Novas observações do telescópio Webb revelam que a atmosfera de Plutão é completamente diferente da dos outros planetas.
Quando a nave espacial New Horizons passou por Plutão e Caronte em 2015, revelou dois mundos incrivelmente complexos e uma atmosfera ativa em Plutão. Esses instantâneos redefiniram a nossa compreensão do sistema.
Agora, novas observações com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), efectuadas em 2022 e 2023, mostram que a atmosfera de Plutão é completamente diferente de qualquer outra no Sistema Solar.
Para começar, contém partículas de neblina que sobem e descem à medida que são aquecidas e arrefecidas.
A atmosfera de Plutão é uma complicada névoa de nitrogénio, metano e monóxido de carbono. Com base nos dados do JWST, as partículas de neblina controlam o balanço energético da atmosfera à medida que aquecem e arrefecem. Isto é muito invulgar e nunca foi visto noutros mundos do sistema solar.
As observações foram inspiradas por uma ideia que o astrónomo Xi Zhang (Universidade da Califórnia – Santa Cruz) propôs em 2017.
“Era uma ideia louca”, disse Zhang. No entanto, ele e os co-autores do artigo sentiram-se suficientemente confiantes para prever que, se uma neblina está a arrefecer Plutão, deve estar a emitir uma forte radiação infravermelha média.
Se assim for, então um telescópio sensível ao infravermelho deveria ser capaz de “ver” o fenómeno.
Inspirados por esta previsão, uma equipa de astrónomos liderada por Tanguy Bertrand do Observatório de Paris, utilizou o JWST para estudar o controlo da neblina no equilíbrio do calor atmosférico de Plutão.
“Ficámos muito orgulhosos, porque confirmou a nossa previsão”, disse Zhang. “Na ciência planetária, não é comum ter uma hipótese confirmada tão rapidamente, em apenas alguns anos. Por isso sentimo-nos com muita sorte e muito entusiasmados”.
Plutão, Caronte e as suas atmosferas
A atmosfera de Plutão é uma mistura quimicamente rica de nitrogénio, metano e monóxido de carbono. Em contraste, Caronte não tem uma atmosfera apreciável, embora possa registar desgaseificação sazonal.
A névoa que vemos em Plutão nas imagens e dados da passagem da New Horizons é uma experiência ativa na fotoquímica do azoto e do metano. Nesse aspeto, é semelhante às neblinas que vemos em Titã.
As observações da JWST de Plutão e Caronte efectuadas em 2022 focaram o instrumento MIRI nas neblinas e na atmosfera de Plutão. Também fez medições a 18, 21 e 25 microns em ambos os mundos.
Em 2023, o MIRI voltou a sua atenção para Plutão e forneceu dados atmosféricos e de neblina na gama do infravermelho médio (4,9 – 27 microns).
Os resultados revelaram variações na radiação térmica da superfície — mudanças de temperatura — tanto em Plutão como em Caronte durante a sua rotação. Os investigadores foram capazes de colocar fortes restrições na inércia térmica, emissividade e temperatura de diferentes regiões de Plutão e Caronte.
Estas propriedades são o que impulsiona a distribuição global de gelo em Plutão e empurra o material de Plutão para Caronte.
Os ciclos sazonais de distribuição de gelo volátil pela superfície conduzem a uma migração de depósitos de gelo pela superfície de Plutão. É quase como se vários depósitos de gelo fossem “apanhados” e redistribuídos por outros locais.
Algum desse material também é puxado completamente para longe de Plutão e depositado em Caronte. Tanto quanto os cientistas sabem, isto não acontece em mais nenhum sítio do Sistema Solar.
Controlar as temperaturas
Os novos dados mostram que a atmosfera de Plutão é única entre as atmosferas planetárias do Sistema Solar.
O seu equilíbrio energético radiativo — ou seja, o balanço entre a luz solar que entra e a perda de calor para o espaço — é controlado principalmente por partículas de neblina em vez de moléculas de gás, como acontece noutros mundos.
Segundo Zhang, este facto torna Plutão ainda mais interessante de estudar. Também dá uma ideia da atmosfera primitiva da Terra, que era quase inteiramente constituída por azoto e uma mistura de hidrocarbonetos.
“Ao estudar a névoa e a química de Plutão, podemos obter novos conhecimentos sobre as condições que tornaram a Terra habitável”.
Os estudos da JWST são apenas um primeiro passo para compreender a complexidade da interação na atmosfera de Plutão, bem como a sua contribuição para os materiais encontrados em Caronte.
“Plutão situa-se num ponto realmente único no que diz respeito ao comportamento das atmosferas planetárias. Por isso, isto dá-nos a oportunidade de expandir a nossa compreensão de como a neblina se comporta em ambientes extremos“, explicou Zhang.
“E não se trata apenas de Plutão – sabemos que a lua de Neptuno, Tritão, e a lua de Saturno, Titã, também têm atmosferas semelhantes de azoto e hidrocarbonetos, cheias de partículas de neblina. Por isso, também precisamos de repensar os seus papéis”.
ZAP // Universe Today
