بیگ بنگ: شیمی پیچیده‌ای که در جو بالایی سیاره کوتوله پلوتو وجود دارد، ممکن است بتواند یکی از بزرگ‌ترین اسرار آن را توضیح دهد. سرمای جو پلوتو بسیار استخوان‌سوزتر از آن است که از سیاره‌ای با ۵ میلیارد کیلومتر فاصله از خورشید می‌توان انتظار داشت. پژوهشی جدید نشان می‌دهد این امر به دلیل مه و غباری است سیاره کوتوله را پوشانده است.
به گزارش بیگ بنگ به نقل از انجمن فیزیک ایران، زی ژانگ دانشمند سیارهشناس دانشگاه کالیفرنیا در سانتاکروز می‌گوید: «تمام سرمای جو این سیاره به دلیل وجود غبار است.» هنگامی که در ماه ژوئیه سال ۲۰۱۵ فضاپیمای افق‌های نو بر فراز پلوتو به پرواز درآمد، کشف کرد که دمای اتمسفر آن حدود ۲۰۳- درجه سانتی‌گراد است که فقط ۷۰ درجه بالاتر از صفر مطلق می‌باشد. یعنی حدود ۳۰ درجه سردتر از آن بود که انتظار می‌رفت و این موضوع رازی بزرگ برای دانشمندان حوزه سیاره‌شناسی بود.
برای فهم بهتر چگونگی جو جهان‌های یخی بزرگ دیگر در منظومه شمسی و ماورای آن، داشتن درکی صحیح از جو پلوتو ضروری است. لزلی یانگ، دانشمندی سیارهشناس از موسسه پژوهشی سَوت‌وست در بولدر کلرادو که در این پژوهش شرکت نداشت، می‌گوید: «تا وقتی دلیل هوای سرد را می‌دانیم، نمی‌توانیم از روی آن فصول دیگر را در پلوتو، که خیلی سردتر از سایر اجرام است، پیش‌بینی کنیم»
لایه‌ای از مه و غبار
جو پلوتو بیشتر از نیتروژن و مقدار کمی از ترکیباتی نظیر متان تشکیل شده است. در بخش‌های بالایی جو(بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتر بالاتر از سطح) نور خورشید واکنش‌های شیمیایی را موجب می‌شود که برخی از این گازها را به ذرات هیدروکربن جامد تبدیل می‌کند. این ذرات به سمت پایین حرکت کرده و تقریباً در فاصله ۳۵۰ کیلومتری سطح پلوتو، بر روی چیزهای دیگر انباشته شده تا زنجیره‌ای طولانی از مواد شیمیایی را شکل دهند. تا به امروز، بلندی این ذرات به ۲۰۰ کیلومتر رسیده است و لایه‌ای ضخیم از غبار را تشکیل داده‌اند که به گزارش فضاپیمای افق‌های نو، پلوتو کاملاً در این پوشش احاطه شده است.
ژانگ و هم‌کارانش تأثیر سرد و گرم کردن مولکول‌های گازی شکل جو پلوتو را بر ذرات غباری آن مقایسه کردند. پژوهش‌های پیشین نشان می‌دهد که وجود مولکول‌های گازی شکل، مانند هیدروژن سیانید، می‌تواند به توضیح دلیل سرد بودن جو پلوتو کمک کند. اما گروه ژانگ دریافتند که غبارات موجود تنها راهی است که به کمک آن، داده‌های به‌دست آمده از مدل آن‌ها، با دماهایی که افق‌های نو هنگام پرواز بر فراز این سیاره کوتوله اندازه‌گیری کرده است، منطبق می‌شود.
ژانگ می‌گوید: «تفاوت اساسی آن‌ها در اندازه‌شان است.» عرض مولکول نوعاً کمتر از یک نانومتر است، در حالی که عرض ذرات غبار چند صدنانومتر می‌باشد. این بدان معناست که گاز و غبار در جذب و بازتابش نور خورشید به دو شکل کاملاً متفاوت رفتار می‌کنند. به گفته ژانگ غبارها به نسبت گازها به شکل موثرتری گرم و سرد می‌شوند.
سارا هورست، دانشمند سیارهشناس دانشگاه جانز هاپکینز در شهر بالتیمور، ایالت مری‌لند می‌گوید: «این ایده‌ای تمیز و شسته و رفته است.» تانگی برتراند، دانشمند سیارهشناس از آزمایشگاه هواشناسی دینامیک در پاریس، که به همراه هم‌کارش فرانسوا فورگت، درباره جو پلوتو مطالعه کرده‌اند، می‌گوید احتمالاً تا پیش از این، دانشمندان به غبارات به عنوان عامل سرد شدن فکر نکرده بودند، زیرا لایه‌های غبار نور خورشید را سد نمی‌کند. او می‌گوید: «به نظر این پژوهش بسیار متقاعدکننده است.»
ایده‌های دیگر
اما پژوهش‌گران دیگر برای دلیل سردی جو پلوتو ایده‌های مختلفی پیشنهاد کرده‌اند. راجر یله دانشمند سیارهشناس دانشگاه آریزونا در شهر توسان، در همایشی در لتونی در ماه سپتامبر، همانند این روشی را گزارش کرد. طبق مدل ارائه‌شده توسط گروه او، ترکیبی از هیدروژن سیانید، استیلن و گاز اتان می‌تواند چیزها را خنک کند. می‌دانیم همه این گازها در جو پلوتو وجود دارد.
گروه ژانگ و گروه یله باید نتایج متناقض خود را با یکدیگر تطبیق داده و به یک جمع‌بندی برسند. اما این نشست می‌تواند بعد از آنکه تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا در سال ۲۰۱۹، پیشنهاد ژانگ را بررسی کرده، برگزار شود. اگر در واقع ذرات غبار عامل اصلی سرمای جو پلوتو باشد، موجب می‌شود که این سیاره کوتوله در طول موج‌های مادون قرمز میانه تقریباً روشن به چشم آید. ژانگ امیدوار است پلوتو را با تلسکوپ جیمز وب ببیند تا متوجه شود نتایج گروه وی درست است یا خیر.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: nature.com
