Từng được coi là hành tinh ngoài cùng của Hệ Mặt trời, tên gọi của Sao Diêm Vương đã được Liên minh Thiên văn Quốc tế thay đổi vào năm 2006, nhờ phát hiện ra nhiều Vật thể Vành đai Kuiper mới có kích thước tương đương. Mặc dù vậy, Sao Diêm Vương vẫn là một nguồn mê hoặc và là tâm điểm của nhiều mối quan tâm khoa học. Và ngay cả sau khi chuyến bay lịch sử được thực hiện bởi tàu thăm dò New Horizons vào tháng 7 năm 2015, vẫn còn nhiều bí ẩn.
Hơn nữa, việc phân tích dữ liệu NH liên tục đã tiết lộ những bí ẩn mới. Chẳng hạn, một nghiên cứu gần đây của một nhóm các nhà thiên văn học đã chỉ ra rằng một cuộc khảo sát của Đài quan sát tia X Chandra cho thấy sự hiện diện của một số phát xạ tia X khá mạnh đến từ Sao Diêm Vương. Điều này thật bất ngờ và đang khiến các nhà khoa học suy nghĩ lại về những gì họ nghĩ rằng họ biết về bầu khí quyển Sao Diêm Vương và sự tương tác của nó với gió mặt trời.
Trước đây, nhiều vật thể Mặt trời đã được quan sát thấy phát ra tia X, là kết quả của sự tương tác giữa gió mặt trời và khí trung tính (như argon và nitơ). Phát thải như vậy đã được phát hiện từ các hành tinh như Sao Kim và Sao Hỏa (do sự hiện diện của argon và / hoặc nitơ trong khí quyển của chúng), nhưng cũng có các vật thể nhỏ hơn như sao chổi - thu được quầng sáng do sự thoát ra ngoài.
Kể từ khi tàu thăm dò NH tiến hành sự di chuyển của Sao Diêm Vương vào năm 2015, các nhà thiên văn học đã biết rằng Sao Diêm Vương có bầu khí quyển thay đổi kích thước và mật độ theo mùa. Về cơ bản, khi hành tinh đạt đến sự tàn phá trong thời kỳ quỹ đạo 248 năm của nó - khoảng cách 4.436.820.000 km, cách Mặt trời 2.756.912.133 dặm - bầu khí quyển dày lên do sự thăng hoa của nitơ và metan đóng băng trên bề mặt.
Lần cuối cùng Sao Diêm Vương ở trạng thái perihelion là vào ngày 5 tháng 9 năm 1989, điều đó có nghĩa là nó vẫn đang trải qua mùa hè khi NH thực hiện chuyến bay của mình. Khi nghiên cứu Sao Diêm Vương, tàu thăm dò đã phát hiện ra một bầu khí quyển chủ yếu gồm khí nitơ (N²) cùng với khí mêtan (CH4) và carbon dioxide (CO²). Do đó, các nhà thiên văn học đã quyết định tìm kiếm các dấu hiệu phát xạ tia X đến từ bầu khí quyển Sao Diêm Vương bằng cách sử dụng Đài quan sát tia X Chandra.
Trước khi thực hiện nhiệm vụ NH, nhiệm vụ, hầu hết các mô hình bầu không khí Pluto đều mong đợi nó sẽ được mở rộng. Tuy nhiên, cuộc thăm dò cho thấy bầu khí quyển ít bị kéo dài hơn và tỷ lệ tổn thất của nó thấp hơn hàng trăm lần so với những gì các mô hình này dự đoán. Do đó, như nhóm nghiên cứu đã chỉ ra trong nghiên cứu của họ, họ dự kiến sẽ tìm thấy lượng phát xạ tia X phù hợp với những gì NH flyby quan sát được:
Được cho rằng hầu hết các mô hình trước cuộc chạm trán của khí quyển Sao Diêm Vương đã dự đoán nó sẽ được mở rộng hơn nhiều, với tỷ lệ mất ước tính vào không gian ~ 1027 đến 1028 mol / giây của N² và CH4Chúng tôi đã cố gắng phát hiện sự phát xạ tia X được tạo ra bởi các tương tác trao đổi khí trung tính [gió mặt trời] trong khí trung tính mật độ thấp bao quanh Sao Diêm Vương, họ đã viết.
Tuy nhiên, sau khi tham khảo dữ liệu từ Máy quang phổ hình ảnh nâng cao (ACIS) trên tàu Chandra, họ thấy rằng phát xạ tia X đến từ Sao Diêm Vương lớn hơn mức cho phép. Trong một số trường hợp, phát xạ tia X mạnh đã được ghi nhận đến từ các vật thể nhỏ hơn khác trong Hệ Mặt Trời, do sự tán xạ của tia X mặt trời bởi các hạt bụi nhỏ bao gồm carbon, nitơ và oxy.
Nhưng sự phân phối năng lượng mà họ ghi nhận bằng tia X-quang Pluto không phù hợp với lời giải thích này. Một khả năng khác mà nhóm nghiên cứu đưa ra là chúng có thể là do một số quá trình (hoặc quá trình) tập trung gió mặt trời gần Sao Diêm Vương, điều này sẽ tăng cường hiệu quả của bầu không khí khiêm tốn của nó. Như họ chỉ ra trong kết luận của họ:
Phát xạ quan sát được từ Sao Diêm Vương không được điều khiển theo phương pháp. Nếu do sự tán xạ, nó sẽ phải có nguồn gốc từ một quần thể hạt sương mù có kích thước nano gồm các nguyên tử C, N và O trong bầu khí quyển Pluto, phát sáng cộng hưởng dưới ánh nắng mặt trời. Nếu được thúc đẩy bởi sự trao đổi điện tích giữa các ion nhỏ [gió mặt trời] và các loại khí trung tính (chủ yếu là CH4) thoát ra khỏi Sao Diêm Vương, sau đó tăng cường mật độ và điều chỉnh sự phong phú tương đối của ion nhỏ [gió mặt trời] trong vùng tương tác gần Sao Diêm Vương là bắt buộc so với các mô hình ngây thơ.
Hiện tại, nguyên nhân thực sự của những phát xạ tia X này có thể vẫn còn là một bí ẩn. Họ cũng nhấn mạnh sự cần thiết phải nghiên cứu nhiều hơn khi nói đến Vật thể Vành đai Kuiper xa xôi và đồ sộ nhất này. May mắn thay, dữ liệu do nhiệm vụ NH cung cấp có thể sẽ được đổ trong nhiều thập kỷ, tiết lộ những điều mới và thú vị về Sao Diêm Vương, Hệ Mặt trời bên ngoài và cách các thế giới xa xôi nhất từ Mặt trời của chúng ta hành xử.
Nghiên cứu - được chấp nhận để công bố trên tạp chí Icarus - được thực hiện bởi các nhà thiên văn học từ Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins (JHUAPL), Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian, Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwI), Trung tâm Vũ trụ Vikram Sarabhai (VSCC) và Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA và Ames Trung tâm.
