Nuovi scatti e nuovi misteri da Plutone: venti, pianure ghiacciate e code di plasma

La pianura Sputnik su Plutone.

Plutone è ormai quasi 4 milioni di chilometri alle spalle di New Horizons, ma la sonda americana, reduce da uno dei più significativi momenti della storia dell'esplorazione spaziale, e cioè il suo flyby del pianeta nano, sta continuando a trasmettere nuove foto scattate durante l'incontro. Le immagini rilasciate oggi ritraggono Plutone e il suo satellite Notte.

Plutone

Che la superficie di Plutone fosse straordinariamente diversa da ciò che ci aspettavamo si era capito già due giorni fa, quando erano arrivate le prime foto scattate da distanza ravvicinata da New Horizons. La prima immagine rilasciata al pubblico, in particolare, mostrava un'area larga circa 150 chilometri costellata di montagne alte fino a 3.5 chilometri e invece apparentemente del tutto priva di crateri da impatto. Quest'ultimo dettaglio suggerisce che la superficie sia geologicamente molto giovane, con la maggior parte delle strutture visibili risalenti a meno di cento milioni di anni fa.

Un mosaico delle regioni di Plutone.

Tra i vari terreni ritratti da New Horizons, uno dei più affascinanti è quello montuoso. La presenza dei rilievi - che probabilmente sono composti da ghiaccio di acqua, dato che altri materiali volatili come l'azoto e il metano non riuscirebbero a sostenere strutture così massicce - indica che, almeno a livello geologico, Plutone dev'essere stato molto attivo in tempi relativamente recenti. Il mistero è quale sia la sorgente dell'energia necessaria ad alimentare tali attività: l'unica conosciuta su Plutone è il calore generato dal decadimento radioattivo di elementi quali torio e uranio, ma secondo i nostri modelli attuali non dovrebbe essere sufficiente ad alimentare una simile "vivacità" geologica.

Secondo altri, la natura di questa elusiva sorgente energetica è da ricercarsi nella relazione sincrona che lega Plutone a Caronte e viceversa: anche il semplice ciclo stagionale che vede i ghiacci di metano, azoto e monossido di carbonio sublimare dalla superficie di Plutone e poi depositarsi in regioni più fredde potrebbe causare una redistribuzione asimmetrica della massa sufficiente a causare a sua volta un'alterazione nell'assetto della relazione tra Plutone e Caronte e quindi portare a uno sbilanciamento nell'equilibrio del sistema. Spingendoci ancora più in là, si potrebbe speculare che le perturbazioni che si verrebbero a creare nel sistema potrebbero addirittura sfociare in un feedback positivo che porterebbe a un ulteriore aumento nelle attività geologiche dei due corpi.

Una prima ricostruzione geologica di Sputnik Planum.

Ma se pensavamo di aver già scoperto abbastanza, le nuove immagini rilasciate oggi ci smentiscono - e dire la memoria robotica di New Horizons custodisce ancora il 97-98 percento dei dati raccolti. Le scoperte principali annunciate alla conferenza stampa tenutasi a Washington riguardano principalmente l'ormai celebre struttura a forma di cuore sulla superficie di Plutone, conosciuta informalmente come Tombaugh Regio, in onore dello scopritore di Plutone scomparso nel 1997 e le cui ceneri, o meglio parte di esse, stanno viaggiando su New Horizons.

La posizione di una concentrazione di monossido di carbonio osservata da Terra.

Il primo risultato è che è stata individuata la concentrazione di monossido di carbonio osservata negli scorsi decenni da telescopi terrestri, e risulta situata nel ventricolo sinistro del cuore. La misurazione è stata effettuata dallo strumento Ralph il 14 Luglio.
Il secondo riguarda le pianure ghiacciate. Le immagini di Sputnik Planum, a nord dei Norgay Montes, rivelano una superficie priva di crateri divisa in poligoni irregolari lunghi circa 20 chilometri delimitati da solchi poco profondi. Alcuni di questi solchi contengono del materiale scuro, mentre altri sono interrotti da rilievi che potrebbero essere stati sollevati dal suolo da processi geologici oppure potrebbero essere formati da materiale più resistente rispetto al terreno circostante. Il resto della superficie è bucherellato qua e là da piccoli fossi, forse il risultato di processi di sublimazione.
Si pensa che questi segmenti si siano formati con la contrazione del materiale in superficie oppure come risultato di processi convettivi all'interno dello strato superficiale di ghiaccio di monossido di carbonio, metano e azoto.

I dati dell'occultazione raccolti da Alice sembrano supportare uno dei due modelli principali (quello rosso). Da questo grafico ancora preliminare si intuisce che l'atmosfera è simmetrica in punti opposti del pianeta.

Importanti progressi sono già stati fatti anche sul fronte dello studio dell'atmosfera di Plutone, l'unica del sistema solare ancora in fuga idrodinamica, lo stesso processo che si ritiene sia responsabile della rimozione dell'atmosfera nociva che avvolgeva la Terra primordiale prima della comparsa della vita. Gli strumenti a bordo di New Horizons hanno rilevato i primi ioni dell'atmosfera di Plutone già a 6 milioni di chilometri di distanza, circa 1-2.5 milioni di chilometri prima del previsto. Ciò suggerisce o che il ritmo di fuga delle molecole sia maggiore oppure che il meccanismo di trasporto delle molecole sia diverso rispetto a quanto modellato finora.

New Horizons ha rilevato l'atmosfera di Plutone ben prima di quanto osservato da Terra.

Gli strumenti di New Horizons hanno osservato che l'atmosfera di Plutone si estende fino ad almeno 1600 km dalla superficie. Le occultazioni osservate dalla Terra si erano fermate a 270 km. Inoltre, con la scoperta che il raggio di Plutone misura una quindicina di chilometri più del previsto, è probabile che la troposfera - lo strato a diretto contatto con la superficie in cui avviene la maggior parte delle attività atmosferiche - sia spessa al massimo un paio di chilometri.

Ci sono venti su Plutone? Queste striature sembrano suggerirlo.

Ma le sorprese non sono finite. Le nuove immagini della superficie mostrano alcune striature scure lunghe in alcuni casi qualche chilometro, allineate lungo la stessa direzione ideale. Questo dettaglio suggerisce che possano essere state prodotte dall'azione di venti.

La coda di ioni di Plutone.

Un'altra sorpresa è la scoperta di una regione ricca di freddo e denso gas ionizzato migliaia di chilometri oltre Plutone - l'atmosfera del pianeta nano in fuga, strappata dal vento solare. Un'ora e mezza dopo il culmine dell'incontro, lo strumento SWAP ha osservato una cavità nel vento solare, il flusso di particelle cariche proveniente dal Sole, tra i 77 e i 109 mila chilometri di distanza da Plutone. I dati indicano che la cavità è popolata da molecole di azoto ionizzate dalla radiazione ultravioletta che, trascinate dal vento solare, formano una coda di plasma. Strutture simili sono state osservate su Venere e Marte. Per comprendere a fondo questi dati, bisognerà confrontarli con quelli di Alice e REX sull'atmosfera di Plutone, per capire anche il ritmo di fuga delle particelle dall'atmosfera plutoniana.

Notte

Una foto centrata sul polo di Notte, un satellite largo circa 40 km e con una luminosità intermedia tra quella di Plutone e Caronte.

Oggi è stata rilasciata anche una nuova foto di Notte, il satellite già conosciuto per la sua rotazione caotica che probabilmente interessa anche le altre lune.

E ora qualche dato puramente tecnico sulle immagini trasmesse da New Horizons tra il 16 e il 17 Luglio. Non tutte le immagini sono ancora state rilasciate al pubblico. Per le le immagini ricevute il 15 Luglio, vi rimandiamo a questo nostro articolo precedente.

• tre foto di Caronte scattate dalla fotocamera pancromatica LORRI alle 12:24 del giorno 14 e ricevute alle 09:23 del giorno 16. Le immagini hanno una risoluzione di 380 metri per pixel ciascuna e sono state riprese da 79 mila chilometri di distanza.
• una foto a colori di Plutone e Caronte scattata da MVIC alle 08:49 del giorno 14 e ricevuta alle 15:22 del giorno 16. L'immagine ha una risoluzione di 5 chilometri per pixel ed è stata ripresa da una distanza di 254 mila chilometri da Plutone e 269 mila da Caronte. Nella foto, i due mondi misurano rispettivamente 480 e 240 pixel.
• una foto di Idra scattata dalla fotocamera pancromatica LORRI alle 09:39 del giorno 14 e ricevuta alle 18:32 del giorno 17. L'immagine ha una risoluzione di 1.2 chilometri per pixel ed è stata ripresa da 231 mila chilometri di distanza. Nella foto, Idra misura 48 per 28 pixel.
• una foto di Plutone scattata dalla fotocamera pancromatica LORRI alle 04:49 del giorno 14 e ricevuta alle 18:32 del giorno 17. L'immagine ha una risoluzione di 2.2 chilometri per pixel ed è stata ripresa da 444 mila chilometri di distanza.

Chiudiamo ricordandovi il programma della trasmissione dei dati di New Horizons (reperibile anche qui): fino al 20 Luglio continueranno a essere scaricati dati da LORRI, MVIC, LEISA e REX. All'appello mancano ancora sei foto. Poi, fino al 14 Settembre, la sonda sarà impegnata a trasmettere i dati degli strumenti a bassa velocità (SWAP, PEPSSI, SDC). La trasmissione delle fotografie riprenderà il 14 Settembre. A partire dal 16 Novembre verranno scaricate tutte le foto in formato lossless, eliminando cioè tutti gli artefatti visibili nelle immagini lossy pubblicate in questi giorni.