Un "corazón palpitante" de nitrógeno congelado controla los vientos de Plutón y puede dar lugar a características en su superficie, según un nuevo estudio.

La famosa estructura en forma de corazón de Plutón, llamado Tombaugh Regio, rápidamente se hizo famoso después de que la misión New Horizons de la NASA capturara imágenes del planeta enano en 2015 y revelara que no es el mundo árido que los científicos pensaban que era.

Ahora, Una nueva investigación muestra que el renombrado corazón de nitrógeno de Plutón gobierna su circulación atmosférica. Descubrir cómo se comporta la atmósfera de Plutón proporciona a los científicos otro lugar para comparar con nuestro propio planeta. Dichos hallazgos pueden señalar características similares y distintivas entre la Tierra y un planeta enano a miles de millones de millas de distancia.

El gas nitrógeno, un elemento que también se encuentra en el aire de la Tierra, comprende la mayor parte de la delgada atmósfera de Plutón, junto con pequeñas cantidades de monóxido de carbono y metano, un gas de efecto invernadero. El nitrógeno congelado también cubre parte de la superficie de Plutón en forma de corazón. Durante el día, una fina capa de este hielo de nitrógeno se calienta y se convierte en vapor. Por la noche, el vapor se condensa y vuelve a formar hielo. Cada secuencia es como un latido bombeando vientos de nitrógeno alrededor del planeta enano.

Nueva investigación en AGU's Journal of Geophysical Research:planetas sugiere que este ciclo empuja a la atmósfera de Plutón a circular en la dirección opuesta a su giro, un fenómeno único llamado retro-rotación. Mientras el aire azota la superficie, transporta calor, granos de hielo y partículas de neblina para crear vetas de viento oscuras y llanuras en las regiones norte y noroeste.

"Esto resalta el hecho de que la atmósfera y los vientos de Plutón, incluso si la densidad de la atmósfera es muy baja, pueden impactar la superficie, "dijo Tanguy Bertrand, astrofísico y científico planetario del Centro de Investigación Ames de la NASA en California y autor principal del estudio.

La mayor parte del hielo de nitrógeno de Plutón está confinado a Tombaugh Regio. Su "lóbulo" izquierdo es un 1, 000 kilómetros (620 millas) de capa de hielo ubicada en una cuenca profunda de 3 kilómetros (1.9 millas) llamada Sputnik Planitia, un área que contiene la mayor parte del hielo de nitrógeno del planeta enano debido a su baja elevación. El "lóbulo" derecho del corazón está compuesto por tierras altas y glaciares ricos en nitrógeno que se extienden hacia la cuenca.

"Antes de New Horizons, todos pensaron que Plutón iba a ser una pelota de baloncesto, completamente plana, casi sin diversidad, Bertrand dijo. Pero es completamente diferente. Tiene muchos paisajes diferentes y estamos tratando de entender qué está pasando allí ".

Vientos occidentales

Bertrand y sus colegas se propusieron determinar cómo circula el aire, que es 100, 000 veces más delgado que el de la Tierra, podría dar forma a las características de la superficie. El equipo extrajo datos del sobrevuelo de 2015 de New Horizons para representar la topografía de Plutón y sus mantos de hielo de nitrógeno. Luego simularon el ciclo del nitrógeno con un modelo de pronóstico del tiempo y evaluaron cómo soplaban los vientos sobre la superficie.

El grupo descubrió que los vientos de Plutón por encima de los 4 kilómetros (2,5 millas) soplan hacia el oeste, la dirección opuesta al giro este del planeta enano, en una retro-rotación durante la mayor parte de su año. A medida que el nitrógeno dentro de Tombaugh Regio se vaporiza en el norte y se convierte en hielo en el sur, su movimiento desencadena vientos hacia el oeste, según el nuevo estudio. Ningún otro lugar del sistema solar tiene semejante atmósfera, excepto quizás Tritón, la luna de Neptuno.

Los investigadores también encontraron una fuerte corriente de movimiento rápido, aire cercano a la superficie a lo largo del límite occidental de la cuenca del Sputnik Planitia. El flujo de aire es como patrones de viento en la Tierra, como el Kuroshio a lo largo del borde oriental de Asia. El nitrógeno atmosférico que se condensa en hielo impulsa este patrón de viento, según los nuevos hallazgos. Los altos acantilados del Sputnik Planitia atrapan el aire frío dentro de la cuenca, donde circula y se fortalece a medida que pasa por la región occidental.

La intensa existencia de la corriente fronteriza occidental excitó a Candice Hansen-Koharcheck, un científico planetario del Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona que no participó en el nuevo estudio.

"Es el tipo de cosas que se deben a la topografía o las características específicas del entorno, ", dijo." Estoy impresionada de que los modelos de Plutón hayan avanzado hasta el punto de que se pueda hablar sobre el clima regional ".

En una escala más amplia, Hansen-Koharcheck pensó que el nuevo estudio era intrigante. "Todo este concepto del corazón palpitante de Plutón es una forma maravillosa de pensar en ello, " ella añadió.

Estos patrones de viento que provienen del corazón de nitrógeno de Plutón pueden explicar por qué alberga llanuras oscuras y vetas de viento al oeste de Sputnik Planitia. Los vientos podrían transportar calor, que calentaría la superficie, o podrían erosionar y oscurecer el hielo al transportar y depositar partículas de neblina. Si los vientos en el planeta enano giraran en una dirección diferente, sus paisajes pueden verse completamente diferentes.

"Sputnik Planitia puede ser tan importante para el clima de Plutón como el océano para el clima de la Tierra, ", Dijo Bertrand." Si eliminas el Sputnik Planitia, si eliminas el corazón de Plutón, no tendrás la misma circulación, "añadió.

Los nuevos hallazgos permiten a los investigadores explorar la atmósfera de un mundo exótico y comparar lo que descubren con lo que saben sobre la Tierra. El nuevo estudio también arroja luz sobre un objeto a 6 mil millones de kilómetros (3.7 mil millones de millas) de distancia del sol. con un corazón que cautivó al público de todo el mundo.

"Plutón tiene un misterio para todos, Bertrand dijo.