La impresión de un artista de la vista de la luna Caronte a través de las capas de neblina atmosférica de Plutón sobre el paisaje montañoso de hielo de agua de lecho rocoso cubierto parcialmente con deposición de oscuridad, partículas de neblina rojiza. Crédito:X. Liu
La composición del gas de la atmósfera de un planeta generalmente determina cuánto calor queda atrapado en la atmósfera. Para el planeta enano Plutón, sin embargo, la temperatura predicha basada en la composición de su atmósfera fue mucho más alta que las mediciones reales tomadas por la nave espacial New Horizons de la NASA en 2015.
Un nuevo estudio publicado el 16 de noviembre en Naturaleza propone un mecanismo de enfriamiento novedoso controlado por partículas de neblina para dar cuenta de la atmósfera gélida de Plutón.
"Ha sido un misterio desde que obtuvimos por primera vez los datos de temperatura de New Horizons, "dijo el primer autor Xi Zhang, profesor asistente de ciencias terrestres y planetarias en UC Santa Cruz. "Plutón es el primer cuerpo planetario que conocemos donde el balance de energía atmosférica está dominado por partículas de neblina en fase sólida en lugar de gases".
El mecanismo de enfriamiento implica la absorción de calor por las partículas de neblina, que luego emiten radiación infrarroja, enfriar la atmósfera irradiando energía al espacio. El resultado es una temperatura atmosférica de aproximadamente 70 Kelvin (menos 203 grados Celsius, o menos 333 grados Fahrenheit), en lugar de los 100 Kelvin predichos (menos 173 Celsius, o menos 280 grados Fahrenheit).
Según Zhang, el exceso de radiación infrarroja de las partículas de neblina en la atmósfera de Plutón debería ser detectable por el telescopio espacial James Webb, permitiendo la confirmación de la hipótesis de su equipo después del lanzamiento planeado del telescopio en 2019.
Las capas de neblina de Plutón son visibles en esta imagen tomada por la Cámara de Imágenes Visibles Multiespectrales Ralph / New Horizons y generada por computadora para replicar el color verdadero. La neblina se produce por reacciones químicas de nitrógeno y metano iniciadas por la luz solar, dando lugar a pequeñas partículas que crecen y se depositan hacia la superficie. Crédito:NASA / JHUAPL / SwRI
Se pueden ver extensas capas de neblina atmosférica en las imágenes de Plutón tomadas por New Horizons. La neblina es el resultado de reacciones químicas en la atmósfera superior, donde la radiación ultravioleta del sol ioniza nitrógeno y metano, que reaccionan para formar diminutas partículas de hidrocarburos de decenas de nanómetros de diámetro. A medida que estas diminutas partículas se hunden en la atmósfera, se pegan para formar agregados que crecen a medida que descienden, eventualmente asentarse en la superficie.
"Creemos que estas partículas de hidrocarburos están relacionadas con la materia rojiza y marrón que se ve en las imágenes de la superficie de Plutón, "Dijo Zhang.
Los investigadores están interesados en estudiar los efectos de las partículas de neblina en el equilibrio energético atmosférico de otros cuerpos planetarios. como la luna de Neptuno, Tritón, y la luna de Saturno, Titán. Sus hallazgos también pueden ser relevantes para las investigaciones de exoplanetas con atmósferas nebulosas.
Los coautores de Zhang son Darrell Strobel, científico planetario de la Universidad Johns Hopkins y co-investigador de la misión New Horizons, y Hiroshi Imanaka, un científico del Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain View, que estudia la química de las partículas de neblina en atmósferas planetarias. Esta investigación fue financiada por la NASA.
