Terra e Plutão não têm muito em comum. A Terra é um mundo vivo e vibrante, enquanto Plutão é frio, distante e sem vida. Mas uma coisa que eles têm em comum é o nitrogênio. A atmosfera da Terra tem cerca de 78% de nitrogênio, e o constituinte atmosférico primário de Plutão também é nitrogênio, embora a porcentagem exata não seja clara.
Em Plutão, onde a temperatura da superfície é de cerca de 42 Kelvin (-231 Celsius), a maior parte desse nitrogênio é congelada. Um novo estudo diz que o nitrogênio congelado de Plutão dirige os ventos do planeta e molda suas superfícies características.
Antes da sonda New Horizons da NASA chegar a Plutão, não sabíamos muito sobre o planeta ou suas características de superfície. Quando a sonda chegou em julho de 2015, todos ficamos surpresos ao descobrir que Plutão era um lugar muito mais ativo do que pensávamos. Foi também quando vimos Tombaugh Regio, uma região grande e levemente colorida na superfície do planeta.
Tombaugh Regio é um lugar muito estranho, para os olhos humanos de qualquer maneira. Ele tem dois grandes lóbulos que fazem parecer um coração, e os astrônomos às vezes o chamam de "Coração de Plutão". O lobo ocidental é chamado Sputnik Planitia e possui montanhas de 6200 metros (20.000 pés) de altura (Tenzing Montes, anteriormente Norgay Montes) feitas de gelo de água e uma vasta planície coberta de nitrogênio.
Um novo artigo diz que o vasto depósito de nitrogênio no Sputnik Planitia impulsiona os ventos de Plutão e molda a superfície do planeta. O artigo é intitulado "O coração pulsante de Plutão regula a circulação atmosférica: resultados de alta resolução e simulações numéricas plurianuais de clima". É publicado no Journal of Geophysical Research. O principal autor é Tanguy Bertrand, astrofísica e cientista planetária do Centro de Pesquisas Ames da NASA.
"Plutão tem algum mistério para todos."
Tanguy Bertrand, Autor Principal, Ames Research Center
A maior parte da atmosfera fina de Plutão é nitrogênio, e também existem pequenas quantidades de dióxido de carbono e metano. Uma grande quantidade de nitrogênio congelado fica no Sputnik Planitia e, durante o dia, a temperatura sobe o suficiente para sublimar, transformando-o em vapor. À noite, o processo reverte e o nitrogênio congela novamente, caindo na superfície. Cada vez que o ciclo se repete, ele age como uma bomba ou um "batimento cardíaco", bombeando ventos de nitrogênio ao redor do planeta.
Esse vento flui na direção oposta à rotação do planeta e pode ser responsável por características incomuns da superfície do planeta. À medida que o vento fino e rico em nitrogênio sopra ao longo da superfície, ele transporta calor, grãos de gelo e partículas de neblina para criar faixas e planícies escuras de vento nas regiões norte e noroeste.
"Isso destaca o fato de que a atmosfera e os ventos de Plutão - mesmo que a densidade da atmosfera seja muito baixa - podem afetar a superfície", disse Tanguy Bertrand, astrofísica e cientista planetária do Ames Research Center da NASA na Califórnia e principal autor do estudo.
A região do Sputnik Planitia, ou o lobo esquerdo do coração de Plutão, é de altitude mais baixa do que o resto do planeta e abriga a maior parte do nitrogênio. O Sputnik Planitia é um manto de gelo de 1.000 quilômetros localizado em uma bacia de 3 km de profundidade. O lobo direito é formado principalmente por montanhas e geleiras de nitrogênio.
"Antes da New Horizons, todos pensavam que Plutão seria um netball - completamente plano, quase sem diversidade", disse Bertrand em comunicado à imprensa. "Mas é completamente diferente. Tem muitas paisagens diferentes e estamos tentando entender o que está acontecendo lá. "
Descrever a atmosfera de Plutão como fina é um eufemismo. É cerca de 100.000 vezes mais fino que o da Terra. Então, como o vento em uma atmosfera que delineia a paisagem?
A equipe de Bertrand pegou dados do sobrevôo de Plutão da New Horizons e construiu um modelo de previsão do tempo para simular os ventos de nitrogênio.
A equipe descobriu que os ventos acima de 4 km sopram para o oeste, que está na direção oposta à rotação de Plutão. Quando o nitrogênio congelado em Tombaugh Regio sublima em vapor no norte, torna-se gelo novamente no sul, esse movimento desencadeia os ventos para o oeste. Essa situação é provavelmente única em nosso Sistema Solar, com a possível exceção de Triton, a lua de Netuno.
Os pesquisadores encontraram outra corrente de vento também. Este é um vento forte e rápido, próximo à superfície. Ele sopra ao longo da borda oeste da bacia do Sputnik Planitia. Existem padrões de vento semelhantes na Terra, que seguem os contornos da paisagem.
O vento é impulsionado pelo vapor de nitrogênio que volta a se condensar no gelo, de acordo com o estudo. Os penhascos de alta altitude do Sputnik Planitia prendem o ar frio dentro da bacia. À medida que circula por lá, fica mais forte.
Se o batimento cardíaco de nitrogênio de Plutão estiver dirigindo esses ventos, eles podem explicar as faixas de vento e as planícies escuras a oeste do Sputnik Planitia. Se os ventos trazem calor suficiente para aquecer a superfície, isso pode causar estrias e planícies. Ou pode depositar partículas de neblina, que podem escurecer e corroer o gelo. E se o vento soprasse na direção oposta - ou seja, na mesma direção do giro de Plutão - as paisagens poderiam ser muito diferentes.
"O Sputnik Planitia pode ser tão importante para o clima de Plutão quanto o oceano para o clima da Terra", disse Bertrand. "Se você remover o Sputnik Planitia - se remover o coração de Plutão - não terá a mesma circulação", acrescentou.
A característica mais famosa de Plutão é provavelmente o terreno coberto. O terreno coberto é campos de formas irregulares, do tamanho de arranha-céus, feitas principalmente de gelo de metano. Eles são encontrados em grandes altitudes perto do equador. Eles poderiam ser um artefato do coração de nitrogênio de Plutão?
Em seu artigo, os pesquisadores dizem que “… durante períodos de acumulação equatorial de gelo de CH4 (metano), a retro-rotação e a injeção de ar frio rico em N2 do Sputnik Planitia poderiam transportar e empurrar o CH4 gasoso para o oeste, de modo a favorecer a acumulação de gelo CH4 nas longitudes mais a oeste (ou seja, a leste do Sputnik Planitia), levando à formação do terreno laminado ali. ”
Eles também dizem que "... as cristas (" lâminas ") dos depósitos de terreno laminado exibem uma orientação N-S dominante, que também pode se originar em parte desse regime peculiar de circulação atmosférica."
Por enquanto, parece incerto se esses ventos de nitrogênio podem causar o terreno laminado. Mas a equipe pretende tentar descobrir. "No futuro, planejamos explorar ainda mais essas idéias e investigar os processos que levam a essas assimetrias longitudinais e formações geológicas peculiares, usando simulações de GCM de alta resolução e longo prazo".
Em sua conclusão, os autores dizem que "nosso trabalho confirma que, apesar de uma superfície congelada e uma atmosfera tênue, o clima de Plutão é notavelmente ativo". Muito mais ativo do que alguém provavelmente pensava.
New Horizons não conseguiu entrar em órbita em torno de Plutão. Isso é difícil de fazer e nunca foi sua missão. A NASA está considerando um orbitador de Plutão no futuro, mas, enquanto isso, tudo o que aprendemos sobre o planeta anão gelado, aprendemos com um único sobrevôo. Mesmo assim, aprendemos o suficiente para ficar intrigados e querer saber mais sobre esse mundo fascinante e misterioso.
"Plutão tem algum mistério para todos", disse Bertrand.
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