Bumi dan Pluto tidak memiliki banyak kesamaan. Bumi adalah dunia yang hidup dan bersemangat, sedangkan Pluto dingin, jauh, dan tak bernyawa. Tapi satu hal yang mereka miliki adalah nitrogen. Atmosfer bumi adalah sekitar 78% nitrogen, dan konstituen atmosfer utama Pluto juga nitrogen, meskipun persentase pastinya tidak jelas.
Di Pluto, di mana suhu permukaan sekitar 42 Kelvin (-231 Celcius) sebagian besar nitrogen itu beku. Sebuah studi baru mengatakan bahwa nitrogen beku Pluto menggerakkan angin planet, dan membentuk permukaan fitur-fiturnya.
Sebelum pesawat New Horizons NASA tiba di Pluto, kami tidak tahu banyak tentang planet ini atau fitur permukaannya. Ketika pesawat ruang angkasa tiba pada bulan Juli 2015, kami semua terkejut menemukan bahwa Pluto adalah tempat yang jauh lebih aktif daripada yang kami kira. Itu juga ketika kita pertama kali melihat Tombaugh Regio, sebuah wilayah besar berwarna terang di permukaan planet ini.
Tombaugh Regio adalah tempat yang sangat aneh, bagi mata manusia. Ia memiliki dua lobus besar yang membuatnya tampak seperti jantung, dan para astronom kadang-kadang menyebutnya "Jantung Pluto." Lobus barat disebut Sputnik Planitia, dan memiliki pegunungan setinggi 6200 meter (Tenzing Montes, sebelumnya Norgay Montes) yang terbuat dari es air, dan dataran luas yang tertutup es nitrogen.
Sebuah makalah baru mengatakan bahwa deposit nitrogen yang luas di Sputnik Planitia menggerakkan angin Pluto, dan membentuk permukaan planet ini. Makalah ini berjudul "Jantung berdetak Pluto mengatur sirkulasi atmosfer: hasil dari resolusi tinggi dan simulasi iklim numerik multi-tahun." Ini diterbitkan dalam Journal of Geophysical Research. Penulis utamanya adalah Tanguy Bertrand, seorang astrofisika dan ilmuwan planet di Pusat Penelitian Ames NASA.
"Pluto memiliki beberapa misteri untuk semua orang."
Tanguy Bertrand, Penulis Utama, Pusat Penelitian Ames
Sebagian besar atmosfer tipis Pluto adalah nitrogen, dan ada juga sejumlah kecil karbon dioksida dan metana. Sejumlah besar nitrogen beku berada di Sputnik Planitia, dan pada siang hari, suhu naik cukup untuk menyublimkannya, mengubahnya menjadi uap. Pada malam hari, proses berbalik, dan nitrogen membeku lagi, jatuh ke permukaan. Setiap kali siklus berulang, ia bertindak seperti pompa, atau “detak jantung”, memompa angin nitrogen di sekitar planet ini.
Angin itu mengalir berlawanan arah dengan rotasi planet, dan mungkin bertanggung jawab atas fitur permukaan yang tidak biasa di planet ini. Saat angin tipis dan kaya nitrogen berhembus di sepanjang permukaan, ia mengangkut panas, butiran es, dan partikel kabut untuk menciptakan garis-garis angin gelap dan dataran di seluruh wilayah utara dan barat laut.
"Ini menyoroti fakta bahwa atmosfer dan angin Pluto - bahkan jika kepadatan atmosfer sangat rendah - dapat berdampak pada permukaan," kata Tanguy Bertrand, seorang astrofisikawan dan ilmuwan planet di Pusat Penelitian Ames NASA di California dan penulis utama studi tersebut.
Wilayah Sputnik Planitia, atau lobus kiri jantung Pluto, memiliki ketinggian lebih rendah daripada bagian lain planet ini, dan ia menampung sebagian besar nitrogen. Sputnik Planitia adalah lapisan es 1.000 kilometer (620 mil) yang terletak di cekungan sedalam 3 kilometer (1,9 mil). Lobus kanan sebagian besar dataran tinggi dan gletser nitrogen.
"Sebelum Cakrawala Baru, semua orang berpikir Pluto akan menjadi bola jaring - benar-benar datar, hampir tidak ada keragaman," kata Bertrand dalam siaran pers. "Tapi itu sangat berbeda. Ada banyak pemandangan berbeda dan kami berusaha memahami apa yang sedang terjadi di sana. "
Untuk menggambarkan atmosfer Pluto setipis itu adalah pernyataan yang meremehkan. Itu sekitar 100.000 kali lebih tipis dari Bumi. Jadi bagaimana angin di atmosfer yang membentuk lanskap tipis?
Tim Bertrand mengambil data dari flyby New Horizons dari Pluto, dan kemudian membangun model prakiraan cuaca untuk mensimulasikan angin nitrogen.
Tim menemukan bahwa angin di atas 4 km (2,5 mil) bertiup ke barat, yang berada di arah berlawanan dari putaran Pluto. Ketika nitrogen beku di Tombaugh Regio berubah menjadi uap di utara, kemudian menjadi es lagi di selatan, gerakan itu memicu angin barat. Situasi ini kemungkinan unik di Tata Surya kita, dengan kemungkinan pengecualian dari Triton, bulan Neptunus.
Para peneliti juga menemukan aliran angin. Yang ini kuat, angin yang bergerak cepat mendekati permukaan. Itu bertiup di sepanjang tepi barat cekungan Sputnik Planitia. Ada pola angin serupa di Bumi, yang mengikuti kontur lanskap.
Angin didorong oleh uap nitrogen yang terkondensasi kembali menjadi es, menurut penelitian. Tebing tinggi Sputnik Planitia menjebak udara dingin di dalam baskom. Saat beredar di sana, itu menjadi lebih kuat.
Jika detak jantung nitrogen Pluto mengendalikan angin ini, mereka mungkin menjelaskan garis-garis angin dan dataran gelap di sebelah barat Sputnik Planitia. Jika angin membawa panas yang cukup untuk menghangatkan permukaan, itu bisa menyebabkan garis-garis dan dataran. Atau bisa menyimpan partikel kabut, yang dapat menggelapkan dan mengikis es. Dan jika angin bertiup ke arah yang berlawanan - artinya ke arah yang sama dengan putaran Pluto - pemandangannya bisa sangat berbeda.
"Sputnik Planitia mungkin sama pentingnya bagi iklim Pluto seperti halnya lautan bagi iklim Bumi," kata Bertrand. "Jika Anda menghapus Sputnik Planitia - jika Anda menghilangkan jantung Pluto - Anda tidak akan memiliki sirkulasi yang sama," tambahnya.
"Fitur paling terkenal" di Pluto mungkin adalah medan berbilah. Medan berbilah adalah bidang-bidang berukuran besar, bentuk tanah bergerigi yang sebagian besar terbuat dari es metana. Mereka ditemukan di ketinggian di dekat khatulistiwa. Bisakah mereka menjadi artefak detak jantung Pluto yang berdetak nitrogen?
Dalam makalah mereka, para peneliti mengatakan "... selama periode akumulasi ekuator es CH4 (metana), rotasi retro dan injeksi udara kaya N2 dingin dari Sputnik Planitia dapat mengangkut dan mendorong gas CH4 ke arah barat, sehingga menguntungkan akumulasi es CH4 di garis bujur paling barat (yaitu, sebelah timur Sputnik Planitia) yang mengarah ke pembentukan Medan Berbilah di sana. ”
Mereka juga mengatakan "... punggungan (" bilah ") dari endapan Dataran Berbilah menampilkan orientasi N-S yang dominan, yang juga dapat sebagian berasal dari rezim sirkulasi atmosfer khusus ini."
Untuk saat ini, tampaknya tidak pasti apakah angin nitrogen ini dapat menyebabkan medan berbilah. Tetapi tim bermaksud untuk mencoba dan mencari tahu. "Di masa depan, kami berencana untuk mengeksplorasi ide-ide ini lebih lanjut dan menyelidiki proses yang mengarah pada asimetri longitudinal dan formasi geologi yang aneh, dengan menggunakan simulasi GCM jangka panjang resolusi tinggi."
Dalam kesimpulan mereka, para penulis mengatakan, “Pekerjaan kami menegaskan bahwa meskipun permukaannya beku dan atmosfer yang renggang, iklim Pluto sangat aktif.” Jauh lebih aktif daripada yang diperkirakan orang.
Cakrawala Baru tidak dapat memasuki orbit di sekitar Pluto. Itu sulit dilakukan, dan itu tidak pernah menjadi misinya. NASA sedang mempertimbangkan pengorbit Pluto di masa depan, tetapi sementara itu, semua yang kami pelajari tentang planet katai dingin, kami pelajari dari satu kali terbang. Meski begitu, kami cukup belajar untuk tertarik, dan ingin tahu lebih banyak tentang dunia yang menarik dan misterius ini.
"Pluto memiliki beberapa misteri untuk semua orang," kata Bertrand.
Lebih:
- Siaran Pers: PLUTO ICY HEART MEMBUAT WINDS BLOW
- Makalah Penelitian: Detak jantung Pluto mengatur sirkulasi atmosfer 2: hasil dari resolusi tinggi dan 3 simulasi iklim numerik multi-tahun
- Majalah Luar Angkasa: NASA Sekarang Mempertimbangkan Misi Pluto Orbiter
