Abstract

Alice-instrumentet på NASA’s New Horizons-rumfartøj observerede en ultraviolet solobservation af Plutos atmosfære den 14. juli 2015. Transmissionen i forhold til højden var følsom over for tilstedeværelsen af N2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6 og tåge. Vi udledte line-of-sight abundanser og lokale taltætheder for de 5 molekylære arter, og line-of-sight optisk dybde og extinktionskoefficienter for diset. Vi fandt følgende hovedkonklusioner: (1) Vi bekræftede temperaturer i Plutos øvre atmosfære, der var koldere end forventet før New Horizons’ forbiflyvning, med øvre atmosfæriske temperaturer nær 65-68 K. De udledte forbedrede Jeans-flugthastigheder var (3-7) × 1022 N2 s-1 og (4-8) × 1025 CH4 s-1 ved exobasen (ved en radius på ∼ 2900 km, eller en højde på ∼1710 km). (2) Vi målte CH4-forekomsterne fra 80 til 1200 km over overfladen. En fælles analyse af Alice CH4- og Alice- og REX N2-målingerne antydede en meget stabil nedre atmosfære med en lille hvirveldiffusionskoefficient, højst sandsynligt mellem 550 og 4000 cm2 s-1. En sådan lille hvirveldiffusionskoefficient placerer homopause inden for 12 km fra overfladen, hvilket giver Pluto et lille planetarisk grænselag. Det udledte CH4-blandingsforhold på overfladen var ∼ 0,28-0,35 %. (3) Abundansprofilerne af ;C2Hx-kulbrinterne; (C2H2, C2H4, C2H6) var ikke blot eksponentielle med højden. Vi påviste lokale maksima i line-of-sight abundans nær 410 km højde for C2H4, nær 320 km for C2H2, og et bøjningspunkt eller antydningen af et lokalt maksimum ved 260 km for C2H6. Vi påviste også lokale minima nær 200 km højde for C2H4, nær 170 km for C2H2 og et bøjningspunkt eller et minimum nær 170-200 km for C2H6. Disse sammenlignede positivt med modeller for kulbrinteproduktion nær 300-400 km og tågekondensering nær 200 km, især for C2H2 og C2H4 (Wong et al., 2017). (4) Vi fandt tåge, der havde en extinktionskoefficient, der var omtrent proportional med N2-tætheden.