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Apenas 15 minutos após a sua maior aproximação a Plutão, em 14 de julho de 2015, a sonda New Horizons da NASA olhou para trás, em direção ao Sol, e capturou esta vista do pôr-do-sol das montanhas geladas e acidentadas e das planícies de gelo planas que se estendem até ao horizonte de Plutão. Crédito: NASA/Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins/Southwest Research Institute
Quando Plutão passou na frente de uma estrela na noite de 15 de agosto de 2018, uma equipe de astrônomos liderada pelo Southwest Research Institute implantou telescópios em vários locais nos EUA e no México para observar a atmosfera de Plutão enquanto ela era brevemente iluminada pela estrela bem posicionada . Os cientistas usaram este evento de ocultação para medir a abundância global da ténue atmosfera de Plutão e encontraram evidências convincentes de que está a começar a desaparecer, voltando a congelar na sua superfície à medida que se afasta do Sol.
A ocultação durou cerca de dois minutos, durante os quais a estrela desapareceu de vista à medida que a atmosfera e o corpo sólido de Plutão passavam à sua frente. A taxa com que a estrela desapareceu e reapareceu determinou o perfil de densidade da atmosfera de Plutão.
Quando Plutão passou na frente de uma estrela na noite de 15 de agosto de 2018, uma equipe de astrônomos liderada pelo SwRI mediu a abundância da atmosfera de Plutão, mostrada aqui nos dados de sobrevôo da New Horizons 2015, enquanto era brevemente iluminada por trás do bem posicionado estrela. Estes dados indicam que a pressão superficial de Plutão está a diminuir e que a sua atmosfera de azoto está a condensar-se, formando gelo na sua superfície à medida que o objeto se afasta do Sol. Crédito: NASA/JHU-APL/SwRI
“Os cientistas têm usado ocultações para monitorizar as mudanças na atmosfera de Plutão desde 1988”, disse o Dr. Eliot Young, gestor sénior do programa na Divisão de Ciência e Engenharia Espacial do SwRI. “A missão New Horizons obteve um excelente perfil de densidade no seu sobrevoo de 2015, consistente com o facto de a atmosfera de Plutão duplicar a cada década, mas as nossas observações de 2018 não mostram que essa tendência continue a partir de 2015.”
Vários telescópios implantados perto do meio do caminho da sombra observaram um fenômeno chamado “flash central”, causado pela refração da luz na atmosfera de Plutão para uma região bem no centro da sombra. Ao medir uma ocultação em torno de um objeto com atmosfera, a luz diminui à medida que passa pela atmosfera e depois retorna gradualmente. Isto produz uma inclinação moderada em cada extremidade da curva de luz em forma de U. Em 2018, a refração da atmosfera de Plutão criou um flash central próximo ao centro de sua sombra, transformando-a em uma curva em forma de W.
Durante o evento de ocultação de Plutão de 15 de agosto de 2018, vários telescópios implantados perto do meio do caminho da sombra observaram um fenômeno chamado “flash central”, causado pela refração da luz na atmosfera de Plutão em uma região bem no centro da sombra. Este flash central indica que os dados de ocultação são muito robustos, reforçando as descobertas do SwRI que confirmam que a atmosfera de Plutão está a congelar na sua superfície à medida que se afasta do Sol. Crédito: NASA/SwRI
“O flash central visto em 2018 foi de longe o mais forte que alguém já viu numa ocultação de Plutão”, disse Young. “O flash central dá-nos um conhecimento muito preciso da trajetória da sombra de Plutão na Terra.”
Assim como a Terra, a atmosfera de Plutão é predominantemente de nitrogênio. Ao contrário da Terra, a atmosfera de Plutão é sustentada pela pressão de vapor dos seus gelos superficiais, o que significa que pequenas mudanças nas temperaturas dos gelos superficiais resultariam em grandes mudanças na densidade aparente da sua atmosfera. Plutão leva 248 anos terrestres para completar uma órbita completa ao redor do Sol, e sua distância varia de seu ponto mais próximo, cerca de 30 unidades astronômicas do Sol (1 UA é a distância da Terra ao Sol), até 50 UA do Sol. .
Durante o último quarto de século, Plutão tem recebido cada vez menos luz solar à medida que se afasta do Sol, mas, até 2018, a pressão superficial e a densidade atmosférica continuaram a aumentar. Os cientistas atribuíram isso a um fenômeno conhecido como inércia térmica.
“Uma analogia a isto é a forma como o Sol aquece a areia numa praia”, disse o cientista da equipe do SwRI, Dr. Leslie Young, especializado em modelar a interação entre as superfícies e atmosferas de corpos gelados no sistema solar exterior. “A luz solar é mais intensa ao meio-dia, mas a areia continua absorvendo o calor ao longo da tarde, por isso é mais quente no final da tarde. A persistência contínua da atmosfera de Plutão sugere que os reservatórios de nitrogênio gelado na superfície de Plutão foram mantidos aquecidos pelo calor armazenado sob a superfície. Os novos dados sugerem que eles estão começando a esfriar.”
O maior reservatório de nitrogênio conhecido é o Sputnik Planitia, uma geleira brilhante que constitui o lobo ocidental do Tombaugh Regio, em forma de coração. Os dados ajudarão os modeladores atmosféricos a melhorar a sua compreensão das camadas subterrâneas de Plutão, particularmente no que diz respeito às composições que são compatíveis com os limites observados na transferência de calor.