Когда зонд «Новые горизонты» пролетел мимо Плутона в 2015 году, одним из наиболее удивительных особенностей карликовой планеты стало наличие небольшой атмосферы. Помощь в понимании того, как на таком далеком от Солнца расстоянии Плутон смог сохранить атмосферу, пришла к «Новым горизонтам» с Земли, где в том же 2015 году наблюдения за карликовой планетой вела стратосферная обсерватория SOFIA, размещенная на переоборудованном самолете Boeing 747SP.
Преимуществом этой обсерватории, которая исследует объекты в инфракрасном и видимом диапазонах, является мобильность и большая высота полета. Ее часто используют, когда тот или иной объект пролетает на фоне далекой звезды. Именно так и было с Плутоном 29 июня 2015 года. Планета проходила перед звездой, и задачей SOFIA было поймать эту едва уловимую тень, собрав данные по свету, прошедшему сквозь тончайшую атмосферу Плутона.
Эти операции проводились буквально за пару недель до пролета мимо Плутона «Новых горизонтов». Поэтому ученые объединили данные по атмосфере карликовой планеты, чтобы лучше разобраться, почему она существует и каковы ее циклы. SOFIA в инфракрасном диапазоне изучила среднюю атмосферу Плутона, а «Новые горизонты» - верхнюю и нижнюю, используя ультрафиолетовый диапазон.
Существование атмосферы на Плутоне связывали с эллиптической орбитой карликовой планеты. Однако данные SOFIA позволили понять, что наличие атмосферы, которую правильнее даже было бы назвать дымкой, скорее зависит от того, какие участки Плутона оказываются под солнечными лучами, а не столько от расстояния до Солнца, которое достаточно сильно меняется по ходу путешествия Плутона по орбите.
Атмосфера Плутона представляет собой преимущественно азот с небольшим количеством метана и оксида углерода. Частицы дымки образуются на высоте около 32 км, куда поднимается испаренный с поверхности газ. Затем медленно оседают на поверхность. Частицы эти чрезвычайно малы, имеют диаметр около 0,06-0,1 мкм. Они рассеивают в основном синий свет, поэтому дымка имеет синеватый оттенок.
Также удалось выяснить, что атмосфера Плутона подвержена коротким циклам, которые связаны не с приближением и отдалением от Солнца по мере пути по орбите, а с наклоном оси вращения карликовой планеты, собственно ее вращением и распределением ледяных зон по поверхности. Грубо говоря, когда Плутон подставляет солнечным лучам районы, которые более богаты льдом, атмосфера быстрее заполняется дымкой, которая постепенно оседает. Сопоставление данных позволило понять, что цикл занимает несколько лет, тогда как орбитальный период Плутона составляет 248 лет.