Impressão artística da visão da lua Caronte através das camadas de névoa atmosférica de Plutão acima da paisagem montanhosa de rocha de gelo coberta parcialmente com deposição de escuridão, partículas de névoa avermelhada. Crédito:X. Liu
A composição do gás da atmosfera de um planeta geralmente determina quanto calor fica preso na atmosfera. Para o planeta anão Plutão, Contudo, a temperatura prevista com base na composição de sua atmosfera era muito mais alta do que as medições reais feitas pela espaçonave New Horizons da NASA em 2015.
Um novo estudo publicado em 16 de novembro em Natureza propõe um novo mecanismo de resfriamento controlado por partículas de névoa para explicar a atmosfera gelada de Plutão.
"Tem sido um mistério desde que obtivemos os dados de temperatura da New Horizons, "disse o primeiro autor Xi Zhang, professor assistente de ciências terrestres e planetárias na UC Santa Cruz. "Plutão é o primeiro corpo planetário que conhecemos onde o orçamento de energia atmosférica é dominado por partículas de névoa de fase sólida em vez de gases."
O mecanismo de resfriamento envolve a absorção de calor pelas partículas de névoa, que então emitem radiação infravermelha, resfriar a atmosfera ao irradiar energia para o espaço. O resultado é uma temperatura atmosférica de cerca de 70 Kelvin (menos 203 graus Celsius, ou menos 333 graus Fahrenheit), em vez dos 100 Kelvin preditos (menos 173 Celsius, ou menos 280 graus Fahrenheit).
De acordo com Zhang, o excesso de radiação infravermelha de partículas de neblina na atmosfera de Plutão deve ser detectável pelo Telescópio Espacial James Webb, permitindo a confirmação da hipótese de sua equipe após o lançamento planejado do telescópio em 2019.
As camadas de névoa de Plutão são visíveis nesta imagem obtida pela câmera New Horizons Ralph / Multispectral Visible Imaging e gerada por computador para replicar a cor verdadeira. A névoa é produzida por reações químicas de nitrogênio e metano iniciadas pela luz do sol, levando a pequenas partículas que crescem e se acomodam em direção à superfície. Crédito:NASA / JHUAPL / SwRI
Extensas camadas de névoa atmosférica podem ser vistas em imagens de Plutão tiradas pela New Horizons. A névoa resulta de reações químicas na alta atmosfera, onde a radiação ultravioleta do sol ioniza nitrogênio e metano, que reagem para formar minúsculas partículas de hidrocarbonetos com dezenas de nanômetros de diâmetro. À medida que essas minúsculas partículas afundam na atmosfera, eles se unem para formar agregados que crescem à medida que descem, eventualmente estabelecendo-se na superfície.
"Acreditamos que essas partículas de hidrocarbonetos estão relacionadas ao material avermelhado e acastanhado visto em imagens da superfície de Plutão, "Disse Zhang.
Os pesquisadores estão interessados em estudar os efeitos das partículas de neblina no balanço de energia atmosférica de outros corpos planetários, como a lua de Netuno, Tritão, e a lua de Saturno, Titã. Suas descobertas também podem ser relevantes para investigações de exoplanetas com atmosferas nebulosas.
Os co-autores de Zhang são Darrell Strobel, um cientista planetário da Universidade Johns Hopkins e co-investigador da missão New Horizons, e Hiroshi Imanaka, um cientista do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Mountain View, que estuda a química das partículas de neblina em atmosferas planetárias. Esta pesquisa foi financiada pela NASA.
