Abstract

Alice-instrumentet på NASA:s rymdfarkost New Horizons observerade en ultraviolett solockultation av Plutos atmosfär den 14 juli 2015. Överföringen i förhållande till höjd var känslig för närvaron av N2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6 och dis. Vi härledde line-of-sight abundanser och lokala taltätheter för de fem molekylära arterna, och line-of-sight optiskt djup och extinktionskoefficienter för diset. Vi kom fram till följande viktiga slutsatser: (1) Vi bekräftade temperaturer i Plutos övre atmosfär som var kallare än vad som förväntades före New Horizons förbiflygning, med övre atmosfäriska temperaturer nära 65-68 K. De härledda förstärkta Jeans-utströmningshastigheterna var (3-7) × 1022 N2 s-1 och (4-8) × 1025 CH4 s-1 vid exobasen (vid en radie på ∼ 2900 km, eller en höjd på ∼1710 km). (2) Vi mätte CH4-förekomster från 80 till 1200 km över ytan. En gemensam analys av Alice CH4- och Alice- och REX N2-mätningarna innebar en mycket stabil nedre atmosfär med en liten virvelspridningskoefficient, troligen mellan 550 och 4000 cm2 s-1. En sådan liten virvelspridningskoefficient placerar homopausen inom 12 km från ytan, vilket ger Pluto ett litet planetärt gränsskikt. Den härledda CH4-ytans blandningsförhållande var ∼ 0,28-0,35 %. (3) Överflödsprofilerna av ;C2Hx-kolvätena; (C2H2, C2H4, C2H6) var inte helt enkelt exponentiella med höjden. Vi upptäckte lokala maxima i synlinjeöverflödet nära 410 km höjd för C2H4, nära 320 km för C2H2, och en böjningspunkt eller antydan till ett lokalt maximum vid 260 km för C2H6. Vi upptäckte också lokala minima nära 200 km höjd för C2H4, nära 170 km för C2H2 och en vändpunkt eller ett minimum nära 170-200 km för C2H6. Dessa jämfördes positivt med modeller för kolväteproduktion nära 300-400 km och dimkondensering nära 200 km, särskilt för C2H2 och C2H4 (Wong et al., 2017). (4) Vi fann dis som hade en extinktionskoefficient som var ungefär proportionell mot N2-tätheten.