Siempre que pasa frente a una estrella, Plutón proporciona información valiosa sobre su atmósfera, precioso porque las ocultaciones de Plutón son raras. La encuesta realizada por investigadores del Observatorio de París a lo largo de varias décadas de observaciones aparece en la revista Astronomía y Astrofísica del 10 de mayo, 2019. Interpretado a la luz de los datos recopilados en 2015 por la sonda New Horizons, les permite refinar los parámetros físicos que son esenciales para una mejor comprensión del clima de Plutón y para predecir futuras ocultaciones estelares del planeta enano.

Como la tierra La atmósfera de Plutón está compuesta esencialmente de nitrógeno, pero la comparación se detiene ahí.

Más allá de Neptuno, Plutón tarda 248 años en hacer una revolución completa alrededor del sol. Durante un año plutoniano, su distancia al sol varía mucho de 30 a 50 au, conduciendo a ciclos estacionales extremos.

Con temperaturas de superficie extremadamente bajas, menos de -230 ° C (40 ° K), hay un equilibrio sólido-gas, donde coexiste una tenue atmósfera de esencialmente nitrógeno con depósitos de hielo superficiales. Hoy dia, Se estima que el vapor de nitrógeno se estabiliza a una presión de alrededor de 1,3 pascal (mientras que la presión es de unos 100 000 Pa en nuestro planeta).

Debido a su oblicuidad (el ángulo formado entre el eje polar y el plano orbital) a 120 grados, Los polos de Plutón se enfrentan sucesivamente a un día permanente durante varias décadas, luego una noche permanente. Esto conduce a un complejo ciclo de redistribución de sus especies volátiles como el nitrógeno, metano y monóxido de carbono. Así, Plutón tuvo su equinoccio en 1988, antes de pasar al perihelio (a 30 au) en 1989. Desde entonces, el planeta enano se ha alejado continuamente del sol hasta alcanzar los 32 ua en 2016, lo que representa una pérdida del 25 por ciento de su insolación promedio.

Ingenuamente, Se podría esperar una fuerte caída de la presión atmosférica. De hecho, el equilibrio gas-hielo del nitrógeno impone que por cada grado Kelvin perdido en la superficie, la presión debe disminuir en un factor de dos.

Pero ocurre exactamente lo contrario. La prueba la proporciona el artículo que apareció en A&A del 10 de mayo, 2019, y que analiza una docena de ocultaciones estelares observadas en casi 30 años, durante la primavera en el hemisferio norte de Plutón:la presión atmosférica aumenta en un factor de tres entre 1988 y 2016.

Este escenario paradójico ya fue considerado por los modelos climáticos globales (GCM) de Plutón desde la década de 1990, pero sin certeza, como un escenario entre muchos otros. Varios parámetros importantes del modelo quedaron limitados por las observaciones.

Estas observaciones de ocultaciones estelares de la Tierra, junto con los datos recopilados durante el sobrevuelo de Plutón de New Horizons de la NASA en julio de 2015, ahora permite que se escriba un escenario mucho más preciso.

New Horizons trazó un mapa de la distribución y topografía del hielo en la superficie del planeta enano, revelando una vasta depresión de más de 1000 km de diámetro y 4 km de profundidad, ubicado cerca del ecuador entre las latitudes 25 ° S y 50 ° N, y llamado Sputnik Planitia. Esta depresión encierra una parte del nitrógeno disponible en la atmósfera, formando un gigantesco glaciar que es el verdadero "corazón" del clima del planeta enano, ya que regula la circulación atmosférica mediante la sublimación del nitrógeno.

Además, Las ocultaciones estelares permiten limitar la inercia térmica del subsuelo del modelo. explicando el cambio de fase de treinta años entre la transición al perihelio (1989) y el crecimiento de la presión que todavía se observa en la actualidad (Fig. 1). El subsuelo ha almacenado el calor y lo está recuperando gradualmente. Las ocultaciones también restringen la fracción de energía solar devuelta al espacio (albedo de enlace) del hielo de nitrógeno y su emisividad.

Finalmente, estas observaciones eliminan la posibilidad de la presencia de un reservorio de nitrógeno en el hemisferio sur (actualmente en una noche permanente), lo que produciría un máximo de presión mucho antes de lo observado (curva magenta de la Fig. 1).

Este estudio es una buena ilustración de la complementariedad entre las observaciones terrestres y espaciales. Sin el sobrevuelo de New Horizons, la distribución del hielo y la topografía seguirían siendo desconocidas, y sin monitoreo a largo plazo de la atmósfera, Los modelos climáticos de Plutón no se pueden restringir.

Predicción de futuras ocultaciones.

Finalmente, las ocultaciones también proporcionan 19 posiciones de Plutón entre 1988 y 2016, con una precisión inigualable de unos pocos milisegundos de arco (mas) en el cielo. Tal precisión posible gracias al Data Release 2 de la misión europea Gaia, permite a los autores calcular una efemérides de Plutón con esta precisión equivalente para la próxima década.

Por lo tanto, será posible observar otras ocultaciones de Plutón y monitorear su clima ... Los modelos teóricos indican que la atmósfera de Plutón se encuentra actualmente cerca de su máxima expansión. Las observaciones futuras podrían confirmar o refutar esta predicción. ¿Veremos pronto el comienzo de este lento declive? que debería reducir en un factor de veinte la presión atmosférica de Plutón al final, y cubrir su superficie con una fina capa de "escarcha blanca" brillante?