Credito:NASA
Plutone fu scoperto nel 1930 dall'astronomo Clyde Tombaugh. Per decenni, non si conoscevano molti dettagli sull'ex pianeta. Abbiamo pensato che fosse un congelato, mondo dormiente.
Una volta operativo il telescopio Hubble, abbiamo iniziato a conoscere meglio Plutone. Abbiamo scoperto che Plutone ha lune, sebbene la loro disposizione pianeta-luna sia insolita. Quindi, nel 2006, l'Unione Astronomica Internazionale (IAU) ha ridefinito il significato di pianeta, e Plutone è stato relegato allo status di pianeta nano (pianeta nano dei ghiacci, per essere precisi).
Dopo anni di tentativi di capire Plutone con Hubble, La missione New Horizons della NASA è stata lanciata. La sonda New Horizons è arrivata su Plutone nell'estate del 2015, facendo il suo avvicinamento il 14 luglio, 2015. New Horizons è stato un punto di svolta quando si tratta della nostra comprensione di Plutone e delle sue lune.
Le fotocamere di New Horizons ci hanno fornito immagini ad alta risoluzione di Plutone che erano molto più dettagliate delle immagini di Hubble. E quelle immagini coprono gran parte della superficie di Plutone. Ma New Horizons stava viaggiando velocemente, a 50 anni, 700 chilometri all'ora (31, 500 miglia orarie). Poiché la lunghezza del giorno di Plutone è più lunga di sei giorni terrestri, New Horizons era sparito prima che il lato opposto fosse visibile a distanza ravvicinata. Non è mai entrato in orbita attorno a Plutone.
La navicella spaziale New Horizons della NASA ha catturato questa immagine dello Sputnik Planitia, una distesa glaciale ricca di azoto, monossido di carbonio e ghiaccio di metano - che forma il lobo sinistro di una caratteristica a forma di cuore sulla superficie di Plutone. A causa della velocità della navicella e della lunghezza del giorno di Plutone, Il lato opposto di Plutone non è così ben rappresentato. Credito:NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute
Di conseguenza, le migliori immagini di Plutone sono di quello che viene chiamato "l'emisfero dell'incontro". Questo è il lato di Plutone che contiene Sputnik Planitia, e questo non affronta la luna di Plutone Caronte. (Plutone e Caronte sono sincronizzati l'uno con l'altro.)
La relativa scarsità di immagini ad alta risoluzione dal lato opposto di Plutone ha frustrato gli scienziati. Ci sono immagini dell'approccio di New Horizons a Plutone, non sono ad alta risoluzione come le immagini dal lato dell'incontro, poiché l'astronave era più lontana quando quel lato di Plutone era visibile.
Un nuovo studio chiamato "Pluto's Far Side" esamina il lato non incontro di Plutone, e cerca di creare una comprensione integrata del terreno e delle sue caratteristiche. Gli autori dello studio provengono da una varietà di istituzioni, compreso l'Istituto Lunare e Planetario, il Centro di ricerca Ames della NASA, e la Johns Hopkins University. Il primo autore è Alan Stern del Southwest Research Institute.
Mappa cilindrica globale, centrato a 0°E, illustrando la variazione nella scala dei pixel della migliore immagine pancromatica di New Horizons su Plutone. La regione nera nell'emisfero australe non è stata ripresa da New Horizons poiché era nell'oscurità invernale durante il sorvolo. Credito:NASA/New Horizons/S. A. Stern et al. 2019
New Horizons ha una suite di strumenti a bordo, tra cui il Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) e la Multispectral Visual Imaging Camera (MVIC.) Questi strumenti ci hanno fornito la vista ad alta risoluzione del lato dell'incontro di Plutone che tutti noi abbiamo apprezzato. New Horizons era molto più lontano quando ha catturato le immagini del lato opposto di Plutone, ma ci ha comunque dato immagini molto migliori di quelle che avevamo prima.
Lo studio mostra che il lato dell'incontro di Plutone è un po' diverso dal lato opposto. Il lato dell'incontro è dominato da una caratteristica chiamata Sputnik Planitia, una coperta di ghiaccio, bacino ad alto albedo. Il lato opposto non ha niente di simile.
In altre parole, entrambi i lati sono simili. New Horizons ha trovato caratteristiche chiamate "terreni scolpiti" nelle regioni orientali del lato dell'incontro. Queste stesse caratteristiche, che sono frammenti verticali di ghiaccio metano alti fino a 300 metri (1000 piedi), sono stati trovati sul lato opposto, pure. Infatti, sembrano essere diffusi su Plutone, e si trovano su metà della superficie del pianeta.
Le immagini del lato senza incontro di Plutone hanno una risoluzione inferiore rispetto alle immagini del lato dell'incontro, ma contengono ancora importanti informazioni che aiutano a caratterizzare quella parte del pianeta nano. I nomi in corsivo sono informali, altri sono formali. Credito immagine:NASA/New Horizons/S. A. Stern et al. 2019
Gli scienziati pensano che le caratteristiche del terreno a lama di Plutone si formino in un modo simile alle caratteristiche dei penitentes trovate nelle Ande cilene. Queste caratteristiche si formano quando la neve sublima. Però, penitentes sono molto più piccoli e raggiungono solo un'altezza di circa cinque metri (16 piedi).
Gli autori del nuovo articolo sottolineano la difficoltà nel caratterizzare tali caratteristiche a causa della bassa risoluzione delle immagini. Nella carta, dicono, "... la caratterizzazione dell'unità per il FS [lato lontano] deve essere basata principalmente sulle variazioni di albedo osservate nell'imaging di approccio a bassa fase, in qualche modo aiutato dall'interpretazione da immagini vicine." Aiuta il fatto che New Horizons abbia preso immagini di Plutone mentre eclissava il sole, rivelando l'arto del pianeta, e il team di ricerca ha usato queste immagini per dedurre l'altitudine delle caratteristiche sul lato opposto.
La nuova ricerca mostra anche una regione sul lato opposto di Plutone che è piena di macchie scure e linee che si intersecano. Il team di ricercatori è stato in grado di caratterizzare questa regione con l'aiuto delle stesse immagini del lato opposto, ma anche esaminando le caratteristiche sul lato opposto del pianeta. In questo caso, le macchie e le linee che si intersecano sono opposte alla prominente caratteristica di Sputnik Planitia.
Un'immagine del terreno a lama sul lato dell'incontro di Plutone. Lo stesso terreno è stato trovato sul lato opposto. Gli scienziati pensano che siano fatti di ghiaccio di metano e si formino per sublimazione. Credito:NASA/JHUAPL/SwRI
Sputnik Planitia potrebbe essere un cratere da impatto, e quell'impatto avrebbe inviato onde d'urto attorno al pianeta nano che potrebbero aver creato la regione delle caratteristiche scure e delle caratteristiche lineari sul lato opposto. Mercurio ha una situazione simile, dove il Bacino Caloris, uno dei più grandi crateri da impatto del sistema solare, si trova direttamente di fronte a quello che viene chiamato "terreno strano" di Mercurio. Lo strano terreno ha caratteristiche lineari molto simili al lato opposto di Plutone, e potrebbe essersi formato quando l'impatto del bacino di Caloris ha inviato onde d'urto intorno a Mercurio, incontrarsi dalla parte opposta.
Questi risultati sono solo un assaggio allettante del lato opposto di Plutone. Come affermano gli autori nel loro articolo, "Progressi futuri sulla geologia del lato opposto, la geofisica e gli studi compositivi trarrebbero enormi benefici da un orbiter di Plutone".
Ci sono domande sulla nana di ghiaccio a cui solo un orbiter può rispondere:
Un esempio dei penitentes dell'estremità meridionale della pianura di Chajnantor in Cile. Sebbene queste formazioni di ghiaccio raggiungano solo pochi piedi di altezza, mentre il terreno a lama di Plutone raggiunge centinaia di piedi, entrambi hanno creste affilate simili e si formano attraverso la sublimazione e l'erosione. Crediti:Wikimedia Commons/ESO
Mappa geologica del lato opposto di Plutone che mostra le unità geologiche identificate dall'analisi delle immagini di New Horizons, spettrale, e dati topografici degli arti. Credito:NASA/New Horizons/S. A. Stern et al. 2019
Bacino d'impatto Caloris di Mercurio
Un'illustrazione del Pluto Orbiter e del Lander su Plutone concettuali abilitati alla fusione. Credito:Princeton Satellite Systems, NASA/JHUAPL/SwRI
Si parla di inviare un orbiter su Plutone, sebbene gli autori dicano che una tale missione è lontana almeno due decenni. Ma una proposta potrebbe ridurre quel tempo.
Il Pluto Orbiter and Lander abilitato per la fusione era una proposta del 2017 finanziata dalla NASA che suggeriva che un motore a fusione diretta (DFD) potesse inviare un 1, 000 chilogrammi. (2200 libbre) orbitante verso Plutone in soli quattro anni di viaggio, che è più del doppio più veloce di New Horizons. I DFD sono in fase di sviluppo, ma non li abbiamo ancora.
A breve termine, sta alla prossima generazione di telescopi in costruzione per darci uno sguardo migliore su Plutone. Questi telescopi, come il telescopio da 30 metri e il telescopio gigante di Magellano, ci darà viste del pianeta nano di ghiaccio con una risoluzione molto maggiore di quella di Hubble.
