¿Te imaginas que la atmósfera de la Tierra desapareciese
según las estaciones? Pues eso es precisamente lo que ocurre en Plutón.
Uno de los grandes atractivos de este planeta enano es que es uno de los
pocos cuerpos del sistema solar con atmósfera. Sí, es cierto que se
trata de una atmósfera muy tenue -tanto que en la Tierra sería
considerada un vacío francamente bueno-, pero en cualquier caso estamos
ante la quinta atmósfera más densa de un mundo con superficie sólida en
el sistema solar. Por delante solo están Venus, Titán, la Tierra y
Marte, lo que no está nada mal si pensamos que existen miles de
satélites y cuerpos menores alrededor del Sol. Pero, ¿cómo de densa es
esta atmósfera? Pues la respuesta corta es que nadie lo sabe con
certeza, así que deberemos esperar a la visita de la New Horizons este
14 de julio para salir de dudas. Y como dentro mes y medio todos
nuestros modelos teóricos quedarán pulverizados tras el enfrentamiento
con la realidad, no está de más repasar qué conocemos a cerca de la
misteriosa atmósfera de Plutón.
La sonda New Horizons pasando por Plutón y Caronte (NASA).
La atmósfera de Plutón fue detectada en 1988, cuando por entonces el
planeta enano era un planeta a secas. La mayor parte de la misma -un 99%
aproximadamente, pero se desconoce el porcentaje exacto- es nitrógeno
molecular, algo normal puesto que el principal componente de la
superficie es hielo de nitrógeno. Además de este elemento, el resto de
la atmósfera está compuesta por metano y monóxido de carbono, aunque
habrá que esperar a la New Horizons para averiguar la composición
precisa (los instrumentos terrestres no son demasiado buenos a la hora
de detectar la proporción relativa de componentes atmosféricos). La
presión superficial es minúscula, del orden de unos 0,01 milibares,
pero, y esto es lo llamativo, dista de ser constante. Esto se debe a que
Plutón presenta unas variaciones estacionales sin precedentes durante
los casi 248 años en los que tarda en dar una vuelta al Sol.
Órbita de Plutón. Los solsticios y equinoccios hacen referencia al hemisferio sur (Mike Brown).
Por un lado tenemos la elevada excentricidad de su órbita (e=0,26),
lo que implica que Plutón no está siempre a la misma distancia del Sol.
Entre el punto más cercano -perihelio- y el más lejano -afelio- hay casi
1450 millones de kilómetros de diferencia. Por si esto fuera poco, el
eje de Plutón está fuertemente inclinado, formando un ángulo de 123º. La
Tierra posee una órbita casi circular, así que las estaciones están
causadas exclusivamente por la inclinación del eje de nuestro planeta.
Pero este no es el caso de Plutón, donde la combinación de estos dos
factores causan el fenómeno único de las estaciones dobles.
Las estaciones debidas a la inclinación del eje de rotación son
equivalentes a las terrestres. En este caso, el solsticio de verano del
hemisferio norte de Plutón tiene lugar cuando el polo norte apunta hacia
el Sol, algo que ocurrió por última vez en 1944. A partir de esa fecha
las temperaturas del hemisferio norte comenzaron a reducirse
drásticamente a medida que la insolación fue disminuyendo. Obviamente,
en el hemisferio sur ocurrió todo lo contrario. El equinoccio de otoño
del hemisferio norte, coincidente con el equinoccio de primavera del
hemisferio sur, tuvo lugar 1987. Hasta aquí nada extraño, ya que es lo
mismo que pasa en nuestro planeta. Sin embargo, es entonces cuando entra
en juego el segundo mecanismo de variabilidad estacional relacionado
con la distancia al Sol, causante de las estaciones ‘de excentricidad’. Y
es que dos años después del equinoccio Plutón pasó por el perihelio.
Por este motivo, las temperaturas globales aumentaron drásticamente a
pesar de que el hemisferio sur no pasará por el solsticio de verano
hasta 2029 (en este punto debemos recordar que las convenciones de
‘norte’ y ‘sur’ en Plutón varían según la literatura consultada).
¿Y qué tiene que ver todo esto con la atmósfera? Pues que dependiendo
de la temperatura y su composición se cree que la atmósfera de Plutón
se congela completamente sobre la superficie durante los periodos de
menor insolación. Según los modelos más simples, la densidad de la
atmósfera fue aumentando durante la mayor parte del siglo XIX hasta la
primera mitad del siglo XX coincidiendo con el verano ‘solsticial’ -o
sea, el normal- del hemisferio norte, alcanzando una presión de unos
diez microbares. A partir de entonces decayó hasta prácticamente cero,
hasta que volvió a crecer durante la segunda mitad del siglo XX
coincidiendo con el verano ‘de perihelio’, logrando un valor máximo de
0,1 milibares alrededor del año 2000.
Variación de la densidad de la atmósfera de Plutón (Frédéric Pont).
Estos mismos modelos predicen que la atmósfera de Plutón debería
estar totalmente congelada otra vez en 2015, Mala suerte, ¡justo cuando
debe llegar la New Horizons! De ahí el empeño que la NASA ha puesto
durante las últimas décadas en lanzar una misión a Plutón cuanto antes.
Pero como un mundo con atmósfera es mucho más interesante que uno sin
ella, podemos respirar tranquilos después de que en 2013 observaciones
de telescopios terrestres demostraron que la atmósfera de Plutón
todavía estaba en su sitio.
Variación de la densidad de la atmósfera de Plutón según los
modelos más sencillos. Los puntos corresponden a observaciones de
ocultaciones estelares de 2013 (Frédéric Pont).
No nos debe sorprender, porque evidentemente la realidad siempre es
mucho más compleja que los modelos teóricos. El factor determinante para
saber cuándo se colapsará la atmósfera de Plutón es cuánto calor es
capaz de retener la superficie del planeta enano, o lo que es lo mismo,
su inercia térmica. La inercia térmica depende de la composición de la
superficie y del tamaño de las partículas. Teniendo en cuenta estos
datos, los científicos han elaborado nuevos modelos que predicen cómo
debe ser el aspecto de Plutón cuando la New Horizons pase por sus
cercanías. Si la superficie plutoniana está formada predominantemente
por partículas finas -es decir, con baja inercia térmica- deberíamos ver
un casquete polar de nitrógeno en el hemisferio sur. En caso contrario,
es posible que se forme una banda de hielo de nitrógeno a latitudes
elevadas, una característica nunca antes vista en un mundo del sistema
solar.
Posibles configuraciones del casquete polar de Plutón según la inercia térmica de la superficie (Frédéric Pont).
¿Deberemos esperar hasta el 14 de julio para salir de dudas? Pues
parece que no, porque si miramos las últimas imágenes de la cámara LORRI
de la New Horizons parece que, efectivamente, Plutón tiene un casquete
polar. O sea, su superficie tiene una baja inercia térmica y es de
esperar que esté cubierta por partículas muy finas. No sería de extrañar
por tanto que los débiles ‘vientos’ generados por el ciclo de
sublimación del nitrógeno de hemisferio a hemisferio haya arrastrado
estas partículas por la superficie de Plutón durante miles de millones
de años creando características únicas. El nitrógeno debe sublimarse y
depositarse como escarcha en los polos dependiendo del doble ciclo
estacional, posiblemente dejando atrás depósitos de nieve y hielo de
metano.
Casi todos los modelos predicen que Plutón tendrá una atmósfera
cuando llegue la New Horizons, pero su densidad exacta es objeto de
debate. Hagan sus apuestas (en los comentarios). Además de su atmósfera,
Plutón esconde otro misterio: su extraño color rojo. A diferencia de
Caronte, cuyos espectros sugieren una superficie dominada por hielos de
agua y nitrógeno, la superficie de Plutón es rojiza. Se cree que la
causa es la abundancia de partículas orgánicas complejas –tolinas–
resultantes de la acción de la luz ultravioleta del Sol en los hielos
de metano y nitrógeno, pero, una vez más, no podemos estar seguros hasta
que la New Horizons nos proporcione nuevos datos. Con suerte, solo
quedan seis semanas para aclarar estos misterios… aunque en el proceso
seguramente surgirán muchos otros. Referencias:
0 comentarios:
Publicar un comentario