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.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *