того, как кислород изменил нашу атмосферу, планету могла окутывать дымка из органических частиц, которая стабилизировала температуру и способствовала зарождению жизни.

«Изучая дымку и химию Плутона, мы можем получить новые подсказки о том, какие условия сделали раннюю Землю пригодной для жизни», — сказал Чжан.