Comunicado de Prensa ESO PR 08/09.

Utilizando el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO, los astrónomos han logrado obtener nuevos y valiosos conocimientos sobre la atmósfera del planeta enano Plutón.

Inesperadamente, los científicos encontraron grandes cantidades de metano en la atmósfera, y también descubrieron que la atmósfera es más caliente que la superficie en aproximadamente 40º, aunque todavía llega apenas a los 180ºC. Estas propiedades de la atmósfera plutoniana pueden deberse a la presencia de zonas de metano puro, o a una capa rica en metano que cubre toda la superficie del planeta enano.

“Con tantas cantidades de metano en la atmósfera, resulta clara la razón por la cual la atmósfera de Plutón es tan cálida”, dice Emmanuel Lellouch, autor principal del artículo que informa sobre los resultados.

Plutón, que tiene aproximadamente un quinto del tamaño de la Tierra, está compuesto principalmente por hielo y roca. Como está en promedio unas 40 veces más lejos del Sol que nuestro planeta, es un mundo muy frío, con una temperatura superficial de unos 220ºC.

Desde la década de 1980 se sabe que Plutón también posee una atmósfera tenue ([1]), que consiste en un delgado envoltorio de nitrógeno principalmente, con trazas de metano y tal vez de monóxido de carbono. A medida que Plutón se aleja del Sol, durante su órbita de 248 años, su atmósfera se congela gradualmente y cae al suelo. En los períodos en que está más cerca del Sol, como ahora, la temperatura de la superficie sólida de Plutón aumenta, haciendo que el hielo se sublime en gas.

Hasta hace poco, solamente se podía estudiar la región superior de la atmósfera de Plutón. Observando las ocultaciones estelares (ver, en inglés, ESO 21/02), un fenómeno que ocurre cuando un cuerpo del sistema solar bloquea la luz de una estrella de fondo, los astrónomos pudieron demostrar que la atmósfera superior de Plutón era unos 50ºC más cálida que la superficie, es decir, que se encontraba a -170ºC.

Estas observaciones no podían arrojar luz alguna sobre la temperatura y la presión de la atmósfera cerca de la superficie de Plutón. Pero nuevas y únicas observaciones realizadas con el Espectrógrafo Criogénico Infrarrojo de Escalera (CRIRES = CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph), adosado al Telescopio Muy Grande de ESO, ha revelado que la atmósfera como un todo, y no solamente la atmósfera superior, tiene una temperatura media de 180ºC, y está por lo tanto “mucho más caliente” que la superficie.

En contraste con la atmósfera de la Tierra ([2]), la mayor parte, si no en su totalidad, de la atmósfera de Plutón está pasando por una inversión de temperatura: la temperatura es más alta cuanto más alto se observe en la atmósfera. El cambio de unos 3 a 15 grados por kilómetro. En la Tierra, bajo condiciones normales, la temperatura decrece con la altitud a razón de unos 6 grados por kilómetro.

“Resulta fascinante pensar que con CRIRES pudimos medir con precisión trazas de gas en una atmósfera 100 000 veces más delgada que la de la Tierra, en un objeto que es cinco veces menor que nuestro planeta y que se encuentra localizado en los límites del sistema solar”, dice el co-autor Hans-Ulrich Käufl. “La combinación de CRIRES con el VLT es casi como tener un satélite avanzado de investigación en órbita alrededor de Plutón”.

La razón por la cual la superficie de Plutón es tan fría está relacionada con la existencia de la atmósfera del planeta enano, y se debe a la sublimación del hielo superficial; en forma muy parecida a la forma en que la transpiración enfría el cuerpo al evaporarse sobre la superficie de la piel, esta sublimación ejerce un efecto enfriador sobre la superficie de Plutón. En este aspecto, Plutón comparte algunas propiedades con los cometas, cuyas comas y colas surgen del hielo sublimado a medida que se aproximan al Sol.

Las observaciones CRIRES indican también que el metano es el segundo gas más común en la atmósfera de Plutón, representando un medio por ciento de las moléculas. “Pudimos demostrar que estas cantidades de metano juegan un papel crucial en los procesos de calentamiento de la atmósfera y pueden explicar la elevada temperatura atmosférica”, dice Lellouch.

Dos modelos diferentes pueden explicar las propiedades de la atmósfera de Plutón. En el primero, los astrónomos asumen que la superficie del planeta enano está cubierta por una fina capa de metano, que inhibe la sublimación de la escarcha de nitrógeno. El segundo escenario invoca la existencia de zonas de metano puro sobre la superficie.

“La discriminación entre las dos requerirá más estudios de Plutón mientras se aleja del Sol”, dice Lellouch. “Y, por supuesto, la sonda espacial New Horizons de la NASA nos proporcionará también más claves, cuando llegue al planeta enano en 2015”.

NOTAS

[1] La presión atmosférica de Plutón es apenas una cienmilésima de la de la Tierra, o sea unos 0,015 milibares.

[2] Normalmente, el aire cercano a la superficie de la Tierra es más cálido que el aire que se encuentra por arriba, principalmente porque la atmósfera se calienta desde abajo a medida que la radiación solar calienta la superficie terrestre que, a su vez, calienta la capa atmosférica que se encuentra inmediatamente por encima. Bajo ciertas condicifones, esta situación se invierte, de modo que el aire cercano a la superficie es más frío. Los meteorólogos la llaman una capa de inversión, y puede hacer que el smog se acumule.

MAS INFORMACIÓN:

E. Lellouch et al. 2009, A&A, en prensa, Pluto’s lower atmosphere structure an methane abundance from high-resolution spectroscopy and stellar occultations.

El equipo está integrado por E. Lellouch, B. Sicardy, y C. de Bergh (Observatoire de Paris, Francia), H.-U. Käufl (ESO), S. Kassi y A. Campargue (Université Joseph Fourier, Francia).

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Artículo original: ESO Press Release 08/09.
Título: “The lower atmosphere of Pluto revealed”
Fecha: Marzo 02, 2009
Enlace con el artículo original: aquí