Kada je Međunarodna astronomska unija objavila 2006. da je Pluton degradiran sa statusa devete planete Sunca, mnogi astronomi i nestručnjaci su bili podjednako šokirani.
Ipak, Pluton ostaje važan objekat za proučavanje. Danas se smatra jednom od mnogih patuljastih planeta iza Neptuna, u oblasti u obliku krofne od uglavnom ledenih krhotina koje kruže oko Sunca zvanom Kajperov pojas. Ove periferije Sunčevog sistema ostaju uglavnom neistražene. Do njih je prvi put stigla letelica američke svemirske agencije NASA Nev Horizons; leteo je blizu Plutona 2015. godine, otkrivajući spektakularne slike površine i atmosfere patuljaste planete. Ali ima još dosta toga da se nauči.
Zato smo moje kolege i ja na južnoafričkom Univerzitetu Zapadni Kejp (UVC) bili oduševljeni kada smo bili pozvani da učestvujemo u međunarodnoj misiji koju je finansirala Nasa. Mi smo grupa iskusnih nuklearnih fizičara sa revolucionarnim istraživanjima koja obuhvataju astronomiju i eksplozije zvezda.
Pluton je dostigao svoju najbližu tačku našem Suncu 1989 . Kako se udaljava od Sunca duž svoje 248 godina duge orbite ovalnog oblika, njegova atmosfera će se verovatno srušiti i zamrznuti na površini u narednih nekoliko godina.
Zamoljeni smo da posmatramo redak događaj koji bi pružio uvid u atmosferu patuljaste planete, a posebno ovaj verovatni scenario smrzavanja. Događaj se naziva okultacija i dešava se kada bilo koji nebeski objekat prođe ispred udaljene zvezde, privremeno blokirajući ili prigušujući svetlost zvezde. Ovo omogućava da atmosfera objekta – samo na sekundu – deluje kao sočivo koje pojačava svetlost zvezda. U ovom slučaju, okultacija je bila prilika da se sakupe informacije o Plutonovoj atmosferi, kao što je objašnjeno u nastavku.
Koristili smo jedan najsavremeniji Njutnov teleskop od 0,5 metara koji je Univerzitet Virdžinije velikodušno poklonio UVC-u.
Kada naučnici pokušavaju da shvate okultaciju, mogli bi da koriste jedan teleskop koji prati senku prolaza objekta, ili do 100 teleskopa strateški raspoređenih da mapiraju oblik objekta i otkriju ili karakterišu satelite i asteroide. Ovi teleskopi moraju biti manji i mobilniji od njihovih statičnih, većih ekvivalenata koji se koriste za druga istraživanja.
Postavljanje teleskopa i puštanje u rad bila je velika operacija koja je zahtevala najsavremenije objekte i ljudsku snagu. Studenti i osoblje sa odeljenja za fiziku i astronomiju UVC-a su naporno radili da se pripreme za posmatranje, učeći o operacijama teleskopa i potrebnom softveru.
Potrebne su i neke modifikacije. Teleskop je stigao iz fabrike sa neispravnim GPS-om koji je zamenjen i malo prekratak za naše potrebe. Koristili smo tehnologiju 3D štampanja u Univerzitetskoj laboratoriji za moderne afričke nuklearne detektore da bismo ispravili dužinu i uskladili fokusnu tačku teleskopa.
Onda je došlo vreme za glavni događaj.
Dana 4. avgusta 2024., moj kolega sa UVC-a Sijambonga Matšavule, zajedno sa dvojicom mojih postdoktora, Cebom Ngvetšenijem i Kregom Mehom, i mojim doktorom nauka. student Elijah Akakpo otputovao je na mesto posmatranja. Pridružili su se profesorima Michaelu Skrutskie i Anne Verbiscer sa Univerziteta Virdžinije i Nasi, obojica glavnim istraživačima Plutonove okultacije i drugih NASA misija kao što je Nev Horizons.
Mesto za posmatranje bilo je u udaljenoj oblasti u južnoafričkoj provinciji Severni Kejp, oko 40 km severno od grada Upingtona. Ovo je upravo bila centralna tačka ili mrtva tačka Plutonove senke na Zemlji, koja se proteže 2.377 km u prečniku, prolazeći preko Južne Afrike i Namibije brzinom od 85.000 km/h. Uzimajući u obzir da se u isto vreme naša Zemlja takođe kreće orbitalnom brzinom od 107.000 km/h, od presudne je važnosti zakucavanje pravog vremena i položaja za naš teleskop.
Temperatura je dostigla 0°C, a nebo iznad našeg vidikovca bilo je delimično oblačno. Ali oblaci su se otvorili u pravo vreme i na pravom mestu – i, dok je okultacija trajala samo nekoliko sekundi, možda je bilo dovoljno da se dobiju ključne informacije o atmosferi Plutona.
Problem je bio u tome što je iznenadni i neočekivani nalet vetra nakratko potresao teleskop (i naša srca) tokom okultacije. Radimo dalju obradu kako bismo uklonili nastalu buku.
Tokom okultacije, zvezdana svetlost počinje da se gasi pošto je apsorbuje Plutonova atmosfera. Ubrzo nakon toga, centralni bljesak se javlja tačno u mrtvoj tački Plutonove senke, gde Plutonova atmosfera deluje kao lupa i zvezda izgleda svetlije nego pre ili posle okultacije.
Posle centralnog blica, zvezda ponovo počinje da se zatamnjuje i na kraju se vraća na svoj uobičajeni sjaj. To je taj centralni blic koji pokazuje kako se svetlost zvezde prelama kroz Plutonovu atmosferu i pruža ključne informacije o njegovoj temperaturi i hemijskom sastavu. Ove informacije se unose u atmosferske modele koji nam govore da li se atmosfera konačno sužava.
Još uvek je prerano za raspakivanje bilo kakvih nalaza o Plutonovoj atmosferi iz našeg posmatranja, a možda je i da ne možemo da vidimo ništa kvantitativno u podacima tokom našeg prvog pokušaja. Ako ne, otprilike u isto vreme sledeće godine dobićemo još jednu priliku. I ovoga puta bićemo dobro pripremljeni za iznenadne udare vetra. Ponećemo i boce tople vode. Avantura je tamo!
