Космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые смог чётко выделить и измерить инфракрасное излучение Плутона и Харона по отдельности. Ранее сигналы смешивались из-за близости объектов и ограниченного разрешения инструментов. Наблюдения позволили раскрыть уникальный механизм работы атмосферы карликовой планеты.
Наблюдения прибора MIRI в среднем инфракрасном диапазоне (4,9–27 микрон) 2022-2023 годов показали, что до 80% теплового баланса атмосферы Плутона контролируется туманом из органических частиц, углеводородных и нитриловых льдов. Это делает Плутон единственным известным объектом Солнечной системы, где туман, а не газовые молекулы, играет ключевую роль в климате.
Астрономы под руководством Танги Бертрана из Парижской обсерватории при помощи высокоразрешающего телескопа JWST разделили тепловые сигналы Плутона и Харона в диапазоне 15–25,5 микрон. Полученные данные свидетельствуют о том, что туман Плутона поглощает солнечный свет и переизлучает тепло, вызывая колебания температур в атмосфере. Это объясняет сезонную миграцию льдов: азотные и метановые отложения перемещаются между полюсами и экватором, а часть материала с помощью солнечного ветра переносят на Харон — явление, которое больше нигде в Солнечной системе не встречается.
Анализ тумана показал два основных компонента: органические частицы, подобные тем, что найдены на Титане, и углеводородные и нитриловые льды, образующие многослойную структуру. Эти частицы действуют как «климатический двигатель», влияя не только на температуру, но и на распределение льдов. По данным исследования, на Хароне преобладает водяной лёд, а его полярные области имеют необычно низкую излучательную способность.
Исследование подтвердило гипотезу астронома Си Чжана из Калифорнийского университета, который в 2017 году предположил, что именно туман Плутона должен излучать в среднеинфракрасном диапазоне. «Это открытие связывает Плутон с ранней Землёй, где доминировали азот и углеводороды, — сказал Чжан. — Подобные процессы могли влиять на климат нашей планеты миллиарды лет назад».
Результаты JWST требуют пересмотра моделей атмосферы Титана и Тритона, где туман, вероятно, оказывает аналогичное воздействие. Следующим этапом станет интеграция новых данных в климатические модели для предсказания влияния тумана на 248-летние сезонные циклы Плутона и образование временных атмосфер у транснептуновых объектов.