الغلاف الجوي على سطح كوكب بلوتو وأقماره

ما هي أهم المعلومات عن الغلاف الجوي لكوكب بلوتو؟

على الرغم من أن اكتشاف جليد الميثان على سطح بلوتو في سبعينيات القرن الماضي أعطى العلماء الثقة في أن الجسم يمتلك غلافاً جوياً، إلا أن المراقبة المباشرة له يجب أن تنتظر حتى العقد القادم، وتم اكتشاف غلافه الجوي في عام 1988 عندما مر بلوتو أمام نجماً كما لوحظ من الأرض.

نظراً لأن الغلاف الجوي لبلوتو يجب أن يتكون من أبخرة في حالة توازن مع جليدها، فإن التغيرات الصغيرة في درجة الحرارة يجب أن يكون لها تأثير كبير على كمية الغاز في الغلاف الجوي، وخلال السنوات المحيطة بحضيض كوكب بلوتو في عام 1989 عندما كان بلوتو أقل برودة بقليل من المتوسط، تبخر المزيد من غازاته المجمدة، حيث كان الغلاف الجوي في ذلك الوقت عند أو بالقرب من ذروته، مما جعله وقتاً مناسباً لدراسة الجسم.

قدر علماء الفلك في عام 2000 ضغطاً سطحياً يتراوح بين بضع عشرات إلى عدة عشرات من الميكروبارات في الأوج عندما يتلقى بلوتو أقل قدر من ضوء الشمس، قد لا يمكن اكتشاف غلافه الجوي على الإطلاق.

أظهرت الملاحظات التي تم إجراؤها أثناء عمليات الاختفاء أن النيتروجين هو الغاز الأساسي في الغلاف الجوي للبلوتون، والذي يحتوي أيضاً على كميات صغيرة من الميثان وأول أكسيد الكربون وسيانيد الهيدروجين، (النيتروجين هو أيضاً المكون الرئيسي للأجواء لكل من ترايتون وزحل وأكبر قمر صناعي مثل تيتان وكذلك للأرض)، أثناء تحليقها حددت نيو هورايزونز ضغط السطح ليكون 10 ميكروبارات ووجدت الأسيتيلين والإيثيلين والإيثان في الجو.

إن درجة الحرارة بالقرب من السطح هي 45 كلفن (−228 درجة مئوية أو 379 درجة فهرنهايت)، تُرى طبقات الضباب حتى ارتفاع 200 كيلومتر (120 ميلاً)، كما يمتد الغلاف الجوي العلوي بشكل كبير، حيث يصل ارتفاعه إلى 1800 كيلومتر (1100 ميل) من السطح وهو بارد جداً، مما يمنع النيتروجين من الهروب إلى الفضاء.

جيولوجية السطح الداخلية لكوكب بلوتو:

لاحظت نيو هورايزونز نصف كرة بلوتو واحد فقط، حيث يهيمن (Tombaugh Regio) على نصف الكرة الأرضية وهو سهل أبيض على شكل قلب، والنصف الغربي من (Tombaugh Regio) هو (Sputnik Planitia)، وهو سهل سلس من جليد النيتروجين دون حفر تأثير، يُظهر عدم وجود الحفر أن (Sputnik Planitia) وهي ميزة حديثة العهد جداً، وبالتالي من المحتمل أن يكون لبلوتو بعض النشاط الجيولوجي.

(Tombaugh Regio) محاطة بمناطق أقل سلاسة تحتوي على بعض سلاسل الجبال، تتكون هذه الجبال من جليد الماء، والتي من المحتمل أن تطفو في جليد النيتروجين المحيط، أعلى خطوط العرض الشمالية مغطاة في سهول أكثر قتامة إلى الغرب من (Tombaugh Regio) وهي المنطقة الأكثر ظلمة في بلوتو، أُطلق على هذه المنطقة في الأصل لقب الحوت؛ بسبب شكلها وأطلق عليها لاحقاً اسم (Cthulhu Regio)، وتتميز هذه المنطقة بتضاريسها المتنوعة مع السهول والجبال والحفر، ينشأ اللون الداكن لهذه المنطقة من المركبات العضوية التي تسمى الثولين.

متوسط ​​انعكاس بلوتو أو البياض هو 0.72 (أي أنه يُرجع 55 في المائة من الضوء الذي يصطدم به) مقارنة بـ 0.1 للقمر و0.8 لتريتون، ومع ذلك فإن هذا البياض المتوسط ​​يشمل مجموعة واسعة من الانعكاسات مع (Cthulhu Regio) التي لها انعكاسية من 0.1 إلى 0.2 و(Tombaugh Regio) لها انعكاسية من 0.8 إلى 1، كشفت القياسات الطيفية الأولية للأشعة تحت الحمراء التي أجريت في عام 1976 عن وجود الميثان الصلب على سطح بلوتو.

تبلغ كثافة بلوتو 1.85 جرام لكل سم مكعب وكثافة شارون 1.7 جرام لكل سم مكعب، تشير هذه القيم إلى أن كلا الجسمين يتكونان من جزء كبير من المواد مثل صخور السيليكات والمركبات العضوية الأكثر كثافة من جليد الماء (والتي تبلغ كثافة 1 جرام لكل سم مكعب)، قد تكون الكثافة المنخفضة لشارون قد نشأت عن كونها أكثر مسامية أو تحتوي على جزء أقل من الصخور، ومن المحتمل أن يكون لبلوتو مثل الأقمار الجليدية لكوكب المشتري وزحل نواة صخرية داخلية محاطة بغطاء سميك من جليد الماء.

النيتروجين المجمد وأول أكسيد الكربون والميثان الملحوظ على سطحه يتخذ شكل طبقة رقيقة نسبياً تشبه طبقة الماء على سطح الأرض، سبوتنيك بلانيتيا هو حوض عميق قد يكون نتيجة اصطدام، وهي تقع على محور المد والجزر لبلوتو؛ أي أنه يقع على الجانب الآخر من الكوكب القزم لشارون، يتطلب موقع (Sputnik Planitia) وجود كتلة زائدة تحتها، وقد تكون هذه الكتلة الزائدة من محيط تحت السطح فوق اللب الصخري وتحت غطاء الجليد المائي.

ما هي أهم المعلومات عن قمر كوكب بلوتو – شارون ؟

• قمر شارون هو القمر الأكبر بكثير من بين أقمار كوكب بلوتو، حيث أنه يمثل نصف حجم بلوتو بالكامل، إنه يدور حول بلوتو (بشكل أكثر دقة الجسمان يدوران حول مركز كتلة مشترك) على مسافة حوالي 19640 كم (12200 ميل)، أي ما يعادل حوالي ثمانية أقطار بلوتو، (على النقيض من ذلك فإن حجم قمر الأرض يزيد قليلاً عن ربع حجم الأرض ويتم فصله عن الأخير بنحو 30 قطراً أرضياً).

• إن فترة ثورة شارون تساوي تماماً فترة دوران بلوتو نفسه، بمعنى آخر يلتف شارون في مدار متزامن حول بلوتو، نتيجة لذلك يمكن رؤية شارون من نصف كرة بلوتو، يبقى فوق نفس الموقع على سطح بلوتو ولا يرتفع أو يثبت أبداً (تمامًا كما تفعل أقمار الاتصالات في المدارات المستقرة بالنسبة إلى الأرض أي فوق الأرض)، بالإضافة إلى ذلك كما هو الحال مع معظم الأقمار في النظام الشمسي، فإن شارون في حالة دوران متزامن، أي أنه يقدم دائماً نفس الوجه لبلوتو.

• شارون إلى حد ما أقل انعكاساً (لديه بياض منخفض أي حوالي 0.25) من بلوتو وأكثر حيادية في اللون، يكشف طيفه عن وجود جليد الماء وهو المكون السائد للسطح، لا يوجد أي تلميح إلى وجود غاز الميثان الصلب واضح جداً في جارته الأكبر، يحتوي سطح شارون أيضاً على بقع من الأمونيا في بعض حفر تأثيره، تشير كثافة شارون إلى أن القمر يحتوي على مواد مثل السيليكات والمركبات العضوية التي تكون أكثر كثافة من جليد الماء.

أقمار بلوتو الأربعة الأخرى (هيدرا ونيكس وكيربيروس وستيكس) أصغر بكثير من شارون والأربعة ممدودون، وهي تدور حول بلوتو خارج مسار شارون في مدارات شبه دائرية (مثل شارون)، وفي نفس المستوى المداري مصاحبة لقمر شارون، يبلغ نصف قطر مدار هيدرا حوالي 64721 كم (40216 ميل)، كما تبلغ مساحة كيربيروس 57750 كم (35884 ميلاً)، وتبلغ مساحة نيكس 48690 كم (30254 ميلاً) وتبلغ مساحة (Styx 42413) كم (26354 ميلاً)، إن كل من (Styx وNix وKerberos) عاكسة مثل (Charon) بينما (Hydra) أكثر انعكاساً.