Il minaccioso avvertimento:"l'inverno sta arrivando", reso popolare dalla serie fantasy Game of Thrones, si applica ugualmente bene a Plutone.

La tenue atmosfera del pianeta nano sembra essere sull'orlo di uno sbalorditivo collasso a causa del cambiamento delle stagioni e dell'avvicinarsi delle condizioni più fredde, secondo una ricerca che sarà pubblicata sulla rivista Astronomy &Astrophysics.

Scoperto nel 1930, fu solo intorno al 1980 che gli astronomi iniziarono a sospettare che Plutone potesse avere un'atmosfera. Quell'atmosfera fu scoperta provvisoriamente nel 1985 e pienamente confermata da osservazioni indipendenti nel 1988.

Al tempo, gli astronomi non avevano modo di sapere quali drammatici cambiamenti fossero in serbo per il sottile involucro di azoto del piccolo mondo, metano e idrocarburi.

Una coincidenza cosmica

Per una coincidenza cosmica, gli ultimi decenni del 20° secolo e i primi decenni del 21° videro anche un fortunato allineamento della Terra, Plutone e i densi campi stellari del lontano centro della Via Lattea.

Questa coincidenza significa che Plutone passa relativamente spesso tra noi e una stella sullo sfondo. Quando questo accade, la sua ombra cade sulla Terra, un evento che gli astronomi chiamano un'occultazione.

Durante un'occultazione, qualsiasi osservatorio che si trova all'interno del percorso dell'ombra può vedere la stella scomparire mentre Plutone le passa davanti, e poi riapparire mentre gli allineamenti planetari cambiano. Per ogni dato luogo sulla superficie terrestre, un'occultazione di Plutone dura al massimo un paio di minuti.

La tecnica delle occultazioni è stata ampiamente utilizzata per studiare le orbite, anelli, lune, forme e atmosfere dei mondi del Sistema Solare esterno, compresi gli asteroidi, comete, pianeti e pianeti nani.

Confrontando ciò che gli osservatori vedono in diversi luoghi della Terra, le dimensioni e la forma del mondo occultante possono essere calcolate. Se l'oggetto ha un'atmosfera, poi per alcuni brevi secondi mentre la luce delle stelle si spegne e poi si riaccende, la luce delle stelle può essere alterata dall'assorbimento e dalla rifrazione mentre attraversa l'atmosfera planetaria.

Fin dalle prime misurazioni di occultazione di successo negli anni '80, una successione di osservazioni ha stabilito misure sempre più precise del raggio di Plutone, oltre ad affinare continuamente la nostra comprensione della temperatura e della pressione della sua atmosfera.

Orbita e stagioni lunghe

Come la Terra, Plutone ha un ciclo stagionale dovuto all'inclinazione dei suoi poli rispetto al piano della sua orbita. Nel corso del lungo anno di Plutone - equivalente a 248 anni terrestri - prima il polo nord e poi il polo sud sono inclinati verso il lontano Sole.

Ma a differenza della Terra, L'orbita di Plutone è allungata in una forma ellittica estrema. La sua orbita è così allungata che la sua distanza dal Sole varia da 4,4 a 7,4 miliardi di chilometri (da 30 a 50 volte la distanza Terra-Sole).

Al contrario, La distanza della Terra dal Sole varia solo del 3,4% in un anno. L'atmosfera di Plutone è stata scoperta poco prima che Plutone raggiungesse il suo massimo avvicinamento al Sole, che avvenne nel 1989.

Dal 1989, Plutone si è ritirato dal Sole. Le temperature sono diminuite di conseguenza.

Sotto pressione

Quando Plutone iniziò ad allontanarsi dal sole, gli astronomi si aspettavano che ciò avrebbe causato un calo della pressione atmosferica, allo stesso modo in cui la pressione in uno pneumatico di automobile diminuisce con il freddo e aumenta con il caldo. Anzi, le osservazioni del periodo 1988-2016 hanno mostrato un aumento costante della pressione atmosferica.

Immediatamente prima dell'arrivo della sonda New Horizons della NASA nel 2015, misurazioni dell'occultazione hanno scoperto che la pressione atmosferica su Plutone è triplicata dal 1988 (l'equivalente sulla Terra sarebbe confrontare la pressione in cima al monte Everest con quella a livello del mare).

Qual è la causa della discrepanza? Qualsiasi pensiero che le misurazioni dell'occultazione fossero errate è stato bandito dal Radio Science Experiment (REX) a bordo di New Horizons, che ha restituito misurazioni dirette in accordo con gli osservatori terrestri.

La nuova ricerca ha risolto il mistero utilizzando un modello stagionale per il trasporto di gas e ghiaccio intorno alla superficie del pianeta.

Anche se ogni anno Plutone si allontana dal Sole, il suo polo nord è continuamente illuminato dal sole durante questa parte della sua orbita, facendo tornare la sua calotta di azoto alla fase gassosa.

Questo spiega il rapido aumento della pressione atmosferica negli ultimi tre decenni.

Ma i modelli climatici mostrano che questa tendenza non continuerà.

L'inverno sta arrivando davvero

Plutone continuerà ad allontanarsi dal Sole fino all'anno 2113, e la debole luce solare non sarà sufficiente a riscaldare similmente le regioni polari meridionali.

Durante il lungo autunno e inverno settentrionale, L'atmosfera di Plutone dovrebbe crollare, glassa sulla superficie come ghiaccio sul parabrezza di un'auto in una chiara e fredda notte d'inverno.

Al suo riflusso più basso, si prevede che l'atmosfera abbia meno del 5% della sua pressione attuale. La combinazione dell'avvicinamento ravvicinato di Plutone al Sole e alla primavera dell'emisfero settentrionale non si ripresenterà fino all'anno 2237.

Fino ad allora, sarà di fondamentale importanza testare la nostra comprensione dei modelli atmosferici planetari in condizioni estreme di bassa temperatura e bassa pressione attraverso misurazioni continue di occultazione.

Ma queste opportunità diventeranno meno frequenti man mano che l'orbita di Plutone prende la sua posizione apparente più lontano dai densi campi stellari del centro galattico che ci hanno aiutato a fare le osservazioni.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.