A atmosfera de Plutão

A equipe da New Horizons observou a atmosfera de Plutão até 1.600 km acima da superfície do planeta, demonstrando que a sua atmosfera, rica em nitrogênio, é bastante alargada. Esta é a primeira observação da atmosfera de Plutão a altitudes maiores que 270 km da superfície.

© NASA/JHUAPL/SwRI (taxa de contagem da atmosfera)

A figura acima mostra como a taxa de contagem do instrumento Alice mudou ao longo do tempo durante as observações do pôr-do-Sol e nascer-do-Sol. A taxa de contagem é maior quando a linha de visão do Sol está fora do alcance da atmosfera, no início e no fim. O nitrogênio molecular (N₂) começa a absorver a luz solar nas partes mais altas da atmosfera de Plutão, diminuindo à medida que a sonda aproxima-se da sombra do planeta anão. À medida que a ocultação progride, o metano e hidrocarbonetos atmosféricos também podem absorver luz solar e diminuir ainda mais a taxa de contagem. Quando a sonda está totalmente na sombra de Plutão, a taxa de contagem vai para zero. Quando a New Horizons emerge da sombra de Plutão, o processo é invertido. Ao representar graficamente a taxa de contagem observada na direção inversa à do tempo, podemos ver que as atmosferas nos lados opostos de Plutão são quase idênticas.

A nova informação foi recolhida pelo espectrógrafo de imagem Alice da New Horizons, durante um alinhamento cuidadosamente projetado do Sol, de Plutão e da sonda, que começou cerca de uma hora depois da maior aproximação ao planeta de dia 14 de julho. Durante o evento, conhecido como ocultação solar, a New Horizons passou pela sombra de Plutão enquanto o Sol iluminava a atmosfera do planeta anão.

"Este é apenas o começo da ciência atmosférica de Plutão", afirma Andrew Steffl, cientista da New Horizons e do Instituto de Pesquisa do Sudoeste, em Boulder, Colorado, EUA. "No próximo mês, todo o conjunto de dados da ocultação recolhidos pelo Alice será enviado para a Terra para análise. Mesmo assim, os dados que temos agora mostram que a atmosfera de Plutão sobe mais acima da sua superfície, em termos relativos, do que a da Terra."

A sonda New Horizons descobriu uma região fria e densa de gás ionizado com milhares de quilômetros para além de Plutão; a atmosfera do planeta que é arrancada pelo vento solar e perde-se para o espaço. Cerca de hora e meia depois da maior aproximação, o instrumento Solar Wind Around Pluto (SWAP) observou uma cavidade no vento solar, o fluxo de partículas eletricamente carregadas do Sol, entre 77.000 km e 109.000 km a jusante de Plutão. Os dados do SWAP revelam que esta cavidade está preenchida com íons de nitrogênio que formam uma "cauda de plasma" de estrutura e comprimento indeterminado e que se estende para trás do planeta.

© NASA/JHUAPL/SwRI (interação do vento solar com a atmosfera de nitrogênio de Plutão)

A ilustração acima mostra a interação do vento solar (o fluxo supersônico de partículas eletricamente carregadas do Sol) com a atmosfera predominantemente de nitrogênio de Plutão. Algumas das moléculas que formam a atmosfera têm energia suficiente para vencer a fraca gravidade de Plutão e escapar para o espaço, onde são ionizadas pela radiação ultravioleta do Sol. À medida que o vento solar encontra o obstáculo formado pelos íons, é retardado e desviado (representado pela região vermelha), possivelmente formando uma onda de choque a montante de Plutão. Os íons são apanhados pelo vento solar e transportados para além do planeta anão para formar uma cauda de plasma ou íons (região azul).

Já foram observadas caudas semelhantes em planetas como Vênus e Marte. No caso da atmosfera predominantemente de nitrogênio de Plutão, as moléculas que escapam são ionizadas pela luz ultravioleta do Sol, apanhadas pelo vento solar e transportadas para além de Plutão, formando uma cauda de plasma que foi descoberta pela New Horizons. Antes da aproximação, foram detectados íons de nitrogênio mais a montante de Plutão pelo instrumento PEPSSI Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation (PEPSSI), proporcionando uma antecipação da atmosfera fugitiva de Plutão.

A formação da cauda de plasma é apenas um dos aspectos fundamentais da interação de Plutão com o vento solar, cuja natureza é determinada por vários fatores ainda pouco conhecidos. Destes, talvez o mais importante seja a taxa de perda atmosférica. "Este é apenas o primeiro olhar tentador para o ambiente de plasma de Plutão," afirma Fran Bagenal, da Universidade do Colorado, em Boulder, EUA, que lidera a equipe de Partículas e Plasma da New Horizons. "Nós vamos receber mais dados em Agosto, que podemos combinar com as medições atmosféricas do Alice e do Rex a fim de determinar a velocidade a que Plutão perde a sua atmosfera. Assim que conhecermos esta taxa, vamos ser capazes de responder a perguntas em aberto sobre a evolução da atmosfera e superfície de Plutão e determinar até que ponto a interação do vento solar com Plutão é como a de Marte."

Fonte: NASA