Ooit beschouwd als de buitenste planeet van het zonnestelsel, werd de aanduiding van Pluto in 2006 door de Internationale Astronomische Unie gewijzigd, vanwege de ontdekking van veel nieuwe Kuipergordelobjecten die qua grootte vergelijkbaar waren. Desondanks blijft Pluto een bron van fascinatie en een brandpunt van wetenschappelijk belang. En zelfs na de historische flyby uitgevoerd door de New Horizons-sonde in juli 2015, blijven er veel mysteries bestaan.
Bovendien heeft een doorlopende analyse van de NH-gegevens nieuwe mysteries onthuld. Een recent onderzoek door een team van astronomen gaf bijvoorbeeld aan dat een onderzoek door het Chandra X-ray Observatory de aanwezigheid van een aantal vrij sterke röntgenemissies van Pluto aan het licht bracht. Dit was onverwacht en zorgt ervoor dat wetenschappers heroverwegen wat ze dachten te weten over de atmosfeer van Pluto en de interactie met zonnewind.
In het verleden zijn veel zonnelichamen waargenomen die röntgenstralen uitzenden, die het resultaat waren van interactie tussen zonnewind en neutrale gassen (zoals argon en stikstof). Dergelijke emissies zijn waargenomen bij planeten zoals Venus en Mars (vanwege de aanwezigheid van argon en / of stikstof in hun atmosfeer), maar ook bij kleinere lichamen zoals kometen - die halo's krijgen als gevolg van uitgassing.
Sinds de NH-sonde zijn flyby van Pluto in 2015 uitvoerde, zijn astronomen zich ervan bewust dat Pluto een atmosfeer heeft die met de seizoenen van grootte en dichtheid verandert. Kortom, als de planeet het perihelium bereikt tijdens zijn 248 jaar omlooptijd - een afstand van 4,436,820,000 km, 2,756,912,133 mi van de zon - wordt de atmosfeer dikker door de sublimatie van bevroren stikstof en methaan op het oppervlak.
De laatste keer dat Pluto in het perihelium was, was op 5 september 1989, wat betekent dat het nog steeds zomer was toen NH zijn flyby maakte. Tijdens het bestuderen van Pluto ontdekte de sonde een atmosfeer die voornamelijk bestond uit stikstofgas (N²) samen met methaan (CH4) en kooldioxide (CO²). Astronomen besloten daarom om met behulp van de Chandra X-ray Observatory te zoeken naar tekenen van röntgenstraling afkomstig van Pluto's atmosfeer.
Voorafgaand aan de flyby van de NH-missie, verwachtten de meeste modellen van Pluto's atmosfeer dat deze behoorlijk uitgebreid zou zijn. De sonde ontdekte echter dat de atmosfeer minder uitgebreid was en dat het verliespercentage honderden keren lager was dan wat deze modellen voorspelden. Daarom, zoals het team in hun onderzoek aangaf, verwachtten ze röntgenemissies te vinden die consistent waren met wat de NH flyby waarnam:
"Gezien het feit dat de meeste modellen van de atmosfeer van Pluto vóór de ontmoeting hadden voorspeld dat deze veel uitgebreider zou zijn, met een geschat verliespercentage van ~ 1027 tot 1028 mol / sec van N² en CH4… We hebben geprobeerd om röntgenstraling te detecteren die is gecreëerd door [zonnewind] wisselwerkingen van neutrale gaslading in het neutrale gas met lage dichtheid rondom Pluto, ”schreven ze.
Echter, na het raadplegen van gegevens van de Advanced CCD Imaging Spectrometer (ACIS) aan boord van Chandra, ontdekten ze dat de röntgenstraling afkomstig van Pluto groter was dan wat dit mogelijk zou maken. In sommige gevallen zijn er sterke röntgenemissies waargenomen die afkomstig zijn van andere kleinere objecten in het zonnestelsel, wat te wijten is aan de verstrooiing van zonneröntgenstralen door kleine stofdeeltjes bestaande uit koolstof, stikstof en zuurstof.
Maar de energieverdeling die ze opmerkten met de röntgenstralen van Pluto strookte niet met deze verklaring. Een andere mogelijkheid die het team bood, is dat ze het gevolg kunnen zijn van een of meer processen (of processen) die de zonnewind nabij Pluto richten, wat het effect van de bescheiden atmosfeer zou versterken. Zoals ze aangeven in hun conclusies:
'De waargenomen emissie van Pluto is niet auroraal gestuurd. Als het door verstrooiing zou zijn, zou het afkomstig moeten zijn van een unieke populatie van nanoschaal-haze-korrels bestaande uit C-, N- en O-atomen in de atmosfeer van Pluto, resonerend resonerend onder de zonnestraling. Indien aangedreven door ladingsuitwisseling tussen [zonnewind] kleine ionen en neutrale gassoorten (voornamelijk CH4) ontsnapt uit Pluto, dan is dichtheidverbetering en aanpassing van de relatieve ionen-overvloed van [zonnewind] in het interactiegebied nabij Pluto vereist versus naïeve modellen. ”
De ware oorzaak van deze röntgenstraling blijft voorlopig een mysterie. Ze benadrukken ook de behoefte aan meer onderzoek als het gaat om deze verre en meest massieve Kuiper Belt-objecten. Gelukkig zullen de gegevens van de NH-missie waarschijnlijk decennia lang worden uitgegoten, wat nieuwe en interessante dingen onthult over Pluto, het buitenste zonnestelsel en hoe de verst verwijderde werelden van onze zon zich gedragen.
De studie - die werd geaccepteerd voor publicatie in het tijdschrift Icarus - werd uitgevoerd door astronomen van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, het Southwest Research Institute (SwI), het Vikram Sarabhai Space Center (VSCC) en NASA's Jet Propulsion Laboratory en Ames Research Centrum.
