Quando Plutone è passato davanti a una stella la notte del 15 agosto 2018, un team di astronomi guidato dal Southwest Research Institute ha dispiegato telescopi in diverse località degli Stati Uniti e del Messico per osservare l’atmosfera di Plutone mentre veniva brevemente retroilluminata dal pozzo -stella piazzata. Gli scienziati hanno utilizzato questo evento invisibile per misurare l’abbondanza complessiva della debole atmosfera di Plutone e hanno trovato prove convincenti che aveva iniziato a scomparire, congelandosi sulla sua superficie mentre si allontanava dal sole.

L’occultazione durò circa due minuti, durante i quali la stella svanì dalla vista quando l’atmosfera e il corpo solido di Plutone gli passarono davanti. La velocità con cui una stella scompare e riappare determina la densità dell’atmosfera di Plutone.

“Gli scienziati hanno usato l’oscurità per osservare i cambiamenti nell’atmosfera di Plutone dal 1988”, ha affermato il dott. Elliot Young, direttore senior del programma presso il Dipartimento di scienze spaziali e ingegneria della SwRI. “La missione New Horizons ha ottenuto un eccellente profilo di densità dal suo sorvolo del 2015, coerente con un raddoppio dell’atmosfera di Plutone ogni decennio, ma le nostre osservazioni del 2018 non mostrano una continuazione di questa tendenza dal 2015”.

Diversi telescopi sono stati dispiegati vicino al centro del percorso dell’ombra e hanno osservato un fenomeno chiamato “sfarfallio centrale”, causato dalla rifrazione della luce dell’atmosfera di Plutone in un’area al centro dell’ombra. Quando si misura l’occultazione attorno a un oggetto con un’atmosfera, la luce si attenua mentre attraversa l’atmosfera e poi ritorna gradualmente. Ciò si traduce in una moderata pendenza su entrambe le estremità della curva di luce a forma di U. Nel 2018, la rifrazione dell’atmosfera di Plutone ha causato un lampo centrale vicino al centro della sua ombra, trasformandola in una curva a forma di W.

“Il lampo centrale visto nel 2018 è stato il più potente che qualcuno abbia mai visto nella nuvola di Plutone”, ha detto Young. “Il lampo centrale ci fornisce una conoscenza molto accurata del percorso dell’ombra di Plutone sulla Terra”.

Come la Terra, l’atmosfera di Plutone è principalmente azoto. A differenza della Terra, l’atmosfera di Plutone è alimentata dalla pressione del vapore di ghiaccio sulla sua superficie, il che significa che piccoli cambiamenti nelle temperature del ghiaccio superficiale porteranno a grandi cambiamenti nella densità apparente dell’atmosfera. Plutone impiega 248 anni terrestri per completare un’orbita completa attorno al Sole, e la distanza varia dal suo punto più vicino, circa 30 AU dal Sole (1 AU è la distanza dalla Terra al Sole), a 50 AU dal Sole .

Nell’ultimo quarto di secolo, Plutone ha ricevuto meno luce solare poiché si è allontanato dal Sole, ma dal 2018 la sua pressione superficiale e la densità atmosferica hanno continuato ad aumentare. Gli scienziati hanno attribuito questo a un fenomeno noto come inerzia termica.

“Un’analogia con questo è il modo in cui il sole riscalda la sabbia sulla spiaggia”, ha detto Leslie Young, una scienziata della SwRI, specializzata nella modellazione dell’interazione tra le superfici e le atmosfere dei corpi ghiacciati nel sistema solare esterno. “I raggi del sole sono più intensi nel pomeriggio, ma la sabbia continua ad assorbire calore durante il pomeriggio, quindi è più caldo nel tardo pomeriggio. La persistenza di Plutone continua. Atmosfera indica che i serbatoi di ghiaccio di azoto sulla superficie di Plutone sono stati mantenuti caldi dal calore immagazzinato al di sotto superficie. Nuovi dati suggeriscono che sta iniziando a raffreddarsi. “|

Il più grande serbatoio di azoto conosciuto è lo Sputnik Planitia, un ghiacciaio lucido formato dal lobo occidentale del Tombaugh Regio a forma di cuore. I dati aiuteranno i progettisti atmosferici a migliorare la loro comprensione degli strati del sottosuolo di Plutone, in particolare in relazione alle composizioni coerenti con i limiti osservati del trasferimento di calore.

Elliot Young discuterà questi risultati in una conferenza stampa lunedì 4 ottobre alle 53^{ricerca e sviluppo} Incontro annuale dell’American Astronomical Society for Planetary Sciences.