Um "coração pulsante" de nitrogênio congelado controla os ventos de Plutão e pode dar origem a características em sua superfície, de acordo com um novo estudo.

A famosa estrutura em forma de coração de Plutão, chamado Tombaugh Regio, rapidamente se tornou famoso depois que a missão Novos Horizontes da NASA capturou imagens do planeta anão em 2015 e revelou que não é o mundo árido que os cientistas pensavam que era.

Agora, uma nova pesquisa mostra que o renomado coração de nitrogênio de Plutão rege sua circulação atmosférica. Descobrir como a atmosfera de Plutão se comporta fornece aos cientistas outro lugar para comparar com nosso próprio planeta. Essas descobertas podem apontar características semelhantes e distintas entre a Terra e um planeta anão a bilhões de quilômetros de distância.

O gás nitrogênio - um elemento também encontrado no ar da Terra - compreende a maior parte da fina atmosfera de Plutão, junto com pequenas quantidades de monóxido de carbono e o gás de efeito estufa metano. O nitrogênio congelado também cobre parte da superfície de Plutão na forma de um coração. Durante o dia, uma fina camada desse gelo de nitrogênio aquece e se transforma em vapor. À noite, o vapor se condensa e mais uma vez forma gelo. Cada sequência é como um batimento cardíaco, bombeando ventos de nitrogênio ao redor do planeta anão.

Nova pesquisa em AGU's Journal of Geophysical Research:Planets sugere que esse ciclo empurra a atmosfera de Plutão para circular na direção oposta de seu giro - um fenômeno único denominado retro-rotação. Conforme o ar chicoteia perto da superfície, transporta calor, grãos de gelo e partículas de névoa para criar raias de vento escuras e planícies nas regiões norte e noroeste.

"Isso destaca o fato de que a atmosfera e os ventos de Plutão - mesmo que a densidade da atmosfera seja muito baixa - podem impactar a superfície, "disse Tanguy Bertrand, um astrofísico e cientista planetário no Ames Research Center da NASA na Califórnia e o principal autor do estudo.

A maior parte do gelo de nitrogênio de Plutão está confinado a Tombaugh Regio. Seu "lóbulo" esquerdo é 1, Manto de gelo de 000 quilômetros (620 milhas) localizado em uma bacia de 3 quilômetros (1,9 milhas) de profundidade chamada Sputnik Planitia - uma área que contém a maior parte do gelo de nitrogênio do planeta anão por causa de sua baixa elevação. O "lóbulo" direito do coração é formado por terras altas e geleiras ricas em nitrogênio que se estendem até a bacia.

"Antes de novos horizontes, todo mundo pensava que Plutão seria um netball - completamente plano, quase nenhuma diversidade, "Bertrand disse." Mas é completamente diferente. Tem muitas paisagens diferentes e estamos tentando entender o que está acontecendo lá. "

Ventos ocidentais

Bertrand e seus colegas decidiram determinar como o ar circulante - que é 100, 000 vezes mais fino do que o da Terra - pode moldar características na superfície. A equipe extraiu dados do sobrevôo de 2015 da New Horizons para descrever a topografia de Plutão e seus mantos de gelo de nitrogênio. Eles então simularam o ciclo do nitrogênio com um modelo de previsão do tempo e avaliaram como os ventos sopravam na superfície.

O grupo descobriu os ventos de Plutão acima de 4 quilômetros (2,5 milhas) soprando para o oeste - a direção oposta da rotação oriental do planeta anão - em uma rotação retro durante a maior parte do ano. Como o nitrogênio dentro de Tombaugh Regio vaporiza no norte e se torna gelo no sul, seu movimento desencadeia ventos para o oeste, de acordo com o novo estudo. Nenhum outro lugar no sistema solar tem tal atmosfera, exceto, talvez, a lua de Netuno, Tritão.

Os pesquisadores também encontraram uma forte corrente de movimento rápido, ar próximo à superfície ao longo da fronteira oeste da bacia do Sputnik Planitia. O fluxo de ar é como os padrões de vento na Terra, como o Kuroshio ao longo da borda oriental da Ásia. A condensação de nitrogênio atmosférico em gelo impulsiona esse padrão de vento, de acordo com as novas descobertas. Os penhascos altos do Sputnik Planitia prendem o ar frio dentro da bacia, onde circula e se torna mais forte à medida que passa pela região oeste.

A existência da intensa corrente de fronteira ocidental excitou Candice Hansen-Koharcheck, um cientista planetário do Planetary Science Institute em Tucson, Arizona que não estava envolvida com o novo estudo.

"É o tipo de coisa que se deve à topografia ou às especificidades do ambiente, "Ela disse." Estou impressionada que os modelos de Plutão avançaram a ponto de você poder falar sobre o clima regional. "

Em uma escala mais ampla, Hansen-Koharcheck achou o novo estudo intrigante. "Todo este conceito do coração batendo de Plutão é uma maneira maravilhosa de pensar sobre isso, " ela adicionou.

Esses padrões de vento originados do coração de nitrogênio de Plutão podem explicar por que ele hospeda planícies escuras e rajadas de vento a oeste do Sputnik Planitia. Os ventos poderiam transportar calor - o que aqueceria a superfície - ou corroer e escurecer o gelo ao transportar e depositar partículas de névoa. Se os ventos no planeta anão girassem em uma direção diferente, suas paisagens podem parecer completamente diferentes.

"O Sputnik Planitia pode ser tão importante para o clima de Plutão quanto o oceano é para o clima da Terra, "Bertrand disse." Se você remover o Sputnik Planitia - se você remover o coração de Plutão - você não terá a mesma circulação, " ele adicionou.

As novas descobertas permitem aos pesquisadores explorar a atmosfera de um mundo exótico e comparar o que descobrem com o que sabem sobre a Terra. O novo estudo também ilumina um objeto a 6 bilhões de quilômetros (3,7 bilhões de milhas) de distância do sol, com um coração que cativou públicos em todo o mundo.

"Plutão tem algum mistério para todos, "Bertrand disse.