Credito d'immagine: NASA
Un team di astronomi del MIT ha riferito oggi che l'atmosfera di Plutone si sta espandendo, anche se il pianeta si sta allontanando dal Sole sulla sua orbita ellittica. Gli astronomi si aspettavano di trovare la situazione opposta; che la sua atmosfera si ridurrebbe man mano che si allontana dal Sole, ma è simile alla Terra, dove il primo pomeriggio è più caldo di mezzogiorno, quando il Sole è più luminoso. Se tutto andrà bene, la NASA lancerà la sua missione New Horizons entro il 2006 per raggiungere Plutone nel 2015.
L'atmosfera di Plutone si sta espandendo mentre continua sulla sua lunga orbita lontano dal sole, un team di astronomi del MIT, dell'Università di Boston, del Williams College, del Pomona College, dell'Osservatorio Lowell e della Cornell University riportano nel numero di Nature del 10 luglio.
Il team, guidato da James Elliot, professore di astronomia planetaria al MIT e direttore dell'Osservatorio Wallace del MIT, fece questa scoperta osservando l'oscuramento di una stella quando Plutone le passò davanti il 20 agosto 2002. Il team trasportò fuori osservazioni usando otto telescopi all'Osservatorio Mauna Kea, Haleakala, Lick Observatory, Lowell Observatory e Palomar Observatory.
Elliot ha affermato che i nuovi risultati sembrano controintuitivi, poiché gli osservatori hanno ipotizzato che l'atmosfera di Plutone avrebbe iniziato a collassare mentre si raffredda. In effetti, la temperatura dell'atmosfera prevalentemente azotata di Plutone è aumentata di circa 1 grado Celsius da quando era più vicina al sole nel 1989.
Elliot attribuisce l'aumento allo stesso effetto di lag che sperimentiamo sulla Terra? Anche se il sole è più intenso nel suo punto più alto a mezzogiorno, la parte più calda della giornata è intorno alle 15:00. Poiché l'anno di Plutone è pari a 248 anni terrestri, 14 anni dopo l'approccio più vicino di Plutone al Sole è come 13:15 sulla terra. Al ritmo dell'orbita di Plutone, potrebbero essere necessari altri 10 anni per raffreddarsi e inizierebbe a raffreddarsi quando la missione della NASA New Horizons su Plutone, prevista per il lancio nel 2006, la raggiungerà nel 2015.
L'atmosfera prevalentemente di azoto di Plutone è in equilibrio di tensione di vapore con il suo ghiaccio superficiale e può quindi subire grandi variazioni di pressione in risposta a piccoli cambiamenti della temperatura del ghiaccio superficiale. Man mano che la sua superficie ghiacciata diventa più fredda, si condensa in una fresca brina bianca che riflette più calore del sole e diventa ancora più fredda. Man mano che lo sporco e gli oggetti si accumulano sulla sua superficie, si scurisce e assorbe più calore, accelerando l'effetto di riscaldamento. Plutone si oscura dal 1954.
"I dati dell'agosto 2002 ci hanno permesso di sondare molto più in profondità l'atmosfera di Plutone e ci hanno fornito un quadro più accurato dei cambiamenti che si sono verificati", ha detto Elliot.
L'orbita di Plutone è molto più ellittica di quella degli altri pianeti e il suo asse di rotazione è inclinato da un ampio angolo rispetto alla sua orbita. Entrambi i fattori potrebbero contribuire a drastici cambiamenti stagionali.
Dal 1989, ad esempio, la posizione del sole nel cielo di Plutone è cambiata di più rispetto al corrispondente cambiamento sulla Terra che causa la differenza tra inverno e primavera. La temperatura atmosferica di Plutone varia tra -235 e -170 gradi Celsius, a seconda dell'altitudine sopra la superficie.
Plutone ha sulla sua superficie ghiaccio di azoto che può evaporare nell'atmosfera quando si riscalda, causando un aumento della pressione superficiale. Se l'aumento osservato dell'atmosfera si applica anche alla pressione superficiale, che è probabilmente il caso, ciò significa che la temperatura media della superficie del ghiaccio di azoto su Plutone è aumentata di poco più di 1 grado Celsius negli ultimi 14 anni.
STUDIARE GLI ATMOSFERE CON LE OMBRE
I ricercatori studiano oggetti lontani attraverso occultazioni - eventi simili a eclissi in cui un corpo (Plutone in questo caso) passa davanti a una stella, bloccando la luce della stella dalla vista. Registrando l'oscuramento della luce delle stelle nel tempo, gli astronomi possono calcolare la densità, la pressione e la temperatura dell'atmosfera di Plutone.
Osservare due o più occultazioni in momenti diversi fornisce ai ricercatori informazioni sui cambiamenti nell'atmosfera del pianeta. La struttura e la temperatura dell'atmosfera di Plutone furono determinate per la prima volta durante un'occultazione nel 1988. Il breve passaggio di Plutone di fronte a una stella diversa il 19 luglio portò i ricercatori a credere che fosse in atto un drastico cambiamento atmosferico, ma non era chiaro se l'atmosfera era calda o fredda.
I dati risultanti da questa occultazione, quando Plutone passò davanti a una stella conosciuta come P131.1, portarono ai risultati attuali. ? Questa è la prima volta che un'occultazione ci ha permesso di sondare così profondamente l'atmosfera di Plutone con un grande telescopio, che offre un'alta risoluzione spaziale di pochi chilometri? Disse Elliot. Spera di usare questo metodo per studiare gli oggetti di Plutone e della Cintura di Kuiper più frequentemente in futuro.
MISSIONE A PLUTO
La NASA ha recentemente autorizzato la missione New Horizons Pluto-Kuiper Belt di iniziare a costruire veicoli spaziali e sistemi di terra. La missione sarà la prima a Plutone e alla Cintura di Kuiper. Richard P. Binzel, professore di scienze della terra, atmosferica e planetaria (EAPS) presso il MIT, è co-investigatore.
La navicella spaziale New Horizons è prevista per il lancio nel gennaio 2006, supera Giove per un aumento di gravità e studi scientifici nel 2007 e raggiunge Plutone e la luna di Caronte di Plutone già nell'estate 2015. Plutone è l'unico pianeta non ancora osservato a breve distanza . Questa missione cercherà di rispondere a domande sulle superfici, le atmosfere, gli interni e gli ambienti spaziali del pianeta più esterno del sistema solare e della sua luna.
Nel frattempo, i ricercatori sperano di usare SOFIA, un telescopio di 2,5 metri montato su un velivolo che è stato costruito dalla NASA in collaborazione con l'agenzia spaziale tedesca, a partire dal 2005. SOFIA sarebbe in grado di essere inviato nel posto giusto in tutto il mondo per meglio osservare le occultazioni, fornendo dati di alta qualità su una base molto più frequente di quanto sia possibile utilizzando solo i telescopi a terra.
Oltre a Elliot, i coautori del MIT sono il neolaureato in fisica Kelly B. Clancy; studenti laureati Susan D. Kern e Michael J. Person; neolaureata del MIT Colette V. Salyk; e l'aeronautica e l'astronautica senior Jing Jing Qu.
I collaboratori del Williams College includevano Jay M. Pasachoff, professore di astronomia; Bryce A. Babcock, fisico dello staff; Steven V. Souza, supervisore dell'osservatorio; e laureando David R. Ticehurst. Hanno usato il telescopio dell'Università delle Hawaii a 13.800 piedi di altezza del vulcano hawaiano Mauna Kea e un rilevatore elettronico del Williams College che normalmente fa parte delle spedizioni di eclissi.
I collaboratori del Pomona College sono Alper Ates e Ben Penprase. La collaboratrice dell'Università di Boston è Amanda Bosh. I collaboratori dell'Osservatorio Lowell sono Marc Buie, Ted Dunham, Stephen Eikenberry, Cathy Olkin, Brian W. Taylor e Lawrence Wasserman. I collaboratori di Boeing sono Doyle Hall e Lewis Roberts.
La collaboratrice del Regno Unito Infrared Telescope è Sandy K. Leggett. I collaboratori dell'Osservatorio navale statunitense sono Stephen E. Levine e Ronald C. Stone. Il collaboratore di Cornell è Dae-Sik Moon. David Osip e Joanna E. Thomas-Osip erano al MIT e ora ai Carnegie Observatories. John T. Rayner è presso la NASA Infrared Telescope Facility. David Tholen è all'Università delle Hawaii.
Questo lavoro è finanziato da Research Corp., dal Southwest Research Institute, dalla National Science Foundation e dalla NASA.
Fonte originale: comunicato stampa del MIT
