Hydrocarbon Haze Mantiene A Plutón Más Frío De Lo Esperado

La neblina de hidrocarburos mantiene a Plutón más frío de lo esperado

La impresión de un artista de la vista de la luna Caronte a través de las capas de neblina atmosférica de Plutón sobre el paisaje montañoso de hielo de agua de lecho rocoso cubierto parcialmente con deposición de partículas de neblina oscuras y rojizas. Crédito: X. Liu

Observaciones de NASA La nave espacial New Horizons muestra que Plutón es mucho más frío de lo previsto, lo que sugiere que la neblina atmosférica funciona como un mecanismo de enfriamiento novedoso.

La composición del gas de la atmósfera de un planeta generalmente determina cuánto calor queda atrapado en la atmósfera. Para el planeta enano Plutón, sin embargo, la temperatura predicha basada en la composición de su atmósfera fue mucho más alta que las mediciones reales tomadas por la nave espacial New Horizons de la NASA en 2015.

Un nuevo estudio publicado el 16 de noviembre en Nature propone un nuevo mecanismo de enfriamiento controlado por partículas de neblina para explicar la atmósfera gélida de Plutón.

“Ha sido un misterio desde que obtuvimos por primera vez los datos de temperatura de New Horizons”, dijo el primer autor Xi Zhang, profesor asistente de ciencias terrestres y planetarias en UC Santa Cruz. “Plutón es el primer cuerpo planetario que conocemos donde el balance de energía atmosférica está dominado por partículas de neblina en fase sólida en lugar de gases”.

El mecanismo de enfriamiento implica la absorción de calor por las partículas de neblina, que luego emiten radiación infrarroja, enfriando la atmósfera al irradiar energía al espacio. El resultado es una temperatura atmosférica de aproximadamente 70 Kelvin (menos 203 grados Celsius o menos 333 grados Fahrenheit ), en lugar de los 100 Kelvin predichos (menos 173 Celsius, o menos 280 grados Fahrenheit).

La neblina de hidrocarburos mantiene el planeta enano Plutón más frío de lo esperado

Las capas de neblina de Plutón son visibles en esta imagen tomada por la Cámara de Imágenes Visibles Multiespectrales Ralph / New Horizons y generada por computadora para replicar el color verdadero. La neblina es producida por reacciones químicas de nitrógeno y metano iniciadas por la luz solar, lo que conduce a pequeñas partículas que crecen y se depositan hacia la superficie.
Crédito: NASA / JHUAPL / SwRI

Según Zhang, el exceso de radiación infrarroja de las partículas de neblina en la atmósfera de Plutón debería ser detectado por el Telescopio espacial James Webb , lo que permite la confirmación de la hipótesis de su equipo después del lanzamiento previsto del telescopio en 2019.

Se pueden ver extensas capas de neblina atmosférica en las imágenes de Plutón tomadas por New Horizons. La neblina es el resultado de reacciones químicas en la atmósfera superior, donde la radiación ultravioleta del sol ioniza nitrógeno y metano, que reaccionan para formar pequeñas partículas de hidrocarburos de decenas de nanómetros de diámetro. A medida que estas pequeñas partículas se hunden en la atmósfera, se unen para formar agregados que se hacen más grandes a medida que descienden y finalmente se depositan en la superficie.

“Creemos que estas partículas de hidrocarburos están relacionadas con la materia rojiza y marrón que se ve en las imágenes de la superficie de Plutón”, dijo Zhang.

Los investigadores están interesados ​​en estudiar los efectos de las partículas de neblina en el equilibrio energético atmosférico de otros cuerpos planetarios, como Neptuno la luna Tritón y Saturno Titán, la luna. Sus hallazgos también pueden ser relevantes para las investigaciones de exoplanetas con atmósferas nebulosas.

Los coautores de Zhang son Darrell Strobel, científico planetario de la Universidad Johns Hopkins y co-investigador de la misión New Horizons, e Hiroshi Imanaka, científico del Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain View, que estudia la química de las partículas de neblina en atmósferas planetarias. Esta investigación fue financiada por la NASA.

Publicación: Xi Zhang, et al., “La neblina calienta la atmósfera de Plutón pero explica su temperatura fría”, Nature 551, 352–355 (16 de noviembre de 2017) doi: 10.1038 / nature24465

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