eso0908 – Science Release
2 de marzo de 2009
Usando el Very Large Telescope de ESO, los astrónomos han obtenido nuevos y valiosos conocimientos sobre la atmósfera del planeta enano Plutón. Los científicos encontraron cantidades inesperadas de metano en la atmósfera, y también descubrieron que la atmósfera es más caliente que la superficie en unos 40 grados, aunque sólo alcanza unos gélidos 180 grados centígrados. Estas propiedades de la atmósfera de Plutón pueden deberse a la presencia de parches de metano puro o de una capa rica en metano que cubre la superficie del planeta enano.
«Con gran cantidad de metano en la atmósfera, queda claro por qué la atmósfera de Plutón es tan cálida», afirma Emmanuel Lellouch, autor principal del artículo que informa de los resultados.
Plutón, que tiene una quinta parte del tamaño de la Tierra, está compuesto principalmente por roca y hielo. Como está unas 40 veces más lejos del Sol que la Tierra en promedio, es un mundo muy frío con una temperatura superficial de unos 220 grados centígrados bajo cero.
Desde la década de 1980 se sabe que Plutón también tiene una tenue atmósfera , que consiste en una delgada envoltura de nitrógeno en su mayoría, con trazas de metano y probablemente monóxido de carbono. A medida que Plutón se aleja del Sol, durante su órbita de 248 años, su atmósfera se congela gradualmente y cae al suelo. En los periodos en los que está más cerca del Sol -como ahora- la temperatura de la superficie sólida de Plutón aumenta, haciendo que el hielo se sublime en gas.
Hasta hace poco, sólo se podían estudiar las partes superiores de la atmósfera de Plutón. Mediante la observación de ocultaciones estelares, un fenómeno que se produce cuando un cuerpo del Sistema Solar bloquea la luz de una estrella de fondo, los astrónomos pudieron demostrar que la atmósfera superior de Plutón era unos 50 grados más caliente que la superficie, es decir, menos 170 grados Celsius. Estas observaciones no pudieron arrojar ninguna luz sobre la temperatura y la presión atmosférica cerca de la superficie de Plutón. Sin embargo, nuevas y únicas observaciones realizadas con el Espectrógrafo Echelle Infrarrojo Criogénico (CRIRES), acoplado al Very Large Telescope de ESO, han revelado ahora que la atmósfera en su conjunto, y no sólo la superior, tiene una temperatura media de menos 180 grados centígrados, por lo que es, efectivamente, «mucho más caliente» que la superficie.
A diferencia de la atmósfera de la Tierra, la mayor parte de la atmósfera de Plutón, si no toda, está sometida a una inversión de temperatura: la temperatura es más alta cuanto más alto se mira en la atmósfera. El cambio es de unos 3 a 15 grados por kilómetro. En la Tierra, en circunstancias normales, la temperatura disminuye a través de la atmósfera unos 6 grados por kilómetro.
«Es fascinante pensar que con CRIRES somos capaces de medir con precisión las trazas de un gas en una atmósfera 100 000 veces más tenue que la de la Tierra, en un objeto cinco veces más pequeño que nuestro planeta y situado en el borde del Sistema Solar», dice el coautor Hans-Ulrich Käufl. «La combinación de CRIRES 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 se debe a la sublimación del hielo de la superficie; al igual que el sudor enfría el cuerpo al evaporarse de la superficie de la piel, esta sublimación tiene un efecto de enfriamiento en la superficie de Plutón. En este sentido, Plutón comparte algunas propiedades con los cometas, cuya coma y cola surgen de la sublimación del hielo cuando se acercan al Sol.
Las observaciones de CRIRES también indican que el metano es el segundo gas más común en la atmósfera de Plutón, representando la mitad de las moléculas. «Hemos podido demostrar que estas cantidades de metano desempeñan un papel crucial en los procesos de calentamiento de la atmósfera y pueden explicar la elevada temperatura atmosférica», afirma Lellouch.
Dos modelos diferentes pueden explicar las propiedades de la atmósfera de Plutón. En el primero, los astrónomos suponen que la superficie de Plutón está cubierta por una fina capa de metano, que inhibiría la sublimación de la escarcha de nitrógeno. El segundo escenario invoca la existencia de manchas de metano puro en la superficie.
«Discriminar entre ambos requerirá un estudio más profundo de Plutón a medida que se aleja del Sol», dice Lellouch. «Y, por supuesto, la sonda espacial New Horizons de la NASA también nos proporcionará más pistas cuando llegue al planeta enano en 2015».
Notas
La presión atmosférica en Plutón es sólo una cienmilésima parte de la de la Tierra, es decir, unos 0.015 milibares.
Normalmente, el aire cerca de la superficie de la Tierra es más cálido que el aire por encima de ella, en gran parte porque la atmósfera se calienta desde abajo a medida que la radiación solar calienta la superficie de la Tierra, que, a su vez, calienta la capa de la atmósfera directamente por encima de ella. En determinadas condiciones, esta situación se invierte, de modo que el aire es más frío cerca de la superficie de la Tierra. Los meteorólogos llaman a esto capa de inversión, y puede provocar la acumulación de smog.
Más información
E. Lellouch et al. 2009, A&A, en prensa, Pluto’s lower atmosphere structure and methane abundance from high-resolution spectroscopy and stellar occultations.
El equipo está compuesto por E. Lellouch, B. Sicardy y C. de Bergh (Observatoire de Paris, Francia), H.-U. Käufl (ESO), S. Kassi y A. Campargue (Universidad Joseph Fourier, Francia).
Contactos
Emmanuel Lellouch
Observatorio de París
París, Francia
Tel: +33 1 450 77 672
Email: [email protected]
Hans-Ulrich Käufl
ESO
Garching, Alemania
Tel: +33 1 450 77 672 I92
Celular: +49 160 6365135
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Henri Boffin
ESO
Garching, Alemania
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