eso0908 – Libertação Científica
2 Março 2009
Utilizando o Telescópio Muito Grande da ESO, os astrónomos ganharam novos e valiosos conhecimentos sobre a atmosfera do planeta anão Plutão. Os cientistas descobriram quantidades inesperadamente grandes de metano na atmosfera, e também descobriram que a atmosfera é mais quente que a superfície em cerca de 40 graus, embora ainda só atinja uma frígida menos 180 graus Celsius. Estas propriedades da atmosfera de Plutão podem ser devidas à presença de manchas de metano puro ou de uma camada rica em metano que cobre a superfície do planeta anão.
“Com muito metano na atmosfera, torna-se claro porque a atmosfera de Plutão é tão quente”, diz Emmanuel Lellouch, autor principal do artigo relatando os resultados.
Plutão, que é cerca de um quinto do tamanho da Terra, é composto principalmente de rocha e gelo. Como está cerca de 40 vezes mais longe do Sol do que a Terra em média, é um mundo muito frio com uma temperatura superficial de cerca de 220 graus negativos!
Sabe-se desde os anos 80 que Plutão também tem uma atmosfera ténue, que consiste num fino envelope de maioritariamente nitrogénio, com vestígios de metano e provavelmente de monóxido de carbono. À medida que Plutão se afasta do Sol, durante a sua órbita de 248 anos, a sua atmosfera congela gradualmente e cai ao chão. Em períodos em que está mais próximo do Sol – como está agora – a temperatura da superfície sólida de Plutão aumenta, fazendo com que o gelo sublime-se em gás.
Até recentemente, apenas as partes superiores da atmosfera de Plutão podiam ser estudadas. Observando ocultações estelares, fenômeno que ocorre quando um corpo do Sistema Solar bloqueia a luz de uma estrela de fundo, os astrônomos foram capazes de demonstrar que a atmosfera superior de Plutão era cerca de 50 graus mais quente que a superfície, ou seja, 170 graus negativos. Estas observações não conseguiram lançar qualquer luz sobre a temperatura e pressão atmosférica perto da superfície de Plutão. Mas novas e únicas observações feitas com o CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES), ligado ao Very Large Telescope da ESO, revelaram agora que a atmosfera como um todo, não apenas a atmosfera superior, tem uma temperatura média de – 180 graus Celsius, e por isso é realmente “muito mais quente” do que a superfície.
Em contraste com a atmosfera terrestre, a maioria, se não toda, da atmosfera de Plutão está, portanto, sofrendo uma inversão de temperatura: a temperatura é mais alta, quanto mais alta na atmosfera que você parece. A mudança é de cerca de 3 a 15 graus por quilómetro. Na Terra, em circunstâncias normais, a temperatura diminui na atmosfera em cerca de 6 graus por quilômetro.
“É fascinante pensar que com CRIRES somos capazes de medir com precisão os traços de um gás numa atmosfera 100 000 vezes mais tênue que a da Terra, num objeto cinco vezes menor que o nosso planeta e localizado no limite do Sistema Solar”, diz o co-autor Hans-Ulrich Käufl. “A combinação de CRIRES e o VLT é quase como ter um satélite de pesquisa atmosférica avançada orbitando Plutão”
A razão pela qual a superfície de Plutão é tão fria está ligada à existência da atmosfera de Plutão, e é devido à sublimação do gelo superficial; assim como o suor resfria o corpo à medida que evapora da superfície da pele, esta sublimação tem um efeito refrescante sobre a superfície de Plutão. A este respeito, Plutão compartilha algumas propriedades com os cometas, cujo coma e cauda surgem da sublimação do gelo ao se aproximarem do Sol.
As observações CRIRES também indicam que o metano é o segundo gás mais comum na atmosfera de Plutão, representando meio por cento das moléculas. “Fomos capazes de mostrar que estas quantidades de metano desempenham um papel crucial nos processos de aquecimento na atmosfera e podem explicar a elevada temperatura atmosférica”, diz Lellouch.
Dois modelos diferentes podem explicar as propriedades da atmosfera de Plutão. No primeiro, os astrônomos assumem que a superfície de Plutão é coberta com uma fina camada de metano, o que inibirá a sublimação da geada do nitrogênio. O segundo cenário invoca a existência de manchas de metano puro na superfície.
“Discriminar entre os dois exigirá um estudo mais aprofundado de Plutão à medida que ele se afasta do Sol”, diz Lellouch. “E, claro, a sonda espacial Novos Horizontes da NASA também nos dará mais pistas quando chegar ao planeta anão em 2015.”
Notas
A pressão atmosférica sobre Plutão é apenas cerca de uma centésima milésima parte da pressão sobre a Terra, ou cerca de 0.015 milibares.
Normalmente, o ar perto da superfície da Terra é mais quente do que o ar acima dela, em grande parte porque a atmosfera é aquecida por baixo à medida que a radiação solar aquece a superfície da Terra, o que, por sua vez, aquece a camada da atmosfera directamente acima dela. Sob certas condições, esta situação inverte-se para que o ar fique mais frio perto da superfície da Terra. Os meteorologistas chamam a isto uma camada de inversão, que pode causar a acumulação de smog.
Mais informações
E. Lellouch et al. 2009, A&A, no prelo, a estrutura inferior da atmosfera de Plutão e a abundância de metano da espectroscopia de alta resolução e ocultações estelares.
A equipa é composta por E. Lellouch, B. Sicardy, e C. de Bergh (Observatoire de Paris, França), H.-U. Käufl (ESO), S. Kassi e A. Campargue (Université Joseph Fourier, França).
Contactos
Emmanuel Lellouch
Observatoire de Paris
Paris, França
Tel: +33 1 450 77 672
Email: [email protected]
Hans-Ulrich Käufl
ESO
Garching, Alemanha
Tel: +33 1 450 77 672 I92
Célula: +49 160 6365135
Email: [email protected]
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Henri Boffin
ESO
Garching, Alemanha
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Valentina Rodriguez
ESO
Chile
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