Cuando la nave espacial New Horizons pasó por Plutón en 2015, Una de las muchas características fascinantes que revelaron sus imágenes fue que este pequeño, mundo gélido en el sistema solar distante tiene una atmósfera brumosa. Ahora, Los nuevos datos ayudan a explicar cómo se forma la neblina de Plutón a partir de la tenue luz del Sol a 3.700 millones de millas de distancia mientras se mueve a través de una órbita inusual.

Observaciones remotas de Plutón por el telescopio de la NASA en un avión, el Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja, o SOFIA, muestran que la fina neblina que envuelve a Plutón está formada por partículas muy pequeñas que permanecen en la atmósfera durante períodos prolongados de tiempo en lugar de caer inmediatamente a la superficie. Los datos de SOFIA aclaran que estas partículas de neblina se están reponiendo activamente, un descubrimiento que está revisando las predicciones sobre el destino de la atmósfera de Plutón a medida que avanza hacia áreas aún más frías del espacio en su órbita de 248 años terrestres alrededor del Sol. Los resultados se publican en la revista científica Icarus.

"Plutón es un objeto misterioso que nos sorprende constantemente, "dijo Michael Person, el autor principal del artículo y director del Observatorio Astrofísico Wallace del Instituto de Tecnología de Massachusetts. "Hubo indicios en observaciones remotas anteriores de que podría haber neblina, pero no hubo pruebas sólidas para confirmar que realmente existía hasta que los datos provinieron de SOFIA. Ahora nos preguntamos si la atmósfera de Plutón se colapsará en los próximos años; puede que sea más resistente de lo que pensamos ".

SOFIA estudió Plutón solo dos semanas antes del sobrevuelo de New Horizon en julio de 2015. El Boeing 747 modificado voló sobre el Océano Pacífico y apuntó con su telescopio de casi 9 pies a Plutón durante una ocultación. un evento similar a un eclipse en el que Plutón proyectaba una tenue sombra sobre la superficie de la Tierra al pasar frente a una estrella distante.

SOFIA observó las capas medias de la atmósfera de Plutón en las longitudes de onda de luz visible e infrarroja, y poco después, la nave espacial New Horizons sondeó sus capas superior e inferior utilizando ondas de radio y luz ultravioleta. Estas observaciones combinadas, tomado tan cerca en el tiempo, han proporcionado la imagen más completa hasta ahora de la atmósfera de Plutón.

Azul, Atmósfera nebulosa

Creado cuando el hielo de la superficie se vaporiza bajo la luz distante del Sol, La atmósfera de Plutón es predominantemente gas nitrógeno, junto con pequeñas cantidades de metano y monóxido de carbono. Las partículas de neblina se forman en lo alto de la atmósfera, más de 20 millas sobre la superficie, como el metano y otros gases reaccionan a la luz solar, antes de llover lentamente hacia la superficie helada.

New Horizons encontró evidencia de estas partículas cuando envió imágenes que mostraban una neblina teñida de azul a la atmósfera de Plutón. Ahora, Los datos de SOFIA completan aún más detalles al descubrir que las partículas son extremadamente pequeñas, solo 0.06-0.10 micrones de espesor, o alrededor de 1, 000 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano. Debido a su pequeño tamaño, dispersan la luz azul más que otros colores a medida que se desplazan hacia la superficie, creando el tinte azul.

Con estos nuevos conocimientos, los científicos están reevaluando sus predicciones sobre el destino de la atmósfera de Plutón. Muchos pronósticos indicaron que a medida que los planetas enanos se alejaban del Sol, se vaporizaría menos hielo en la superficie, creando menos gases atmosféricos mientras continuaban las pérdidas en el espacio, lo que eventualmente conduciría al colapso atmosférico. Pero en lugar de colapsar, la atmósfera parece cambiar con un patrón cíclico más corto.

Aplicando lo que aprendieron de SOFIA para volver a analizar las observaciones anteriores, incluido el predecesor de SOFIA, el Observatorio Aerotransportado de Kuiper, muestra que la neblina se espesa y luego se desvanece en un ciclo que dura solo unos pocos años. Esto indica que las partículas diminutas se están creando con relativa rapidez. Los investigadores sugieren que la órbita inusual de Plutón está impulsando los cambios en la neblina y, por lo tanto, puede ser más importante para regular su atmósfera que su distancia del Sol.

Plutón gira alrededor del Sol en una larga, forma oval, llamada órbita elíptica, y en un ángulo, llamada órbita inclinada. También gira de lado. Esto hace que algunas áreas del planeta enano estén expuestas a más luz solar en diferentes puntos de la órbita. Cuando las regiones ricas en hielo están expuestas a la luz solar, la atmósfera puede expandirse y crear más partículas de neblina, pero como esas áreas reciben menos luz solar, puede encogerse y aclararse. Este ciclo ha continuado incluso cuando la distancia de Plutón al Sol ha aumentado, aunque no está claro si este patrón continuará.

"Todavía hay muchas cosas que no entendemos, pero ahora nos vemos obligados a reconsiderar predicciones anteriores, "dijo Person." La atmósfera de Plutón puede colapsar más lentamente de lo que se predijo anteriormente, o quizás no en absoluto. Tenemos que seguir monitoreándolo para averiguarlo ".

Persiguiendo la sombra de Plutón

SOFIA estaba en una posición única para estudiar a Plutón desde lejos aprovechando un raro momento en el que Plutón pasó frente a una estrella distante. proyectando una tenue sombra sobre la superficie de la Tierra. Momentáneamente a contraluz por la estrella, Se podría analizar la atmósfera de Plutón.

Viajando a los 53, 000 millas por hora, Se esperaba que la sombra de Plutón apareciera durante unos breves dos minutos sobre el Océano Pacífico cerca de Nueva Zelanda. SOFIA trazó su curso para interceptar, pero dos horas antes de la ocultación, una predicción actualizada colocó la sombra a 200 millas al norte.

"Capturar esa sombra requirió un poco de revuelo. SOFIA tiene la ventaja de ser móvil, pero el plan de vuelo revisado tenía que ser aprobado por el control de tráfico aéreo, "dijo William Reach, Director asociado de SOFIA para operaciones científicas. "Hubo algunos momentos tensos, pero el equipo trabajó en conjunto, y obtuvimos autorización. ¡Llegamos a la sombra de Plutón exactamente en el momento adecuado y estábamos muy felices de haberlo logrado! "

Observaciones remotas como estas permiten a los científicos monitorear los cuerpos planetarios entre los sobrevuelos de las naves espaciales, que a menudo pueden estar separados por muchos años. El acuerdo entre los datos recopilados de forma remota por SOFIA y el sobrevuelo cercano de New Horizons respalda que las observaciones de ocultación desde la Tierra pueden proporcionar datos de alta calidad entre las misiones de las naves espaciales.