Plutone, uno spettacolo di scienza nell'infrarosso

Nuovi dati trasmessi dalla sonda americana New Horizons, ormai 240 milioni di chilometri alle spalle di Plutone, suggeriscono che la superficie del pianeta nano sia più ricca di acqua allo stato solido di quanto previsto. I dati raccolti nell'infrarosso dallo strumento LEISA, in particolare, mostrano la presenza delle strutture spettrali d'assorbimento tipiche dell'acqua ghiacciata lungo quasi tutto il volto di Plutone. Le osservazioni sono state eseguite il 14 Luglio 2015, quando New Horizons si trovava 108 mila chilometri al di sopra della gelida superficie del pianeta nano. I dati sono stati raccolti in due misurazioni separate, ottenute a 15 minuti di distanza l'una dall'altra.

Su Plutone, l'acqua allo stato solido costituisce il substrato su cui altri ghiacci più volatili - metano, azoto e monossido di carbonio in particolare - si depositano in inverno, per poi sublimare a temperature più elevate. Per mappare il ghiaccio d'acqua su Plutone, dunque, gli scienziati hanno dovuto elaborare due mappe diverse. La prima, quella a sinistra, mostra esclusivamente la concentrazione delle firme di puro ghiaccio d'acqua. Poiché la firma spettrale dell'acqua può essere facilmente nascosta dal metano, la mappa a destra ha una sensibilità maggiore alle aree particolarmente ricche in ghiaccio d'acqua e/o povere in metano. Anche questo secondo metodo ha le sue limitazioni - ad esempio, è in grado di mappare solo i ghiacci già conosciuti - ma, secondo gli scienziati, rappresenta un'immagine più fedele di quella a sinistra.

La mappa, inoltre, rivela che il ghiaccio d'acqua sulla superficie di Plutone è molto più abbondante di quanto previsto. Tuttavia, regioni come Sputnik Planum, la pianura ghiacciata che costituisce il lobo sinistro di Lowell Regio, risultano essere quasi del tutto sprovviste di acqua anche nella nuova elaborazione dei dati. Secondo gli scienziati, ciò vorrebbe dire che il substrato di acqua ghiacciata in queste regioni è celato al di sotto di una spessa coperta di metano, azoto e monossido di carbonio.

I nuovi dati trasmessi da LEISA includono le prime immagini dell'atmosfera plutoniana vista nell'infrarosso. L'immagine è stata ottenuta quando la sonda si trovava già 180 mila chilometri oltre il pianeta nano ed è stata assemblata unendo i dati raccolti in tutte e tre le regioni spettrali in cui opera LEISA, che in totale coprono da 1.25 a 2.5 micron di lunghezze d'onda. Le lunghezze d'onda più corte sono rappresentate in blu, quelle intermedie in verde e quelle più lunghe nel rosso.

L'anello blu che avvolge Plutone è dovuto alla dispersione della luce solare con le particelle di foschia che popolano l'atmosfera di Plutone. Si pensa che questa foschia sia dovuta all'interazione tra le radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole e le molecole di metano presenti negli strati superiori dell'atmosfera. Le radiazioni romperebbero le molecole in particelle più piccole, larghe in media qualche frazione di un micrometro. Sarebbero poi queste particelle più piccole a disperdere la luce solare, prima di ricombinarsi a formare idrocarburi più complessi - acetilene ed etilene, già rilevati da New Horizons - e depositarsi sulla superficie di Plutone in forma di toline, dando al pianeta nano la sua caratteristica colorazione rossastra.