Terra e Plutone non hanno molto in comune. La Terra è un mondo vibrante e vivente, mentre Plutone è freddo, distante e senza vita. Ma una cosa che hanno in comune è l'azoto. L'atmosfera terrestre è circa il 78% di azoto e anche il principale costituente atmosferico di Plutone è l'azoto, sebbene la percentuale esatta non sia chiara.
Su Plutone, dove la temperatura superficiale è di circa 42 Kelvin (-231 gradi Celsius), la maggior parte dell'azoto viene congelata. Un nuovo studio afferma che l'azoto ghiacciato di Plutone guida i venti del pianeta e ne modella le superfici caratteristiche.
Prima che la navicella spaziale New Horizons della NASA arrivasse a Plutone, non sapevamo molto del pianeta o delle sue caratteristiche di superficie. Quando l'astronave è arrivata a luglio 2015, siamo rimasti tutti sorpresi di scoprire che Plutone era un luogo molto più attivo di quanto pensassimo. È anche quando abbiamo visto per la prima volta Tombaugh Regio, una grande regione leggermente colorata sulla superficie del pianeta.
Tombaugh Regio è un posto molto strano, agli occhi umani comunque. Ha due grandi lobi che lo fanno sembrare un cuore, e gli astronomi a volte lo chiamano il "Cuore di Plutone". Il lobo occidentale si chiama Sputnik Planitia e presenta montagne alte 6200 metri (20.000 piedi) (Tenzing Montes, precedentemente Norgay Montes) fatte di ghiaccio d'acqua e una vasta pianura coperta di ghiaccio azoto.
Un nuovo articolo afferma che il vasto deposito di azoto nella Planitia di Sputnik guida i venti di Plutone e modella la superficie del pianeta. L'articolo è intitolato "Il cuore pulsante di Plutone regola la circolazione atmosferica: risultati di simulazioni climatiche numeriche pluriennali ad alta risoluzione". È pubblicato nel Journal of Geophysical Research. L'autore principale è Tanguy Bertrand, un astrofisico e scienziato planetario presso il Centro ricerche Ames della NASA.
"Plutone ha qualche mistero per tutti."
Tanguy Bertrand, autore principale, Centro ricerche Ames
Gran parte della sottile atmosfera di Plutone è azoto e ci sono anche piccole quantità di anidride carbonica e metano. Una grande quantità di azoto congelato si trova nello Sputnik Planitia e durante il giorno la temperatura aumenta abbastanza da sublimare, trasformandolo in vapore. Di notte, il processo si inverte e l'azoto si congela di nuovo, cadendo in superficie. Ogni volta che il ciclo si ripete, si comporta come una pompa, o un "battito cardiaco", pompando venti di azoto in tutto il pianeta.
Quel vento scorre nella direzione opposta alla rotazione del pianeta e può essere responsabile di insolite caratteristiche di superficie sul pianeta. Mentre il vento sottile e ricco di azoto soffia lungo la superficie, trasporta calore, granelli di ghiaccio e particelle di foschia per creare strisce di vento scuro e pianure attraverso le regioni settentrionali e nord-occidentali.
"Ciò evidenzia il fatto che l'atmosfera e i venti di Plutone - anche se la densità dell'atmosfera è molto bassa - può avere un impatto sulla superficie", ha affermato Tanguy Bertrand, astrofisico e scienziato planetario presso il Centro Ames Research della NASA in California e autore principale dello studio.
La regione Sputnik Planitia, o il lobo sinistro del cuore di Plutone, ha un'altezza inferiore rispetto al resto del pianeta e ospita la maggior parte dell'azoto. Lo Sputnik Planitia è una calotta glaciale di 1.000 chilometri (620 miglia) situata in un bacino profondo di 3 chilometri (1,9 miglia). Il lobo destro è principalmente altopiani e ghiacciai di azoto.
"Prima di New Horizons, tutti pensavano che Pluto sarebbe stato un netball - completamente piatto, quasi nessuna diversità", ha detto Bertrand in un comunicato stampa. "Ma è completamente diverso. Ha molti paesaggi diversi e stiamo cercando di capire cosa sta succedendo lì. "
Descrivere l'atmosfera di Plutone come sottile è un eufemismo. È circa 100.000 volte più sottile di quello terrestre. Quindi, come fa il vento in un'atmosfera a modellare il paesaggio?
Il team di Bertrand ha preso i dati dal sorvolo di New Horizons di Plutone, quindi ha costruito un modello di previsioni meteorologiche per simulare i venti di azoto.
Il team ha scoperto che venti sopra i 4 km (2,5 miglia) soffiano verso ovest, che è nella direzione opposta alla rotazione di Plutone. Quando l'azoto ghiacciato in Tombaugh Regio sublima in vapore a nord, poi diventa di nuovo ghiaccio a sud, quel movimento innesca i venti occidentali. Questa situazione è probabilmente unica nel nostro Sistema Solare, con la possibile eccezione di Tritone, la luna di Nettuno.
I ricercatori hanno trovato anche un'altra corrente eolica. Questo è un vento forte e in rapido movimento vicino alla superficie. Soffia lungo il bordo occidentale del bacino della Planitia Sputnik. Esistono simili schemi del vento sulla Terra, che seguono i contorni del paesaggio.
Il vento è guidato dal vapore di azoto che si riconduce in ghiaccio, secondo lo studio. Le alte scogliere di Sputnik Planitia intrappolano l'aria fredda all'interno del bacino. Mentre circola lì, diventa più forte.
Se il battito cardiaco dell'azoto di Plutone sta guidando questi venti, potrebbero spiegare le strisce del vento e le pianure scure a ovest dello Sputnik Planitia. Se i venti portano abbastanza calore per riscaldare la superficie, ciò potrebbe causare striature e pianure. Oppure potrebbe depositare particelle di foschia, che possono scurire ed erodere il ghiaccio. E se il vento soffiasse nella direzione opposta - cioè nella stessa direzione della rotazione di Plutone - i paesaggi potrebbero essere molto diversi.
"Lo Sputnik Planitia può essere importante per il clima di Plutone tanto quanto l'oceano è per il clima della Terra", ha detto Bertrand. "Se rimuovi Sputnik Planitia - se rimuovi il cuore di Plutone - non avrai la stessa circolazione", ha aggiunto.
La caratteristica più famosa di Plutone è probabilmente il terreno a lame. Il terreno a lame è costituito da campi di forme di terra frastagliate e di dimensioni simili a un grattacielo fatte principalmente di ghiaccio a metano. Si trovano ad alta quota vicino all'equatore. Potrebbero essere un artefatto del cuore pulsante dell'azoto di Plutone?
Nel loro articolo, i ricercatori affermano che "... durante i periodi di accumulo equatoriale di ghiaccio CH4 (metano), la retro-rotazione e l'iniezione di aria fredda ricca di N2 dallo Sputnik Planitia potrebbero trasportare e spingere CH4 gassoso verso ovest, in modo da favorire il accumulo di ghiaccio CH4 nelle lunghezze più occidentali (cioè a est di Sputnik Planitia) che porta alla formazione del Terreno a Lame lì. ”
Dicono anche "... le creste (" pale ") dei depositi di Bladed Terrain mostrano un orientamento N-S dominante, che potrebbe anche provenire in parte da questo peculiare regime di circolazione atmosferica."
Per ora, sembra incerto se questi venti di azoto potrebbero causare il terreno a pale. Ma il team intende provare a scoprirlo. "In futuro, abbiamo in programma di esplorare ulteriormente queste idee e studiare i processi che portano a queste asimmetrie longitudinali e peculiari formazioni geologiche, utilizzando simulazioni GCM a lungo termine ad alta risoluzione."
Nelle loro conclusioni, gli autori affermano che "Il nostro lavoro conferma che, nonostante una superficie ghiacciata e un'atmosfera tenue, il clima di Plutone è notevolmente attivo". Molto più attivo di quanto probabilmente chiunque pensasse.
New Horizons non è riuscito a entrare in orbita attorno a Plutone. È difficile da fare e non è mai stata la sua missione. La NASA sta prendendo in considerazione un orbita di Plutone in futuro, ma nel frattempo, tutto ciò che abbiamo imparato sul ghiacciato pianeta nano, abbiamo imparato da un singolo volo. Anche così, abbiamo imparato abbastanza per essere incuriositi e per voler saperne di più su questo affascinante e misterioso mondo.
"Plutone ha qualche mistero per tutti", ha detto Bertrand.
Di Più:
- Comunicato stampa: IL CUORE ICY DI PLUTO FA SOFFIARE I VENTI
- Documento di ricerca: il cuore pulsante di Plutone regola la circolazione atmosferica 2: risultati di alta risoluzione e 3 simulazioni numeriche climatiche pluriennali
- Space Magazine: la NASA sta prendendo in considerazione una missione di Orbiter Plutone
