Choć Pluton jest jednym z najmniejszych i najbardziej odległych obiektów planetarnych Układu Słonecznego, jego atmosfera skrywa zaskakujące tajemnice. Dzięki obserwacjom przeprowadzonym za pomocą Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST), naukowcy zrobili istotny krok w zrozumieniu procesów zachodzących w górnych warstwach atmosfery tej planety karłowatej. Najnowsze dane potwierdzają obecność tajemniczej mgły, która odgrywa kluczową rolę w regulowaniu temperatury i utracie atmosfery Plutona.
Za pomocą zaawansowanego instrumentu Mid-Infrared Instrument (MIRI), teleskop JWST po raz pierwszy bezpośrednio wykrył emisje cieplne pochodzące z mgiełki unoszącej się wysoko nad powierzchnią Plutona. Dzięki 6,5-metrowemu zwierciadłu, JWST rozdzielił sygnały z planety i jej największego księżyca — Charona — co było niemożliwe w przypadku wcześniejszych obserwacji, m.in. przez teleskopy Spitzer, Herschel czy Infrared Space Observatory.
Ta półprzezroczysta warstwa składa się z drobnych cząstek aerozolu zawieszonych w bardzo rozrzedzonej atmosferze, zbliżonej do ziemskiej mgły, ale pod znacznie niższym ciśnieniem — zaledwie 13 mikrobarów (100 000 razy mniejszym niż na Ziemi).
Atmosfera Plutona zdominowana jest przez azot, a także zawiera śladowe ilości metanu, dwutlenku węgla, benzenów i cyjanowodoru. Cząstki mgły rozpraszają światło słoneczne, a ich właściwości — rozmiar, kształt, skład — mają kluczowe znaczenie dla tego, czy atmosfera się ogrzewa, czy chłodzi.
Wbrew intuicji, mgła nie ogrzewa atmosfery, lecz raczej ją chłodzi. Modele wskazują, że emisje cieplne cząsteczek mgły powodują znaczne ochładzanie mezosfery — warstwy atmosfery Plutona znajdującej się 20–40 km nad jego powierzchnią. Temperatury w tej warstwie spadają nawet do –203°C. To zaskakujące, ponieważ promieniowanie słoneczne dociera do powierzchni Plutona i powinno ją ogrzewać. Mgła działa jednak jak naturalna klimatyzacja, wydajnie odprowadzając ciepło w przestrzeń kosmiczną.
Chłodzenie to nie tylko kwestia temperatury. Należy także pamiętać, że Pluton traci atmosferę — w tym metan — w tempie około 1,3 kg na sekundę. Część z tego gazu, około 2,5%, zostaje przechwycona przez Charona, osadzając się na jego powierzchni w postaci czerwonawych, organicznych plam. To zjawisko — transfer atmosfery z planety na jej księżyc — nie występuje nigdzie indziej w Układzie Słonecznym.
Już w 2017 roku planetolog Xi Zhang z University of California w Santa Cruz sugerował, że to mgła może być odpowiedzialna powolną za ucieczkę atmosfery Plutona w przestrzeń kosmiczną. Twierdził, że pochłanianie światła ultrafioletowego przez mgiełkę dostarcza cząsteczkom tejże atmosfery energii niezbędnej do pokonania słabej grawitacji Plutona. Dziś, dzięki JWST, udało się potwierdzić tę hipotezę.
Co ciekawe, podobne mgły zaobserwowano na Tytanie — największym księżycu Saturna — a także prawdopodobnie istniały w atmosferze młodej Ziemi. Badania mgły Plutona mogą więc rzucić światło nie tylko na procesy zachodzące na jego powierzchni, ale również na historię atmosfer planetarnych w całym Układzie Słonecznym, a nawet na początki życia na naszej planecie.