Abstract

Lo strumento Alice sulla sonda New Horizons della NASA ha osservato un’occultazione solare ultravioletta dall’atmosfera di Plutone il 14 luglio 2015. La trasmissione vs. altitudine è stata sensibile alla presenza di N2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, e foschia. Abbiamo derivato abbondanze in linea di vista e densità numeriche locali per le 5 specie molecolari, e profondità ottica in linea di vista e coefficienti di estinzione per la foschia. Abbiamo trovato le seguenti conclusioni principali: (1) Abbiamo confermato che le temperature nell’atmosfera superiore di Plutone erano più fredde di quanto previsto prima del flyby di New Horizons, con temperature atmosferiche superiori vicino a 65-68 K. I tassi di fuga potenziati di Jeans dedotti erano (3-7) × 1022 N2 s-1 e (4-8) × 1025 CH4 s-1 all’esobase (ad un raggio di ∼ 2900 km, o un’altitudine di ∼1710 km). (2) Abbiamo misurato le abbondanze di CH4 da 80 a 1200 km sopra la superficie. Un’analisi congiunta delle misure di Alice CH4 e di Alice e REX N2 implica un’atmosfera inferiore molto stabile con un piccolo coefficiente di diffusione parassita, molto probabilmente tra 550 e 4000 cm2 s-1. Un tale piccolo coefficiente di diffusione eddy colloca l’omopausa entro 12 km dalla superficie, dando a Plutone un piccolo strato limite planetario. Il rapporto di miscelazione superficiale di CH4 dedotto era ∼ 0,28-0,35%. (3) I profili di abbondanza degli idrocarburi ;C2Hx; (C2H2, C2H4, C2H6) non erano semplicemente esponenziali con l’altitudine. Abbiamo rilevato massimi locali in linea di vista abbondanza vicino a 410 km di altitudine per C2H4, vicino a 320 km per C2H2, e un punto di flesso o il suggerimento di un massimo locale a 260 km per C2H6. Abbiamo anche rilevato minimi locali vicino a 200 km di altitudine per C2H4, vicino a 170 km per C2H2, e un punto di inflessione o un minimo vicino a 170-200 km per C2H6. Questi sono stati confrontati favorevolmente con i modelli per la produzione di idrocarburi vicino a 300-400 km e la condensazione della foschia vicino a 200 km, soprattutto per C2H2 e C2H4 (Wong et al., 2017). (4) Abbiamo trovato foschia che aveva un coefficiente di estinzione approssimativamente proporzionale alla densità di N2.