Un nou planeta nan més enllà de Neptú

RR245orbit_labeled2

La família dels planetes nans, del qual Plutó, n’és el membre més gros, ha crescut amb un nou element, l’objecte 2015 RR245.

Un equip internacional d’astrònoms ha descobert un nou planeta nan en òrbita en el cinturó de Kuiper, el disc de petits mons gelats que hi ha més enllà de Neptú. L’objecte nou té uns 700 km de grandària i posseeix una de les majors òrbites entre els planetes nans. Designat 2015 RR245 pel Centre de Planetes Menors de la Unió Astronòmica Internacional, va ser descobert amb el telescopi Canada-France-Hawaii (CFH) instal·lat en Mauna Kea, Hawaii.

Els mons gelats més enllà de Neptú indiquen com es van formar els planetes gegants i com després es van desplaçar allunyant-se del Sol. Ens permeten construir la història del nostre Sistema Solar. Però quasi tots aquests mons gelats són molt menuts i febles: és  realment emocionant trobar un prou gran i brillant que ens permeta poder estudiar-ho en detall“, comenta Michele Bannister (Universitat de Victoria, British Columbia, Canadà).

L’òrbita de RR245 el situa actualment a més de 120 vegades la distància del Sol a la Terra. La seua grandària no es coneix amb precisió, ja que és necessari mesurar amb més detall les propietats de la seua superfície. “És o menut i brillant o gran i feble“, afirma Bannister.

RR245_discovery-loopLa gran majoria dels planetes nans com 2015 RR245 van ser destruïts o expulsats del Sistema Solar durant el caos que es va produir quan els planetes gegants es van desplaçar cap a fora, col·locant-se en les seues posicions actuals. RR245 és un dels pocs planetes nans que va sobreviure fins al dia d’avui, juntament amb Plutó i Eris, els planetes nans majors coneguts. RR245 gira al voltant del Sol entre la població que queda de desenes de milers de mons transneptunians molt més xicotets.

Després de centenars d’anys a més de 12 mil milions de quilòmetres (80 unitats astronòmiques, ua)  del Sol, RR245 està viatjant cap al seu punt d’acostament màxim a 5 mil milions de quilòmetres (34 ua), al que arribarà l’any 2096. RR245 ha romàs en aquesta òrbita altament el·líptica durant almenys els últims 100 milions d’anys. Com només ha sigut observat durant un any dels 700 que tarda a completar una òrbita al voltant del Sol, encara es desconeix d’on procedeix i com evolucionarà lentament l’òrbita en el futur llunyà. La seua òrbita precisa serà refinada durant els pròxims anys. I evidentment rebrà un nou nom que l’equip de descobridors pot suggerir a la Unió Astronòmica Internacional.

Imatges:

1.- Il·lustració de l’òrbita de RR245 (línia taronja). Els cossos igual de brillants o més que RR245 estan etiquetats. El Centre de Planetes Menors descriu l’objecte com el divuité major del Cinturó de Kuiper.  Alex Parker OSSOS team.
2.- Imatges (en negatiu) del descobriment de RR245. El gif animat mostra el moviment del nou objecte sobre el fons del cel durant un perídode de 3 hores. OSSOS team.

Un nové planeta per al sistema solar?

la-sci-sn-planet-nine-20160120-001

La possible existència d’un nou planeta situat més enllà de Plutó, en les afores fredes del Cinturó de Kuiper, ha revolucionat els astrònoms planetaris. Tanmateix el treball de Batygin i Brown, de la Universitat Tecnològica de Califòrnia, CalTech, publicat aquesta setmana a Astrophysical Journal, només pressuposa l’existència d’un cos tan gran com Neptú i d’unes 10 masses terrestres per explicar l’estranya òrbita de sis cossos transneptunians. Per demostrar que el cos existeix realment, caldrà fer encara molta feina.

Més enllà de Neptú s’estén el reialme dels cossos petits i gelats, residus de la formació del sistema solar. És l’anomenat Cinturó de Kuiper que acull objectes situat entre els 30 i 50 vegades la distància Terra-Sol (anomenada unitat astronòmica). L’objecte més gran que coneixem per ara és el planeta nan Plutó. També s’hi troba Eris, descobert l’any 2005 pel mateix Brown que ara proposa el nou cos. El descobriment d’Eris, i posteriorment d’altres cosos com Makemake, va fer que la Unió Astronòmica Internacional redefinira el concepte de planeta l’any 2006 i degradara Plutó i Eris a l’estatus de planetes nans. El descobriment d’Eris, per tant, va propiciar la caiguda en desgràcia de Plutó. El mateix Brown, socarró, en fa conya i ha adoptat l’usuari de Twitter @plutokiller.

planet-nine-160120b-02Sis dels objectes del Cinturó de Kuiper mostren unes òrbites molt allargassades (molta excentricitat orbital) però, allò que més sobta els astrònoms és que el seu periheli, el punt de màxima aproximació al Sol, de tots ells es troba en la mateixa zona del cel. Aquesta coincidència de les òrbites no es gens casual i s’ha tractat d’explicar de diverses formes. Per exemple, el pas casual del sistema solar per les proximitats  d’una altra estrella podria ser la causa d’aquesta configu- ració tan estranya dels cossos però els efectes de la trobada estel·lar es notarien també en el sistema solar intern on s’hi troba la Terra. I les mesures acurades de les òrbites dels planetes interiors no mostren cap senyal estranya i no explicada.

Davant de la falta d’hipòtesis concloents, Batygin i Brown han proposat l’existència d’una superTerra d’unes 10 masses terrestres, amb una òrbita no circular, sinó excèntrica, que seria la responsable de modular el moviment d’aquests sis cossos. Entre aquests cossos podem trobar els objectes 2012VP113 i Sedna, que tenen òrbites tan allargassades que possiblement siguen membres del núvol d’Oort, l’immens núvol de cossos gelats que envolta tots els planetes i el Cinturó de Kuiper.

Superterra-Sistema-SolarEls moviments dels sis objectes i de la possible superTerra es trobarien coordinats. Quan els petits cossos gelats es trobaren prop del periheli, el planeta hipotètic es trobaria en el seu punt més allunyat del Sol, de manera que mai es trobarien.

El suposat planeta número 9 del sistema solar és, per tant, una hipòtesi de treball i caldrà descobrir-lo observacionalment. Tanmateix els astrònoms estan acostumats a aventurar l’existència d’objectes planetaris de manera teòrica per a tractar d’explicar anomalies gravitatòries per a després descobrir-los realment. Aquesta és la gràcia de la llei de gravitació universal de Newton. La mecànica celeste és una ciència predictiva.

L’existència del planeta Neptú, per exemple, va ser predita l’any 1846 per l’astrònom francés Urbain Le Verrier per explicar les anomalies observades en el moviment d’Urà. Amb la predicció, l’astrònom alemany Johann Gottfried Galle va ser capaç de trobar-lo al cel el 23 de setembre de 1846 a només 1º de la posició calculada.

Si la superTerra existeix finalment, Batygin i Brown comenten que hauria d’existir també una nova població d’objectes del Cinturó de Kuiper encara desconeguda. Uns objectes que amb òrbites molt excèntriques es mogueren en òrbites perpendiculars a les òrbites dels sis cossos de l’estudi. Si aquests nous objectes són descoberts finalment es reforçaria molt la hipòtesi de la superTerra.

Aquests són, però, indicis indirectes. El que realment interessa ara és l’observació directa de l’objecte, si realment existeix. La suposada superTerra es troba tan lluny que la seua brillantor serà molt feble. Potser els telescopis infrarojos en òrbita com el WISE podrien captar la dèbil escalfor que emeta.

kbatygin-mbrown-0049_1000I si finalment Michael E. Brown té raó i la superTerra és un membre real del sistema solar, podrà finalment dir que ha descobert un planeta, en aquest cas el 9é. I espera que no li passe el mateix que li passà amb Eris, que indirectament causà la mort de Plutó com a planeta.

1.- Visió artistica d’un planeta gegant expulsat del seu sistema estel·lar en la foscor de l’espai. Els astrònoms pensen que el nostre sistema solar pot tindre una distant superTerra, expulsada a les afores en les primeres etapes de la formació dels planetes. NASA.
2.- Caracterísitiques del suposat nové planeta del sistema solar.  ‘Planet Nine’ May Exist: New Evidence for Another World in Our Solar System. SPACE.com.
3.- Òrbites dels cossos transneptunians i de la suposada superTerra. Not So Fast: Why There Likely Isn’t A Large Planet Beyond Pluto.
4.- Mike Brown i Konstanin Batygin en Caltech. Lance Hayashida/Caltech.

Boires i glaceres en un sorprenent Plutó

nh-apluto-mountains-plains-9-17-15_0n

Cada vegada que la NASA publica noves imatges enviades per la sonda News Horizons se’ns revela un Plutó més i més sorprenent. Ara podem admirar majestuoses muntanyes junt a immenses planes gelades sota capes de boira mentre grandioses glaceres arrosseguen nitrogen congelat des de les zones muntanyoses cap a les planes.

Era el 14 de juliol. Feia 15 minuts que New Horizons havia passat pel punt de màxima aproximació a Plutó quan la nau mirà enrere. El Sol llunyà estava molt baix a l’horitzó plutonià i les muntanyes de gel d’aigua de més de 3500 m d’alçada, com immensos icebergs, projectaven unes ombres ben allargades. En primer pla l’agrupació de muntanyes Norgay Montes destacaven clarament mentre que les Hillary Montes es veien a ran de l’horitzó.

Si això ja és de per si bastant interessant, més sorprenent ha estat veure en les fotos arribades detalls de l’atmosfera de Plutó desconeguts fins ara. La tènue atmosfera es mostra com una dotzena de capes de boirina fines i ben delimitades que s’estenen des de prop del sòl fins a uns 100 quilòmetres per sobre de la superfície. A més, la imatge revela almenys un banc de boira a baixa altitud il·luminat pel Sol ponent contra el costat fosc de Plutó.

A més de ser visualment impressionant, aquestes boires baixes apunten que el clima canvia de dia a dia a Plutó, igual que ho fa aquí a la Terra“, va dir Will Grundy, líder de l’equip de  Nous Horitzons de l’Observatori Lowell, a Flagstaff , Arizona.

Pluto-Ralph-Reagan

Ian Regan, artista espacial, ha acolorit la imatge amb dades de color de l’instrument infraroig Ralph i la visió del planeta nan encara se’ns fa més pròxima.

Tanmateix el que ha deixat de veritat amb la boca oberta els científics planetaris és el ben visible flux de gel de nitrogen que circula des de les zones elevades cap a Sputnik Planum, la part sud de la zona blanca del “Cor” de Plutó, informalment anomenada Tombaugh Regio.

nh-1overview_reduced-annotated-9-17-15

Efectivament. Si fem un zoom a la zona sud de Sputnik Planum, es veueu coses ben interessant que fan pensar seriosament en l’existència d’un cicle “hidrològic” a Plutó però on el fluid del cicle seria nitrogen.

nh-3flow-detail-annotated-9-17-15

A la imatge anterior podem veure unes valls glacials o rius de gel que desemboquen en la zona gelada de Sputnik Planum. El gel que circula per aquestes valls és probablement nitrogen congelat que sembla haver-se acumulat a les zones altes situades en el costat dret d’aquesta imatge (630 quilòmetres de costat). El gel estaria drenat des de les muntanyes de Plutó cap a Sputnik Planum a través d’àmplies valls de 3 a 8 quilòmetres d’amplada indicades per fletxes roges. La zona davantera del flux del gel en moviment que entra en Sputnik Planum s’indica per les fletxes blaves.

Aquesta imatge i aquesta millorada també fan pensar en un cicle del nitrogen a Plutó similar al cicle de l’aigua a la Terra que funcionaria de la següent manera. Plutó té una òrbita allargassada de 247,68 anys de durada. Durant molt anys el planeta nan s’interna en l’òrbita de Neptú i, durant aquest temps, rep molta més radiació solar amb la qual cosa part del nitrogen congelat en converteix en gas nitrogen. Passat uns anys, quan Plutó torna a endinsar-se en les profunditats del Sistema Solar, allunyant-se del Sol, aquest nitrogen atmosfèric es congela i cau sobre la superfície plutoniana en forma de neu. La neu acumulada en les zones muntanyoses flueix cap a les zones baixes mitjançant les valls de glaceres que depositen el nitrogen congelat en les planes de Sputnik Planum. Aquest gel es tornarà a evaporar durant els anys del següent periheli de Plutó.

No esperàvem trobar indicis d’un cicle glacial basat en el nitrogen en Plutó que funcionara en les fredes condicions del sistema solar exterior“, ha dit Alan Howard, membre de l’equip d’imatges de Geologia i Geofísica de la missió de la Universitat de Virgínia, Charlottesville. “Impulsat per la tènue llum del Sol, això seria directament comparable amb el cicle hidrològic que alimenta les capes de gel de la Terra, on l’aigua s’evapora dels oceans, en forma de neu, i retorna als mars a través de flux de les glaceres“.

Plutó és sorprenentment semblant a la Terra en aquest sentit“, ha afegit Stern, “i ningú ho va predir.

Plutó ens torna a sorprendre.

Foto:
1.-Les imatges de les muntanyes i boires es van obtenir des d’una distància de 18,000 quilòmetres. La imatge fa 380 quilometres d’ampla. NASA/JHUAPL/SwRI i Ian Regan, artista espacial.
2.- Glaceres a Plutó. NASA/JHUAPL/SwRI.

Les estranyes dunes de Plutó

nh-surface-features-9-11-15

Plutó continua fascinant els astrònoms. Les noves imatges rebudes des de New Horizons mostren un major detall i afegeixen nous misteris a aquest estrany cos celeste.

New Horizons passà prop de Plutó el passat 14 de juliol i durant unes hores enregistrà milers d’imatges del planeta nan i dels seus satèl·lits. Però, fins ara, la nau només ens n’ha retornat unes poques amb una qualitat mitjana. Després d’unes setmanes en que New Horizons ha estat enviant només dades dels sensors “no visuals”, a partir del passat 5 de setembre, van començar a arribar les imatges de Plutó amb la màxima resolució.

La diversitat dels terrenys que mostren les noves imatges és realment sorprenent, de manera que Plutó ha aconseguit ser ja el cos més estrany del sistema solar: muntanyes solitàries de gel d’aigua, planes immenses de nitrogen congelat, cràters nombrosos i antics i unes misterioses dunes.

La imatge del començament d’aquest apunt mostra la zona de transició de Sputnik Planum (part blanca del centre) i Cthulhu Regio (zona fosca inferior) vista per la càmera LORRI a 80000 km de distància el passat 14 de juliol. En la part inferior dreta podem veure els Norgay i Hillary Montes. Aquesta imatge prové d’un mosaic d’imatges i, a més a més, es troba distorsionada per simular el que veuríem si volarem a uns 1800 km d’alçada.

I amb aquestes imatges la vista que tenim de la superfície és realment espectacular i molt i molt estranya.

La superfície de Plutó és tan complexa com la de Mart“, ha dit Jeff Moore, cap del grup d’Imatge, Geofísica i Geologia de l’equip de New Horizons (GGI) en l’Ames Research Center de California. “Les muntanyes aïllades i disposades a l’atzar podrien ser enormes blocs de gel d’aigua congelats surant en un vast, més dens i més suau dipòsit de nitrogen congelat dins de la regió informalment anomenada Sputnik Planum.

Per a la formació d’aquestes muntanyes, no pensem, per tant, en processos semblant als terrestres on intervé la tectònica de plaques sinó que aquestes muntanyes serien un mena d’enormes icebergs flotant sobre un mar de nitrogen congelat.

nh-dark-areas-9-10-15

Aquestes noves imatges mostren també una gran quantitat de cràters en Cthulhu Regio (zona fosca inferior de la imatge superior).  La gran quantitat de cràters grans i l’absència de craters petits suggereix que la zona és molt antiga. Tanmateix, al costat d’aquests accidents geogràfics antics es troben les joves planes gelades de Plutó totalment lliures de cràters, la qual cosa suggereix algun procés intern actualment actiu o prou recent.

A la part superior de la imatge podem veure unes muntanyes aïllades, del tipus descrit abans, i si fixem la mirada al centre observem una zona fosca amb una forma semblant a la Índia, on apareixen unes estranyes línies negres, espaiades regularment. Sí, semblen dunes! Dunes en un planeta nan congelat? Això no és estrany ja que el satèl·lit Tità gaudeix del camp de dunes més gran del sistema solar. El que ha meravellat de debò  els astrònoms és que les dunes no haurien d’aparéixer en un cos amb una atmosfera tan feble i, per tant, segurament sense vents forts i constants.

Veure dunes a Plutó – si això és el que són – seria una cosa de bojos, perquè l’atmosfera de Plutó d’avui dia és molt minsa”, ha dit William B. McKinnon, un membre del grup GGI de la Universitat de Washington en St. Louis. “O bé, Plutó tenia una atmosfera més densa en el passat, o algun procés que no hem descobert fins ara està actuant. És un veritable mal de cap”.

Plutó es mostra com un cos molt estrany. Les noves imatges que vagen arribant ens donaran més sorpreses, segur. En continuarem parlant.

I, encara que he usat els noms que l’equip de la missió ja ha situat sobre els elements més caracterísitics de Plutó i Caront, cal recordar que són informals i, per tant, encara provisionals. No ens il·lusionem encara amb ells ja que la Unió Astronòmica Internacional (IAU) encara no els ha acceptat i sembla que no n’està gens satisfeta amb la nomenclatura usada ni la manera com els científics de New Horizons els han fet conéixer a la societat. Hi ha de fet una dura pugna entre aquests i el  Working Group for Planetary System Nomenclature, secció de l’IAU responsable dels noms planetaris. Segurament alguns d’aquests noms s’hauran de canviar ben aviat.

Podeu trobar més informació a l’article de Daniel Marín: Las dunas de Plutón.

Imatges:
1.- Sputnik Planum (centre) i Cthulhu Regio (zona inferior fosca) vista per la càmera LORRI a uns 80000 km de distància el 14 de juliol 2015. En la parte inferior dreta podem trobar Norgay i Hillary Montes (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).
2.- Aquesta imatgen fa 350 km de costat amb una resolución de 800 m/píxel. És la regió situada entre Cthulhu Regio i Sputnik Planum. S’observen estructures fosques rectilínies que podríen ser dunes (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).

L’atmosfera intermitent de Plutó

Pluto-Atmosphere-1-23-15-lg

Ja se sabia que Plutó tenia atmosfera. I que aquesta era més activa i extensa en les èpoques en que el planeta nan s’endinsa en l’òrbita de Neptú mentre que aquesta col·lapsa quan el cos s’allunyà del Sol. També se sabia que l’atmosfera està composada principalment de nitrogen i metà.

L’estranya atmosfera de Plutó s’ha estudiat de manera intensa des de l’entorn terrestre per preparar l’arribada de New Horizons. Per comprendre l’estructura en altura i el funcionament de l’atmosfera plutoniana l’equip de la missió va dissenyar un delicat experiment amb la nau News Horizons. Una hora després d’aproximar-se al planeta nan, la nau va travessar el seu con d’ombra i, per tant, la nau, Plutó i el Sol es trobaren alineats. L’interés d’aquesta immersió en la foscor solar era aprofitar el moment d’entrada (o eixida) de l’ombra, en que New Horizons observaria una posta (o eixida) de Sol. L’experiment va ser un èxit ja que l’espectrògraf ultraviolat Alice a bord, va permetre observar emissions de diversos gasos en totes les capes de l’atmosfera de Plutó. La llum solar s’anava atenuant a mesura que la nau s’endinsava (o emergia) en l’ombra de Plutó. Els tènues gasos de l’atmosfera plutoniana absorbiren part de la llum solar i deixaren una empremta que ha servit per identificar-los. Les dades definitives no s’han enviat encara des de la nau, però l’equip de la missió ja ha revelat alguns resultats parcials.

L’atmosfera, com s’esperava, està composada per nitrogen molecular N2, metà (CH4) i hidrocarburs, i estructurada en altura per la variació del seu pes molecular, amb els hidrocarburs més prop de la superfície, el metà a altures mitjanes i el nitrogen en l’alta atmosfera. El que ha sorprés, però, als especialistes d’atmosferes planetàries, és l’extensió de l’atmosfera que s’ha observat fins a alçades de 1600 km sobre la superfície, més enllà d’un radi plutonià.

L’animació mostra com disminueixen els comptes per segon (relacionats amb el nombre de fotons que arriben al detector per segon) observat per l’instrument Alice, a mesura que l’atmosfera de Plutó s’interposa per davant del Sol. Els comptes van baixant degut al fet que la llum solar ultraviolada ha de travessar capes cada vegada més gruixudes de l’atmosfera i la llum solar s’absorbeix cada vegada més fins que en entrar en l’ombra el nombre de comptes arriba a zero. El nombre de comptes observat es compara amb les prediccions que donen dos models plausibles de l’atmosfera de Plutó: un cas “turbulent”, on no hi ha massa absorció i el nombre de comptes esperat és relativament gran, a causa haver només petites quantitats d’hidrocarburs de llum solar que absorbeixen en l’atmosfera inferior, i una atmosfera “estancada”, on es preveia que l’abundància d’hidrocarburs fora més gran. Les dades preliminars d’Alice no es corresponen amb cap dels models proposats, però estan més a prop del cas estancat.

02_Gladstone_03

Com s’observa a la gràfica adjunta, el nombre de comptes és gran, és clar, quan s’observa el Sol fora de l’atmosfera de Plutó. Però a mesura que el Sol queda per darrere de l’atmosfera el nombre de fotons que arriben al detector baixa de manera dràstica. El nitrogen molecular (N2) és el primer responsable de l’absorció de la llum solar en les capes més altes de l’atmosfera, però la seua contribució minva a mesura que la nau va entrant en l’ombra. En aquest moment és quan el metà i els hidrocarburs són els gasos que absorbeixen la llum del Sol. I evidentment quan la nau entra en la zona d’ombra cap més fotó pot arribar al detector i el nombre de comptes cau a zero. Quan la nau surt per l’altra banda de l’ombra el procés es repeteix a la inversa. S’observa que l’atmosfera en els dos costats de Plutó es comporta de la mateixa forma.

Quan tinguem les dades completes recollides per l’instrument Alice podrem dir més coses de l’intrigant atmosfera del més gran dels cosos del cinturó de Kuiper.

Imatge:
1.- Com la Terra, l’atmosfera de Plutó també està dominada pel nitrogen.  Compound Interest
2.- Mesures atmosfèriques. NASA/JHUAPL/SwRI.

Les muntanyes gelades de Plutó

nh-plutosurface

Ja tenim les primeres imatges de Plutó preses durant l’aproximació de fa dos dies. I, sorpresa, Plutó no és com s’esperava. No és un cos celeste mort, de roca i gels, sense evolució al llarg dels mil·lennis. Tot el contrari, el planeta nan sembla estar ben actiu ja que mostra accidents geogràfics massa pronunciats i, una absència quasi total de cràters d’impacte en la superfície.

L’abundància dels cràters d’impacte, causats pels xoc de milions de cossos menuts en els primers 800 milions d’anys del Sistema Solar sobre els planetes acabats de formar, és un clar indicador de la joventut o vellesa d’una superfície planetària o lunar, almenys en el Sistema Solar intern. Per exemple, la nostra Lluna està plena de cràters, senyal de la inactivitat de la geologia lunar mentre que la Terra en té ben pocs, esborrats per l’erosió pel vent i l’aigua però sobretot pel moviment de les plaques continentals que renoven la superfície terrestre. Així podem dir que la superfície lunar és vella i la de la Terra nova.

Plutó no sembla tindre cràters d’impacte i, a més, té muntanyes de més de 3500 m d’alçada, que els geòlegs planetaris daten en uns 100 milions d’anys, ahir en termes geològics. La superfície plutoniana és molt jove. Qui modela i la renova al llarg dels anys? Un misteri, de moment. A veure si la informació que encara han d’enviar els altres instruments pot treure’n l’entrellat.

pluto-observations-through-the-years

I per recordar com hem avançat en el coneixement de Plutó, la NASA ha publicat un gif animat en que es combinen les vistes de Plutó que s’han obtingut durant les últimes dècades, des del seu descobriment per Clyde Tombaugh en 1930 fins a les imatges actuals passant per les intrigants imatges del Hubble on ja es veia el joc d’ombres i clars que ha resultat ser Plutó.

La primera imatge de Plutó és propietat de l’Observatori Lowell i no és pot publicar sense permís del Arxius de l’Observatori, però es pot veure en aquest enllaç de la NASA que si que té el permís.

nh-charonDe Caront ja tenim un retrat de prop també. Durant el sobrevol, New Horizons va tindre un moment per captar la principal lluna de Plutó des de 466,000 km de distància. Caront també sembla tindre una superfície molt jove sense massa cràters d’impacte. A l’hemisferi sud se’n veuen alguns d’ells però són massa pocs per al que s’esperava. Com Plutó, per tant, ha d’haver un mecanisme que ha rejovenit la superfície de la lluna. Caront, sembla ser també actiu. També ja sorprés la zona fosca pròxima a la zona polar de Caront. Amb unes vores difuses podria ser un dipòsit prim de material fosc que ha emanat o caigut/plogut sobre la superfície. Ja ha estat batejat amb el nom de Mordor.

Una altra cosa sorprenent es l’abundància de canyons en Caront. Alguns d’ells, amb més de 1000 km de longitud, són molt profunds. Així, el que es veu en la vora drets de la imatge té uns 9 km de fondària.

nh-hydra_1_0I finalment també s’ha donat a conéixer la primera imatge de la lluna Hidra, descoberta el 2005. No té massa resolució però mostra una forma allargada com ja s’havia determinat fa temps.

Les imatges que han arribat avui són comprimides i, per tant, en baixa resolució. Al disc dur de l’ordinador a bord de New Horizons estan les imatges en alta resolució. Poc a poc aniran arribant i serà, aleshores, quan algunes de les preguntes actuals podran ser resoltes.

Imatges:  NASA-JHUAPL-SwRI

No patiu, estic bé

tn-p_lorri_fullframe_color

Ahir va ser un dia històric. La nau New Horizons passà entre els objectes del sistema Plutó – Caront i sembla que tot es va desenvolupar segons el guió previst. Estava programat que la sonda es dedicara exclusivament a recollir el màxim de dades mitjançant els seus set instruments i deixarà la comunicació amb la Terra per a quan no estiguera tan agobiat. I és que, donada la velocitat a que viatja, 49.600 km/h, tot el pas del sistema no havia de durar més de 4 hores.

Per obrir boca, l’equip de la missió New Horizons va publicar una imatge de Plutó obtinguda des de 768.000 km de distància, combinació d’una imatge en alta resolució en blanc i negre de la càmera LORRI (Long Range Reconnaissance Imager) amb dades en color en baixa resolució de l’instrument Ralph. En aquesta imatge es veu la gran superfície blanca brillant, el Cor de 1.600 km de diàmetre, en primer pla, la zona equatorial fosca a l’esquerra i s’arriben a veure també alguns craters d’impacte. Aquesta imatge va ser la que, ahir, tots els mitjans de comunicació van difondre. Seria la vista de Plutó més detallada enviada a la Terra abans de la màxima aproximació a Plutó.

Aquesta matinada, un poc abans de les 3, New Horizons ha trucat a casa. Durant la trucada de 15 minuts, no ha dit exactament que està bé, sinó més bé ha enviat una sèrie de dades de control per confirmar que el sobrevol ha estat un èxit i que tot ha succeït sense problemes. Ara la nau estarà unes 21 hores en silenci i continuarà prenent dades mentre s’allunya del seu objectiu dels darrers 9 anys i mig.

New Horizons Pluto Flyby

Les dades dels instruments i les imatges de l’encontre s’aniran enviant a la Terra molt a poc a poc. Entre hui dia 15 i el dia 20 de juliol, New Horizons enviarà algunes imatges comprimides de les vistes que va prendre ahir. A partir del 20 començarà a enviar les dades científiques dels instruments com ara SWAP i PEPSSI, dedicats a l’estudi dels ions i el vent solar de l’entorn del sistema Plutó – Caront. Fins al setembre no es tornarà a enviar més imatges. La retransmissió de totes les dades serà lenta ja que durarà fins a novembre de 2016. La seqüència completa del que enviarà la nau pot llegir-se a l’interessant article de Daniel Marín.

Com podeu imaginar, les reaccions són d’eufòria als Estats Units. Estan orgullosos per la feina ben feta i il·lusionats per que Plutó recupere l’estatus de planeta. Fins i tot el president Obama s’ha felicitat en una piulada, en que remarca el lideratge del seu país en l’exploració espacial.

Obama

Amb l’èxit del sobrevol de Plutó, estem celebrant l’esdeveniment culminant d’una edat d’or de l’exploració planetària“, va dir John Grunsfeld, administrador associat del Directori de Missions Científiques de la NASA a Washington. “Si bé aquest esdeveniment històric encara està en marxa –amb l’emocionant ciència de Plutó que encara ha de vindre  – una nova era de l’exploració del sistema solar tot just comença. Futures missions de la NASA desentranyaran els misteris de Mart, Júpiter, Europa i d’altres mons al voltant d’altres Sols en els anys a venir“.

Imatge: Plutó des de 768.000 km. NASA/APL/SwRI
Imatge: Alegria entre els controladors de vol de New Horizons després d’haver rebut la confirmació que la nau havia completat amb èxit el sobrevol de Plutó. 14  juliol 2015 al Centre d’Operacions de la Missió (MOC) al Laboratori de Física Aplicada de la Johns Hopkins University. NASA / Bill Ingalls.

Plutó a la vista, ara sí

071215_pluto_alone_0

Ja hi som. Demà la humanitat serà més prop que mai del que va ser durant 76 anys el darrer planeta del sistema solar. La nau de la NASA New Horizons farà un sobrevol enmig del sistema Plutó – Caront i de les seues altres 4 llunes. A les 13:49, hora local, la petita nau terrestre passarà a 12.500 km de la superfície del planeta nan a una velocitat de 49.600 quilòmetres per hora. Serà el moment en que els set instruments de New Horizons posaran tots els seus potencials per extraure la màxima informació del sistema.

De moment la vista de Plutó i de Caront és espectacular. Ja no tenim a la vista el joc de clars i d’ombres dels últims dies. Ara, com diuen al control de la missió hi ha geologia, hi ha cràters, hi ha estructures, hi ha un cos celeste a la vista.

Fa dos dies es va rebre la que serà la última vista possible de la cara de Plutó amb les quatre estranyes taques fosques. La rotació del planeta nan farà que aquesta cara no siga visible mentre que la que presenta la zona brillant en forma de cor serà la que fotografiarà la sonda en passar.

Ara en les noves imatges rebudes, amb molta més resolució, ja que ara New Horizons es troba a menys d’1,5 milions de quilòmetres del seu objectiu, Plutó mostra accidents lineals que poden ser penya-segats així com també destaca una forma circular que podria ser ben bé un cràter d’impacte. I mentre Plutó va girant, les zones conegudes de fa setmanes, com la zona fosca equatorial anomenada informalment “la Balena” i la zona brillant, “el Cor”, guaiten ja per l’horitzó oest.

pluto-annotated

Però ahir també es van rebre les primeres imatges del principal satèl·lit de Plutó, l’enigmàtica lluna Caront. Ara tampoc sembla ser la bola de roca i gel sense relleu que podíem pensar. També hi ha geologia. Les imatges rebudes mostres dos cràters d’impacte, el més gran dels quals situat a l’hemisferi sud de la lluna té uns 100 km de diàmetre. Els que ha sorprés el geòlegs planetaris és la foscor del material del centre del cràter. Una possible explicació seria que l’impacte d’un cos del cinturó de Kuiper, va extraure de l’interior un tipus de gel no tan reflectiu a la llum solar.

charon_annotated

Però Caront sembla ser també un món de canyons (chasms) grandiosos. El més gran, que es troba en l’hemisferi sud, és més llarg i més profund que el Gran Canyó del Colorado als Estats Units, d’acord amb William McKinnon, cap adjunt científic de l’equip de recerca de Geologia i Geofísica de New Horitzons.

Finalment sobre la superfície de Caront destaca sobretot una gran zona fosca de més de 300 km de diàmetre.

Demà en sabrem molt més.

Imatges. Plutó i Caront des de New Horizons. NASA/JHUAPL/SWRI

From Pluto with love

7-8-15_pluto_color_new_nasa-jhuapl-swri

Plutó a la vista! Això cridaria el vigia de la nau New Horizons si anés tripulada. Però la nau que deixà la Terra el 19 de gener de 2006, és totalment automàtica i no sentirà l’emoció de l’arribada. New Horizons ja es troba a menys de 5 dies de viatge i a uns 5,5 milions de quilòmetres del planeta nan Plutó.

I cada dia que passa les imatges que mostra són més espectaculars. Ara ja tenim un mapa complet de l’hemisferi nord del planeta, amb alguns accidents ben característics, la natura dels quals encara és una incògnita.

El tret superficial més evident és una regió molt brillant a la part visible del planeta nan, amb aproximadament 1.600 quilòmetres d’ample. Aquesta podria ser una zona on els dipòsits relativament frescos de gebre, potser incloent-hi metà congelat, nitrogen i/o monòxid de carboni formen una superfície brillant.

I aquesta zona té una forma tan semblant a Pluto-Loveun cor que la xarxa s’ha omplert de corets plutonians, estimant Plutó, fins i tot alguns enviats pel twitter de la missió mateixa. I, fins i tot jo no m’he pogut resistir per posar un títol inspirat en el segon film de la saga Bond. Ja veurem que, en augmentar la resolució en apropar-se la nau al planeta nan, finalment la zona no s’assembla tant a un cor.

Finalment caldria destacar que s’ha aconseguit fer un mapa en projecció Mercator de la zona visible de Plutó, que correspon aproximadament a l’hemisferi nord del cos celeste. En aquesta imatge apareix una zona molt fosca, que informalment s’ha anomenat “La balena”, a l’espera del nom definitiu, que segueix l’equador del planeta nan i que mesura uns 3.000 km. A la dreta ( a l’est) se situa el “cor” brillant de Plutó del que ja hem parlat abans. I si es continua cap a l’est, després d’aquesta estructura blanca, s’observen les quatre misterioses taques negres ja descobertes en imatges dels dies anteriors.

nh-pluto-mapA l’esquerra ( a l’oest) de “La balena” es pot veure una estructura brillant de forma circular, en forma de donut en diuen ells, d’uns 350 km de diàmetre. Ben be podria ser un cràter d’impacte com els milers que es poden veure en molts cosos del sistema solar. Però no hi ha res segur encara.

Esperem impacients. Cada dia el control de la missió donarà nova informació. Ja queda poc.

Imatges:

1.- Imatge de Plutó feta amb LORRI ‘Long Range Reconeixement Imager (LORRI) rebuda el 8 juliol 2015 i combinada amb la informació de color de baixa resolució de l’instrument Ralph. Crèdits: NASA-JHUAPL-SWRI.
2.- Imatge de Plutó amb el cor. Crèdits: NASA-JHUAPL-SWRI.
3.- Mapa de Plutó, en projecció Mercator, a partir d’imatges preses per l’instrument LORRI a bord de New Horizons, que mostra una àmplia gamma de marques clares i fosques de diferents mides i formes. Potser el més interessant és el fet que tot el material més fosc a la superfície es troba al llarg de l’equador de Plutó. La versió en color va ser creat a partir de dades de color de baixa resolució de l’instrument Ralph de la nau espacial.
Crèdits: NASA-JHUAPL-SWRI.

Plutó, l’altre “planeta” roig

Cada dia que passa Plutó està més prop. Ara la sonda New Horizons es troba a menys d’11 milions de quilòmetres del seu objectiu i només queden 9 dies perquè arribe i ens descobrisca un nou món, la superfície del qual ha estat una incògnita, més o menys, des del seu descobriment fa 85 anys.

Pluto-Caront01Descobert el 18 de febrer del 1930 per Clyde William Tombaugh, Plutó no ha deixat de ser un punt brillant en una placa fotogràfica o uns pocs píxels en una imatge. Fa uns anys, amb el telescopi espacial Hubble, s’aconseguí obtindre una imatge borrosa, amb taques fosques i clares. Els estudis espectroscòpics fets des de la Terra ens diuen que el planeta nan té de dos terceres a tres quartes parts de roca, mentre que la resta és gel de diversa composició. S’han identificat clapes congelades de nitrogen, metà i monòxid de carboni. Però el més curiós és que, com que l’òrbita de Plutó és tan excèntrica, tan allargada, hi ha moments en què Plutó es troba dins de l’òrbita de Neptú i aquests gels de la superfície s’evaporen parcialment i formen una atmosfera enrarida. Però quan Plutó torna a allunyar-se del Sol, l’atmosfera es congela i neva. Podríem dir que té una atmosfera intermitent.

La nau de la NASA New Horizons sobrevolarà el sistema Plutó – Caront el pròxim dia 14 de juliol. Però des que deixà la Terra el 2005 han passat moltes coses al voltant del tema Plutó. L’any 2006 Plutó deixà de ser oficialment un planeta i passà a ser un planeta nan. A més, s’hi han descobert uns quants satèl·lits nous. Els enginyers del control de la missió estaven preocupats per si tants satèl·lits al voltant del planeta nan no indicarien la presència d’un anell de residus. Però fa uns dies es realitzà un estudi detallat de les imatges que envia la nau mentre s’aproxima a Plutó i el perill d’impacte es va descartar. Ara ja respiren tranquils.

nh-tcm_6-30-15_2sAixí que el dia 30 de juny els enginyers del Centre d’Operacions de la missió New Horizons, en el Laboratori de Física Aplicada de la Johns Hopkins University, s’atreviren a fer l’última maniobra d’impuls de la nau, posaren el motor en marxa durant 23 segons, fet que augmentà la velocitat en 27 cm/s. D’aquesta manera la missió que viatja a la grandíssima velocitat de 52000 km/h arribarà al moment i al punt just a 12500 km sobre la superfície de Plutó el 14 de juliol.

sunset-PlutoNo només s’hi vol estudiar la superfície sinó també la tènue atmosfera intermitent. El que es pretén és observar una posta o eixida del Sol en Plutó, és a dir, veure el Sol a través de l’atmosfera per estudiar-ne la seua composició. El 16 de juny ja es realitzà una observació del Sol de prova amb l’espectrògraf ultravioleta Alice a bord, que serà l’instrument utilitzat per comparar i interpretar les observacions atmosfèriques del sobrevol del 14 de juliol. Els tènues gasos de l’atmosfera plutoniana absorbiran part de la llum solar i deixaran una empremta que servirà per identificar-los.

nh-6-30-15_ralph_instrument_nasa_jhuapl_swri-sPerò New Horizons es troba actualment a menys d’11 milions de quilòmetres del seu objectiu i ja ha fet grans troballes com la detecció amb l’espectròmetre infraroig Ralph de metà congelat en la superfície de Plutó. Realment és una confirmació esperada perquè el metà ja s’observà des de la Terra el 1976.

El metà (fórmula química CH4) és un gas inodor i incolor que es troba present sota terra i en l’atmosfera de la Terra. En el nostre planeta es causat pel vulcanisme o per l’activitat biològica. En Plutó, per contra, es pensa que el metà pot ser primordial, heretat de la nebulosa de partir de la qual el sistema solar es va formar fa 4500 milions d’anys.

Aquest metà pot ser el responsable del color rogenc del planeta nan Plutó, que li dóna un aspecte similar a Mart. Però el nostre planeta veí li deu el seu color a l’òxid de ferro, el que anomenem rovell, i el color vermellós del membre del cinturó de Kuiper és probablement causat per les molècules d’hidrocarburs que es formen quan els raigs còsmics i la llum ultraviolada solar interactuen amb el metà en l’atmosfera de Plutó i en la seua superfície.

800px-Formation_of_tholins_in_Titan's_upper_atmosphere.svgEls experts consideren que les substàncies vermelloses es generen quan una part concreta de la llum ultraviolada del Sol, l’anomenat Lyman-alfa, colpeja les molècules del gas metà (CH4) en l’atmosfera de Plutó, i s’estimulen reaccions químiques que creen compostos complexos anomenats tolins. Els tolins cauen a terra per formar una mena de fang de color vermellós.

Aquest fang s’ha trobat també en altres cossos en el sistema solar exterior, incloent Tità i Tritó, les majors llunes de Saturn i Neptú, respectivament. A més a més, en laboratoris terrestres, el procés de formació dels tolins s’ha reproduït en diversos experiments que simulen les atmosferes d’aquests cossos.

Ara, a mesura que New Horizons s’acoste més a la seua cita, cada dia descobrirem aspectes nous del planeta nan Plutó.

Actualització:
Aquesta matinada s’ha perdut la comunicació amb New Horizons. El pilot automàtic de la nau ha detectat una anomalia i l’ha posada en mode segur. D’acord amb el protocol de seguretat, ha passat el control de l’ordinador principal al de reserva, ha restablert les comunicacions amb la Terra i ha enviat la telemetria de la nau. La nau està segura i en funcionament. De moment els enginyers estan mirant que ha passat i envien ordres a la nau per tornar al pla de vol original. Però com que ara es troba a uns 5000 milions de quilòmetres i les ordres triguen 5 h i 30 min en arribar, es calcula que la recuperació de New Horizons pot costar uns dies. De moment no es pot fer ciència. A esperar.

Actualització 2:
La investigació sobre l’anomalia que va fer que Nous Horitzons entrara en “mode segur” el 4 de juliol ha arribat a la conclusió que no hi va haver cap falla del maquinari o programari en la nau espacial. La causa subjacent de l’incident va ser un senzill, encara que difícil de detectar, problema de sincronització en la seqüència de comandaments enviada per preparar el sobrevol de Plutó.

Em complau dir que el nostre equip de la missió va identificar ràpidament el problema i va assegurar la salut de la nau espacial“, va dir Jim Green, director de Ciències Planetàries de la NASA. “Ara – amb Plutó en la mira – estem a punt de tornar a les operacions normals i anem a per l’or.”

A partir d’avui, 7 de juliol, New Horizons retorna al seu programa científic.

Més informació:

Si voleu, podreu seguir la informació del New Horizons per twitter @NASANewHorizons i si voleu una aplicació per a mòbil, Plutó Safari està disponible per als dispositius d’Apple i Android, i és de franc.

Imatge:

1.- Vídeo: Els científics del New Horizons van combinar l’últim mapa en blanc i negre de la superfície de Plutó (esquerra) amb un mapa de colors del planeta nan (a la dreta) per produir una imatge en color detallada de l’hemisferi nord del planeta nan (centre). NASA/JHUAPL/SWRI.
2.- El sistema Plutó – Caront des de 18 milions de quilòmetres el 29 de juny de 2015. NASA/JHUAPL/SWRI.
3.-En el centre d’operacions de la missió New Horizons en el Laboratori de Física Aplicada de la Universitat Johns Hopkins, Alice Bowman, responsable d’operacions de la missió i Karl Whittenburg, membre de l’equip d’operacions, estan atents a les dades que confirmen que la nau espacial de la NASA amb destinació a Plutó ha executat amb èxit la maniobra de correcció el 30 juny. NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.
4.- New Horizons observa la posta de Sol en Plutó. NASA/SWRI/JHUAPL.
5.- La ubicació de l’instrument Ralph del New Horizons que va detectar metà a Plutó. La inserció és una imatge en fals color  de Plutó i Caront en llum infraroja; el color rosa indica el metà en la superfície de Plutó. NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.
6.- Tolins, molècules orgàniques complexes fonamentals de la química prebiòtica, s’estan formant aparentment en l’atmosfera de Tità a una alçada molt més gran i de maneres diferents al que s’esperava.