“Con tanto metano en la atmósfera, queda claro por qué la atmósfera de Plutón es tan tibia”, dice Emmanuel Lellouch, autor principal del artículo en que dan cuenta de los resultados.

Plutón, que posee una quinta parte del tamaño de la Tierra, está compuesto fundamentalmente de roca y hielo. Ya que en promedio se encuentra 40 veces más lejos del Sol que la Tierra, es un mundo muy frío, con una temperatura superficial cercana a los -220 grados Celsius.

Desde los años 80 es sabido que Plutón posee también una atmósfera tenue [1], que consiste en un envoltorio delgado constituido en su mayoría de nitrógeno con rastros de metano y probablemente monóxido de carbono. En la medida que Plutón se aleja del Sol, durante su órbita de 248 años de duración, su atmósfera gradualmente se congela y va descendiendo. Cuando se encuentra más cerca del Sol -como ahora- la temperatura de la sólida superficie de Plutón aumenta, haciendo que el hielo se sublime, convirtiéndose en gas.

Hasta hace poco tiempo, sólo las partes superiores de la atmósfera de Plutón podían ser estudiadas. Al observar las ocultaciones estelares, fenómeno que ocurre cuando un cuerpo del Sistema Solar bloquea la luz de una estrella ubicada en un segundo plano, los astrónomos fueron capaces de demostrar que la atmósfera superior de Plutón era unos 50 grados más caliente que la superficie, es decir, de -170 grados Celsius. Sin embargo, estas observaciones no podían dar ninguna luz sobre la temperatura y presión atmosférica cerca de la superficie de Plutón. Observaciones nuevas y únicas realizadas con el CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES), instalado en el Very Large Telescope de ESO, han revelado ahora que la atmósfera en su conjunto, no sólo la atmósfera superior, posee una temperatura de -180 grados Celsius, y por tanto es efectivamente “mucho más caliente” que la superficie. En contraste con la atmósfera de la Tierra [2], la mayoría, si no toda, la atmósfera de Plutón está sufriendo una inversión térmica: a mayor altura, mayor es la temperatura que se observa en la atmósfera. El cambio es de unos 3 a15 grados por kilómetro. En cambio en la Tierra, bajo circunstancias normales, a medida que se asciende en la atmósfera la temperatura va disminuyendo cerca de 6 grados por kilómetro.

La existencia de una atmósfera en Plutón explica por qué su superficie es tan fría; tal como el sudor refresca el cuerpo al evaporarse de la superficie de la piel, la sublimación del hielo desde la superficie de Plutón posee el efecto de enfriarla. En este sentido, Plutón comparte algunas propiedades con los cometas, cuya coma y colas surgen de la sublimación del hielo al acercarse al Sol.

Las observaciones del CRIRES también indican que el metano es el segundo gas más común en la atmósfera de Plutón, representando el 50% de las moléculas. “Estamos en condiciones de mostrar que esas cantidades de metano juegan un rol crucial en el proceso de calentamiento de la atmósfera y pueden explicar la elevada temperatura atmosférica”, señala Lellouch.

Dos modelos diferentes pueden explicar las propiedades de la atmósfera de Plutón. En el primero, los astrónomos asumen que la superficie de Plutón está cubierta de una delgada capa de metano, lo que inhibirá la sublimación de la escarcha de nitrógeno. El segundo escenario invoca la existencia de manchas de metano puro en la superficie.

“Discriminar entre las dos requerirá de un estudio posterior de Plutón a medida que éste se aleja del Sol,” indica Lellouch. “Y por supuesto, la sonda especial New Horizons de la NASA también nos proporcionará mas pistas cuando llegue al planeta enano en 2015”.


Notas:

[1] La presión atmosférica en Plutón es una cienmilésima parte de la existente en la Tierra, es decir, de 0,015 milibares.

[2] Normalmente el aire cercano a la superficie de la Tierra es más caliente que el aire que está sobre él, en gran parte porque la atmósfera es calentada desde abajo en la medida que la radiación solar calienta la superficie de la Tierra la que, a su vez, calienta la capa de la atmósfera directamente sobre ella. Bajo ciertas condiciones, esta situación se invierte haciendo que el aire sea mas frío cerca de la superficie de la Tierra. Los meteorólogos llaman a esto una capa de inversión, y puede causar acumulación de esmog.

Más Información:

E. Lellouch et al. 2009, Astronomy & Astrophysics, “Pluto’s lower atmosphere structure and methane abundance from high-resolution spectroscopy and stellar occultations”.
El equipo está compuesto por E. Lellouch, B. Sicardy, y C. de Bergh (Observatoire de Paris, Francia), H.-U. Käufl (ESO), S. Kassi y A. Campargue (Université Joseph Fourier, Francia).

Contacto:

Emmanuel Lellouch
Observatoire de Paris, Francia
E-mail: emmanuel.lellouch@obspm.fr
Tel: 33-1-45077672
Cel: 33-1-450 77 672

Hans-Ulrich Käufl
ESO
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