15/Mar/09

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Se devela la atmósfera baja de Plutón

Usando el Very Large Telescope de ESO, los astrónomos han logrado avances en el conocimiento de la atmósfera del planeta enano Plutón. Los científicos encontraron, de forma inesperada, grandes cantidades de metano y también descubrieron que está unos 40°C más caliente que la superficie, a pesar de que está a unos frígidos -180°C

Estas propiedades de la atmósfera de Plutón pueden deberse a la presencia de placas de metano puro o de una capa rica en metano cubriendo la superficie del planeta enano.

"Con tanto metano en su atmósfera, está claro por qué la atmósfera de Plutón es tan caliente", afirmaba Emmanuel Lellouch, autora principal del artículo que describe los resultados.

Plutón, con un quinto del tamaño de la Tierra, está compuesto principalmente por roca y hielo. Como está 40 veces más lejos del Sol que la Tierra, es un mundo muy frío, con temperaturas en la superficie de unos 220° C bajo cero.

Se sabe desde los años 80 que Plutón también tiene una atmósfera muy tenue, con una presión de apenas 0,015 milibares -una cienmilésima parte de la de la Tierra- que probablemente sea una fina capa, la mayor parte nitrógeno, con trazas de metano y probablemente monóxido de carbono. A medida que Plutón se aleja del Sol mientras completa su órbita en un periodo de 248 años, su atmósfera se congela gradualmente y se precipita. En los periodos en que está más cerca del Sol, como sucede ahora, la temperatura de la superficie de Plutón aumenta, lo que hace que el hielo se convierta en gas.

Hasta hace poco, sólo se habían estudiado las capas superiores de la atmósfera de Plutón. Utilizando ocultaciones estelares, un fenómeno que ocurre cuando un cuerpo del Sistema Solar bloquea la luz de una estrella, los astrónomos fueron capaces de demostrar que la alta atmósfera de Plutón estaba a -170°C, es decir, unos 50°C más caliente que la superficie. Estas observaciones no podían arrojar luz sobre las temperaturas y presiones atmosféricas cerca de la superficie de Plutón. Sin embargo, con las nuevas observaciones realizadas con el espectrógrafo criogénico infrarrojo CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES), acoplado al Very Large Telescope del ESO, han revelado que toda su atmósfera, no solamente la alta, tiene una temperatura de -180°C y que, por tanto, es bastante mas "caliente" que su superficie.

Al contrario que en la atmósfera de la Tierra (ver Nota), gran parte de la atmósfera de Plutón presenta un efecto de inversión de temperatura, es decir, la temperatura sube a medida que se asciende. La variación es de unos 3 a 15°C por kilómetro. En cambio, en la Tierra, en condiciones normales, la temperatura de la atmósfera desciende unos 6°C por kilómetro.

"Es fascinante pensar que con CRISES somos capaces de medir con tanta precisión trazas de un gas en una atmósfera 100.000 veces más tenue que la de la Tierra, en un objeto cinco veces mas pequeño que nuestro planeta y que está localizado en el borde externo del Sistema Solar", comentaba Hans-Ulrich Käufl, coautor del artículo. "La combinación de CRISES y el VLT es casi como tener un satélite avanzado de investigación atmosférica en órbita alrededor de Plutón".

La razón por la que la superficie de Plutón es tan fría está relacionada con la existencia de la atmósfera de Plutón, y es debido a que la sublimación del hielo superficial actúa de la misma manera que el sudor cuando se evapora de la superficie de la piel: esta sublimación tiene un efecto refrigerante sobre la superficie de Plutón. En este sentido, Plutón comparte ciertas propiedades con los cometas, cuya coma y cola son producto de la sublimación del hielo a medida que se aproximan al Sol.

Concepción artística de cómo podría verse la superficie de Plutón conforme a uno de los dos modelos que el equipo de astrónomos ha desarrollado para ajustarse a las propiedades de la atmósfera de Plutón observadas y analizadas con el CRISES. La imagen muestra algunas placas de metano puro en la superficie. Desde Plutón, el Sol brilla 1.000 veces menos que desde la Tierra.

Las observaciones con CRISES indican también que el metano es el segundo gas más común en la atmósfera de Plutón, representando el 0,5% de sus moléculas. "Somos capaces de demostrar que estas cantidades de metano juegan un papel muy importante en los procesos de calentamiento en la atmósfera y pueden explicar la elevada temperatura atmosférica", mencionaba Lellouch.

Dos modelos diferentes pueden explicar las propiedades de la atmósfera de Plutón. En el primero, los astrónomos consideran que la superficie está cubierta con una fina capa de metano, que impide que el hielo de nitrógeno se sublime. La segunda situación considera la existencia de placas de metano puro en la superficie.

"Discernir cuál de los dos es el real requerirá un mayor estudio de Plutón a medida que se vaya alejando del Sol", indicaba Lellouch. "Y por supuesto, la sonda New Horizons de la NASA nos dará mas pistas cuando llegue al planeta enano en 2015".

Nota: Normalmente, el aire cerca de la superficie de la Tierra está más caliente que el aire que tiene por encima, principalmente porque se calienta desde abajo cuando la radiación solar calienta la superficie terrestre que, a su vez, calienta la capa de aire en contacto directo con ella. Bajo ciertas condiciones, esta situación se invierte, de manera que el aire está mas frío cerca de la superficie de la Tierra. Los meteorólogos lo denominan "capa de inversión", y en ocasiones es la razón de que se produzca niebla.

Fuente: Sondas Espaciales. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard