Abstract

Das Alice-Instrument auf der NASA-Raumsonde New Horizons beobachtete am 14. Juli 2015 eine ultraviolette Sonnenbedeckung durch die Atmosphäre des Pluto. Die Transmission in Abhängigkeit von der Höhe war empfindlich für die Anwesenheit von N2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6 und Dunst. Wir haben die Sichtlinienhäufigkeiten und die lokalen Zahlendichten für die 5 molekularen Spezies sowie die optische Sichtlinientiefe und die Extinktionskoeffizienten für den Dunst abgeleitet. Wir kamen zu den folgenden wichtigen Schlussfolgerungen: (1) Wir bestätigten Temperaturen in Plutos oberer Atmosphäre, die kälter waren als vor dem New Horizons Vorbeiflug erwartet, mit oberen atmosphärischen Temperaturen in der Nähe von 65-68 K. Die abgeleiteten erhöhten Jeans-Entweichungsraten waren (3-7) × 1022 N2 s-1 und (4-8) × 1025 CH4 s-1 an der Exobase (bei einem Radius von ∼ 2900 km oder einer Höhe von ∼1710 km). (2) Wir haben CH4-Häufigkeiten von 80 bis 1200 km über der Oberfläche gemessen. Eine gemeinsame Analyse der CH4-Messungen von Alice und der N2-Messungen von Alice und REX ergab eine sehr stabile untere Atmosphäre mit einem kleinen Wirbeldiffusionskoeffizienten, der höchstwahrscheinlich zwischen 550 und 4000 cm2 s-1 liegt. Ein solch kleiner Wirbeldiffusionskoeffizient platziert die Homopause innerhalb von 12 km von der Oberfläche, was Pluto eine kleine planetarische Grenzschicht verleiht. Das abgeleitete CH4-Oberflächenmischungsverhältnis betrug ∼ 0,28-0,35%. (3) Die Abundanzprofile der C2Hx-Kohlenwasserstoffe (C2H2, C2H4, C2H6) waren nicht einfach exponentiell mit der Höhe. Wir entdeckten lokale Maxima in der Sichtlinie für C2H4 in der Nähe von 410 km Höhe, für C2H2 in der Nähe von 320 km Höhe und für C2H6 einen Wendepunkt oder die Andeutung eines lokalen Maximums bei 260 km. Wir entdeckten auch lokale Minima bei 200 km Höhe für C2H4, bei 170 km für C2H2 und einen Wendepunkt oder ein Minimum bei 170-200 km für C2H6. Diese Ergebnisse lassen sich gut mit Modellen für die Kohlenwasserstoffproduktion bei 300-400 km und die Dunstkondensation bei 200 km vergleichen, insbesondere für C2H2 und C2H4 (Wong et al., 2017). (4) Wir fanden Dunst mit einem Extinktionskoeffizienten, der ungefähr proportional zur N2-Dichte ist.