La expansión de la atmósfera de Plutón        

Jesús A. Guerrero Ordáz

 

La órbita de Plutón es tan excéntrica que entre los años 1979 y 1999, estuvo más cerca al Sol que Neptuno.

Una de las consideraciones que se tenían sobre su tenue atmósfera era que al comenzar a alejarse del Sol, el planeta se iba a enfriar tanto que la misma iba a colapsar. Sin embargo, lo que ocurrió fue todo lo contrario

 

Un equipo de astrónomos del Observatorio de Paris, aprovechando las ocultaciones de estrellas que ocurrieron en los meses de Julio y Agosto del 2002, ha demostrado que en la atmósfera de Plutón están ocurriendo cambios tan dramáticos, que han dejado perplejos a los astrónomos que estudian las atmósferas planetarias.

 

Si bien el metano sólido y el monóxido de carbono fueron descubiertos en la superficie de Plutón hace varios años, gracias al análisis espectroscópico, la existencia y composición de la tenue atmósfera, es mucho más difícil de determinar.

 

Aún haciendo uso de grandes telescopios como el VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo del Sur y con las últimas técnicas de óptica adaptiva, Plutón aparece en las imágenes como un pequeño punto que ocupa sólo unos pocos pixeles de ancho.

 

Plutón es el único planeta que no ha sido visitado por una sonda espacial, aunque la NASA está preparando la misión “New Horizons” que será lanzada en el año 2006 y arribará al planeta en el año 2015.

 

Hasta ahora, la única manera de estudiar la atmósfera de Plutón es esperar por la rara circunstancia de una “ocultación estelar” cuando el planeta pasa por delante de una estrella y la oculta a la vista de nosotros. Si no existe atmósfera, la estrella desaparecerá solamente cuando alcance el borde del planeta. Con una atmósfera, la luz de la estrella se irá oscureciendo gradualmente, al ir atravesando cada vez capas más espesas de gas.

 

Una ocultación observada en 1988 reveló una tenue atmósfera de nitrógeno, cuyas capas más profundas tenían unas presiones de unos pocos microbares; en comparación, la atmósfera de la Tierra tiene una presión de un Bar a nivel de la superficie. Así, la presión existente en Plutón es casi un millonésimo de la existente en la Tierra. Esta escasez se explica por el hecho que el hielo de nitrógeno sólido en la superficie, con una temperatura entre los 40-60 K, se encuentra en equilibrio termodinámico con el vapor de nitrógeno situado sobre él. 

 

Al graficar los datos de esa ocultación se produjo un pico en la curva de luz de la estrella, lo que se interpretó como una capa de niebla a una altura entre los 20-50 kms sobre la superficie.

 

 

Estos resultados no pudieron profundizarse, ya que habían fallado los demás eventos. La primera ocultación de Plutón observada con éxito desde 1988, ocurrió el 20 de Julio del 2002, durante una campaña en América del Sur organizada por el Observatorio de Paris. La estrella triple "P126" fue ocultada por el planeta (más exactamente la componente C del complejo). Usando telescopios fijos de gran tamaño e instrumentos portátiles pequeños, con la participación de astrónomos profesionales y aficionados, se instalaron una gran cantidad de estaciones que monitorearon el evento. Nosotros en ALDA no pudimos observar debido al mal tiempo, circunstancia que se extendió para toda Venezuela.

 

Un mes después, el 21 de Agosto del 2002, otra ocultación  (la de la estrella P131.1) fue observada con los grandes telescopios del observatorio de Mauna Kea en Hawai, en particular con el telescopio Canadá-Francia-Hawai (CFHT) de 3,6 metros de diámetro. El pico en la curva de luz, observado en 1988 no fue detectado, lo que reveló inmediatamente cambios profundos en la atmósfera de Plutón.

 

Análisis posteriores revelaron que la presión de la atmósfera de Plutón era más del doble de la medida en 1988. Ante esta circunstancia los científicos no dejaron de asombrarse: Se esperaba que al alejarse el planeta del Sol se enfriaría tanto que su tenue atmósfera se derrumbaría, llegando a su mínima expresión.

La actual situación busca ser explicada, y hasta ahora con bastante acierto, por los científicos Candice Hansen del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y David Paige de la UCLA. Estos, propusieron en 1996 (Revista Icarus, volumen 120, p 247) un modelo que tomando en cuenta las variaciones estacionales de Plutón, explicaría la expansión actual de la atmósfera. En 1987 se inició la exposición del casquete polar Sur de Plutón a la luz solar, después de permanecer en absoluta oscuridad por 120 años. Esta exposición produjo la sublimación de grandes cantidades de nitrógeno congelado que alimentó la atmósfera, incrementando su presión. Este proceso debe continuar hasta que el casquete polar Norte, ahora en la oscuridad, pueda volver a congelar el gas excedente. El modelo de Hansen y Paige predice que la expansión de la atmósfera continuará hasta el 2015, cuando se invertirá el proceso, produciéndose nuevas compresiones en la atmósfera.

 

Otras circunstancias que considera el modelo es la variación del albedo del planeta (el porcentaje de luz reflejado por la superficie). Este cambio puede modificar la temperatura superficial de Plutón, incrementando la cantidad de nitrógeno sublimado a la atmósfera. No obstante, el modelo parece capturar de manera adecuada la física del intercambio de gases hemisféricos en Plutón. 

 

Finalmente, los picos en la curva de luz en la ocultación de P131.1 revelan una actividad dinámica en la atmósfera de Plutón. Estos picos pueden ser causados por dos factores: pequeñas fluctuaciones en la temperatura y densidad atmosférica, mantenidas por fuerte intercambios de vientos entre los hemisferios iluminados y oscuros del planeta o por transmisión convectiva cerca de la superficie del Plutón.