Cuando Plutón pasó frente a una estrella en la noche del 15 de agosto de 2018, un equipo de astrónomos dirigido por el Southwest Research Institute había desplegado telescopios en numerosos sitios en los EE. UU. Y México para observar la atmósfera de Plutón mientras estaba brevemente iluminada por el pozo. estrella colocada. Los científicos utilizaron este evento de ocultación para medir la abundancia general de la tenue atmósfera de Plutón y encontraron pruebas convincentes de que está comenzando a desaparecer, volviendo a congelarse en su superficie a medida que se aleja del Sol.
La ocultación duró unos dos minutos, tiempo durante el cual la estrella desapareció de la vista cuando la atmósfera de Plutón y el cuerpo sólido pasaron frente a ella. La velocidad a la que la estrella desapareció y reapareció determinó el perfil de densidad de la atmósfera de Plutón.
“Los científicos han usado ocultaciones para monitorear los cambios en la atmósfera de Plutón desde 1988”, dijo el Dr. Eliot Young, gerente senior de programas en la División de Ingeniería y Ciencia Espacial de SwRI. “La misión New Horizons obtuvo un excelente perfil de densidad de su sobrevuelo de 2015, consistente con la gran cantidad de atmósfera de Plutón que se duplica cada década, pero nuestras observaciones de 2018 no muestran que esa tendencia continúe desde 2015”.
La imagen fue obtenida por Ralph / Multispectral Visual Imaging Camera (MVIC) de New Horizons a aproximadamente 13,400 millas (21,550 kilómetros) de Plutón, unos 19 minutos después del acercamiento más cercano de New Horizons. La imagen tiene una resolución de 1.400 pies (430 metros) por píxel. El diámetro de Plutón es de 1.475 millas (2.374 kilómetros). Créditos: NASA/JHUAPL/SwRI
Varios telescopios desplegados cerca del medio de la trayectoria de la sombra observaron un fenómeno llamado “destello central”, causado por la refracción de la luz de la atmósfera de Plutón en una región en el mismo centro de la sombra. Al medir una ocultación alrededor de un objeto con atmósfera, la luz se atenúa a medida que atraviesa la atmósfera y luego regresa gradualmente. Esto produce una pendiente moderada en cada extremo de la curva de luz en forma de U. En 2018, la refracción de la atmósfera de Plutón creó un destello central cerca del centro de su sombra, convirtiéndolo en una curva en forma de W.
“El destello central visto en 2018 fue, con mucho, el más fuerte que alguien haya visto en una ocultación de Plutón”, dijo Young. “El destello central nos da un conocimiento muy preciso de la trayectoria de las sombras de Plutón en la Tierra”.
Como la Tierra, la atmósfera de Plutón es predominantemente nitrógeno. A diferencia de la Tierra, la atmósfera de Plutón está sustentada por la presión de vapor de sus hielos superficiales, lo que significa que pequeños cambios en las temperaturas del hielo superficial resultarían en grandes cambios en la densidad aparente de su atmósfera. Plutón tarda 248 años terrestres en completar una órbita completa alrededor del Sol, y su distancia varía desde su punto más cercano, a unas 30 unidades astronómicas del Sol (1 AU es la distancia de la Tierra al Sol), a 50 AU del Sol.
Esta imagen se tomó solo 15 minutos después del acercamiento más cercano de New Horizons a Plutón el 14 de julio de 2015, cuando la nave espacial miraba a Plutón hacia el sol. La perspectiva de gran angular de esta vista muestra las capas de neblina profunda de la atmósfera de Plutón que se extienden alrededor de Plutón, revelando los perfiles recortados de mesetas escarpadas en el lado de la noche (izquierda). La sombra de Plutón proyectada sobre sus neblinas atmosféricas también se puede ver en la parte superior del disco. En el lado iluminado por el sol de Plutón (derecha), la suave extensión de la llanura helada denominada informalmente Sputnik Planum está flanqueada al oeste (arriba, en esta orientación) por montañas escarpadas de hasta 11.000 pies (3.500 metros) de altura, incluida la denominada informalmente Norgay Montes en primer plano y Hillary Montes en el horizonte. Debajo (este) del Sputnik, aparentes glaciares cortan un terreno más accidentado.
La retroiluminación resalta más de una docena de capas de neblina a gran altitud en la tenue atmósfera de Plutón. Las rayas horizontales en el cielo más allá de Plutón son estrellas, manchadas por el movimiento de la cámara mientras seguía a Plutón. La imagen fue tomada con la Cámara de Imágenes Visibles Multiespectral (MVIC) de New Horizons desde una distancia de 11.000 millas (18.000 kilómetros) a Plutón. La resolución es de 700 metros (0,4 millas).
Crédito: NASA / JHUAPL / SwRI
Durante el último cuarto de siglo, Plutón ha estado recibiendo cada vez menos luz solar a medida que se aleja del Sol, pero, hasta 2018, su presión superficial y densidad atmosférica continuaron aumentando. Los científicos atribuyeron esto a un fenómeno conocido como inercia térmica.
“Una analogía con esto es la forma en que el Sol calienta la arena en una playa”, dijo la Dra. Leslie Young, científica del personal de SwRI, que se especializa en modelar la interacción entre las superficies y atmósferas de cuerpos helados en el sistema solar exterior. “La luz solar es más intensa al mediodía, pero la arena continúa absorbiendo el calor durante el transcurso de la tarde, por lo que hace más calor al final de la tarde. La persistencia continua de la atmósfera de Plutón sugiere que los depósitos de hielo de nitrógeno en la superficie de Plutón se mantuvieron calientes por calor almacenado debajo de la superficie. Los nuevos datos sugieren que están comenzando a enfriarse “.
El depósito de nitrógeno más grande conocido es Sputnik Planitia, un glaciar brillante que forma el lóbulo occidental del Tombaugh Regio en forma de corazón. Los datos ayudarán a los modeladores atmosféricos a mejorar su comprensión de las capas del subsuelo de Plutón, particularmente en lo que respecta a composiciones que son compatibles con los límites observados en la transferencia de calor.
Eliot Young discutirá estos resultados en una conferencia de prensa el lunes 4 de octubre en la 53ª Reunión Anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense.
