Le ultime da New Horizons: foschia e movimenti glaciali su Plutone

Sono già passati dieci giorni dallo storico appuntamento tra New Horizons e Plutone. Il pianeta nano è ormai poco più che un puntino distante 12 milioni di chilometri nello specchietto retrovisore della sonda americana, ma, per noi terrestri, la missione è appena incominciata. La memoria robotica della sonda custodisce ancora più del 95% dei dati raccolti durante il flyby e le nuove foto rilasciate oggi dalla NASA ci permettono solo di sognare quali altre, fantastiche scoperte si nascondano nei circuiti elettrici di New Horizons.

Atmosfera: le scoperte già presentate
Grandi sorprese sul fronte degli studi atmosferici sono arrivate ancor prima dell'incontro, con nuove misurazioni del diametro di Plutone, che risulta una trentina di chilometri superiore al previsto. Ciò significa che la troposfera, lo strato atmosferico a contatto con il suolo all'interno del quale avvengono quasi tutte le attività, dev'essere spesso al massimo un paio di chilometri. In compenso, il resto dell'atmosfera è ben più esteso del previsto: il suo confine è aumentato dai 270 km osservati tramite le occultazioni dalla Terra ai 1600 misurati da New Horizons.

Un'altra importante scoperta è stata l'individuazione, circa un'ora e mezza dopo il flyby, di una cavità nel vento solare, una regione ricca di azoto freddo e denso in fuga dall'atmosfera di Plutone e ionizzato dalla radiazione ultravioletta del Sole. Trascinate dal vento solare, le molecole di azoto formano una coda di plasma che si estende tra i 77 e i 109 mila chilometri dalla superficie di Plutone.

I due strati di foschia su Plutone.

I dati presentati oggi: due strati di foschia!
Le nuove immagini rilasciate oggi dimostrano quanto Plutone sia un mondo inaspettatamente complesso. Queste foto, scattate sette ore dopo l'incontro, mostrano una densa struttura di foschia nei cieli di Plutone fino a 130 km di quota. Un'analisi preliminare rivela la presenza di due strati distinti: uno a 80 km di quota e l'altro 30 km più in basso.

"La mia mascella è caduta al suolo quando ho visto la prima foto di un'atmosfera aliena nella fascia di Kuiper," spiega Alan Stern, responsabile della missione. "La foschia visibile in questa foto è la chiave per comprendere la formazione dei complessi composti di idrocarburi visibili sulla superficie rossastra di Plutone," aggiunge Michael Summers.

Si pensa che questi strati di foschia abbiano avuto origine dall'interazione tra la radiazione ultravioletta del Sole e il metano già presente nell'atmosfera di Plutone. La rottura delle molecole di metano creerebbe gli ingredienti indispensabili per formare idrocarburi più complessi, come etilene e acetilene, già rilevati da New Horizons. La foschia quindi non sarebbe altro che il risultato della condensazione di questi composti negli strati inferiori dell'atmosfera.

Secondo gli studi precedenti, la temperatura atmosferica era eccessiva per permettere la formazione di qualunque strato di foschia sopra i 30 km di quota. Con questa incredibile scoperta, è chiaro che c'è qualcosa di sbagliato nei nostri modelli.

I dati sulla pressione (in microbar) dell'atmosfera di Plutone, in blu, con quella riscontrata da REX, indicata dalla freccia rossa.

L'atmosfera si è dimezzata in due anni
In questi giorni sono arrivati anche i primi dati dall'antenna REX, che ha osservato l'occultazione radio Plutone-Terra. Anche se per ora abbiamo un solo dato, la sua importanza è enorme: infatti pare che la pressione esercitata dall'atmosfera sulla superficie si sia dimezzata nell'arco di un paio di anni, invertendo la tendenza che l'aveva vista aumentare negli scorsi decenni. La causa è probabilmente il progressivo allontanamento di Plutone dal Sole: il pianeta nano, infatti, sta viaggiando verso l'apogeo della sua orbita, e l'atmosfera sta collassando sulla superficie in forma di ghiaccio.
"Per la prima volta abbiamo veri dati sulla pressione atmosferica di Plutone," spiega Ivan Linscott della Stanford University. "Questa misurazione cruciale potrebbe indicare che Plutone è sul punto di un tanto atteso cambiamento globale."

La catena Hillary Montes potrebbe essere "sotto attacco" da parte dei ghiacci di Sputnik Planum, che stanno continuando ad avanzare come i ghiacciai terrestri.

La superficie di Plutone

Che Plutone fosse un mondo straordinariamente diverso rispetto a ciò che ci aspettavamo l'avevamo capito già dando una rapida occhiata alle primissime foto trasmesse da New Horizons dopo l'incontro. Per 85 anni, nella letteratura scientifica Plutone era stato quasi sempre descritto come un mondo geologicamente morto, forse attivo in un lontanissimo passato in seguito all'impatto che formò il suo satellite principale, Caronte. Ma oggi, avendo avuto dieci giorni per analizzare i primi materiali raccolti da New Horizons, siamo costretti ad ammettere che ci sbagliavamo di grosso.

Per avere un'idea della sorprendente varietà di terreni su Plutone basta confrontare le prime due foto ricevute dalle antenne del Deep Space Network. La prima ritrae i Norgay Montes, una catena montuosa che raggiunge i 3500 metri di quota. La presenza di questi rilievi - probabilmente composti quasi del tutto di acqua allo stato solido, in quanto è l'unico materiale osservato su Plutone in grado di sostenere strutture così massicce - implica che qualcosa, una qualche attività geologica o geofisica, li abbia innalzati. Il fatto poi che nell'intera immagine non sia visibile nemmeno un cratere - la "scusa" che nel sistema solare esterno gli scontri non avvengano con la stessa frequenza che in quello interno non basta per spiegare questa totale assenza di strutture da impatto - suggerisce che questa attività, qualunque sia la sua natura, debba essere avvenuta in tempi recenti, o che addirittura sia ancora all'opera.

La seconda immagine rilasciata dalla NASA, al contrario, ritrae una vasta pianura ghiacciata, battezzata Sputnik Planum, all'interno di Tombaugh Regio, l'ormai celebre struttura a forma a cuore. Anche qui, nessun cratere. Anzi: il terreno appare diviso in poligoni delimitati da piccoli solchi, interrotti qua e là da cumuli di materiale più scuro e da rilievi evidentemente formati da materiale resistente all'erosione. L'origine di questi poligoni non è ancora chiara, ma si sospetta che possano essere il risultato della contrazione della superficie oppure di meccanismi convettivi in prossimità del suolo. Ai confini della foto si estende una regione dall'aspetto bucherellato, forse a causa di intense attività di sublimazione. Ingrandendo l'immagine si notano perfino delle striature nerastre tutte orientate nella stessa direzione, un indizio di possibili venti. Insomma, tutt'altro che un sasso morto vagante per il cosmo.

Un mosaico che va da Sputnik Planum, in alto e al centro, ai Norgay e Hillary Montes.

Un terzo scatto, pubblicato tre giorni fa, ci mostra una seconda catena montuosa, gli Hillary Montes, stavolta un po' meno pronunciata - circa 1500 metri di quota. Ciò che è affascinante di quest'immagine è la piccola porzione di materiale scuro visibile sul bordo della foto. La transizione è netta: da una parte, il materiale chiaro, quasi perfettamente liscio, se non per i rilievi; dall'altra, il materiale scuro, costellato ovunque di crateri. Ciò suggerisce che le misteriose attività geofisiche di Plutone non siano globali, ma, al contrario, limitate ad alcune regioni. Il perché è forse da ricercarsi nei cicli di sublimazione dei ghiacci che accompagnano le stagioni plutoniane, ma per ora è solo pura speculazione.

Un altro mistero non insignificante è cosa alimenti queste attività. Né il calore residuo dalla formazione, né il calore dovuto alla differenziazione della struttura interna, né il calore radiogenico generato dal decadimento degli elementi radioattivi nel nucleo dovrebbero essere sufficienti a spiegare attività così importanti e soprattutto così recenti. A complicare il tutto è la relazione orbitale con Caronte, che dovrebbe annullare qualunque forma di calore mareale. Evidentemente, i nostri modelli sulla struttura interna dei corpi ghiacciati vanno cancellati e riscritti da zero.

Il confine settentrionale di Spuntik Planum.

Movimenti glaciali
La foto rilasciata oggi rivela nuovi, affascinanti dettagli: sul confine settentrionale di Sputnik Planum è visibile una serie di tracce lasciate dal movimento glaciale di azoto, che alle condizioni di pressione e temperatura di Plutone si comporta come il ghiaccio d'acqua sulla Terra. In un punto è perfino visibile un flusso di ghiaccio d'azoto che si è inoltrato in un cratere e che forse sta ancora avanzando.
"Finora avevamo visto superfici simili solo su mondi attivi come la Terra e Marte," spiega Jonh Spencer del Southwest Research Institute. "Sono entusiasta, era esattamente ciò che speravamo di vedere."

L'occultazione solare di Caronte studiata dallo spettrografo Alice.

Nessuna atmosfera per Caronte
Sono stati rivelati anche i dati raccolti dallo strumento Alice sull'occultazione Caronte-Sole: pare che il satellite non abbia un'atmosfera importante, probabilmente neanche un sottilissimo strato di azoto o metano. Il grafico dell'occultazione, infatti, precipita vertiginosamente. Se vi fosse stata un'atmosfera, la discesa sarebbe stata più ampia e graduale.