O sinistro aviso – “o inverno está a chegar”, popularizado pela série de fantasia Game of Thrones – aplica-se igualmente bem a Plutão.
Atmosfera ténue do planeta anão parece estar à beira de um impressionante colapso devido a uma mudança nas estações do ano e à aproximação de condições mais frias, de acordo com pesquisas a serem publicadas na revista Astronomia & Astrofísica.
Descoberto em 1930, foi apenas por volta de 1980 que os astrônomos começaram a suspeitar que Plutão poderia ter uma atmosfera. Essa atmosfera foi provisoriamente descoberta em 1985 e totalmente confirmada por observações independentes em 1988.
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Na época, os astrônomos não tinham como saber que mudanças dramáticas estavam reservadas para o pequeno envelope de nitrogênio, metano e hidrocarbonetos do mundo.
Uma coincidência cósmica
Por uma coincidência cósmica, as últimas décadas do século XX e as primeiras décadas do século XXI também viram um feliz alinhamento da Terra, Plutão e os densos campos estelares do centro distante da Via Láctea.
Esta coincidência significa que Plutão passa com relativa frequência entre nós e uma estrela de fundo. Quando isso acontece, sua sombra cai sobre a Terra, um evento a que os astrônomos se referem como uma ocultação.
Durante uma ocultação, qualquer observatório que por acaso se encontre dentro do caminho da sombra pode ver a estrela desaparecer enquanto Plutão passa diante dela, e então reaparecer à medida que os alinhamentos planetários mudam. Para qualquer lugar na superfície da Terra, uma ocultação de Plutão dura no máximo alguns minutos.
A técnica de ocultação tem sido amplamente usada para estudar as órbitas, anéis, luas, formas e atmosferas dos mundos do Sistema Solar exterior, incluindo asteróides, cometas, planetas e planetas anões.
Comparando o que os observadores vêem em diferentes locais na Terra, o tamanho e a forma do mundo oculto pode ser trabalhado. Se o objeto tem uma atmosfera, então por alguns breves segundos enquanto a luz estelar se acende e depois volta, a luz estelar pode ser alterada por absorção e refração enquanto passa pela atmosfera planetária.
Desde as primeiras medições de ocultação bem sucedidas nos anos 80, uma sucessão de observações estabeleceu medidas cada vez mais precisas do raio de Plutão, assim como afiando continuamente a nossa compreensão da temperatura e pressão da sua atmosfera.
Órbita longa e estações do ano
Como a Terra, Plutão tem um ciclo sazonal devido à inclinação dos seus pólos para o plano da sua órbita. Ao longo do longo ano de Plutão – equivalente a 248 anos da Terra – primeiro o pólo norte e depois o pólo sul estão inclinados para o distante Sol.
Mas ao contrário da Terra, a órbita de Plutão é esticada em uma forma elíptica extrema. Sua órbita é tão alongada que sua distância do Sol varia de 4,4 a 7,4 bilhões de quilômetros (30 a 50 vezes a distância Terra-Sol).
Pelo contrário, a distância da Terra em relação ao Sol varia de apenas 3,4% ao longo de um ano. A atmosfera de Plutão foi descoberta pouco antes de Plutão atingir a sua aproximação mais próxima do Sol, o que aconteceu em 1989.
Desde 1989, Plutão tem vindo a retirar-se do Sol. As temperaturas têm vindo a diminuir em conformidade.
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A pressão abaixo de 5002>
Na altura em que Plutão começou a afastar-se do Sol, os astrónomos esperavam que isto causasse a sua queda de pressão atmosférica, da mesma forma que a pressão num pneu de automóvel diminui com o tempo frio e aumenta com o calor. Pelo contrário, as observações de 1988-2016 mostraram um aumento constante da pressão atmosférica.
Imediatamente antes da chegada da sonda Novos Horizontes da NASA em 2015, as medições de ocultação descobriram que a pressão atmosférica em Plutão triplicou desde 1988 (o equivalente na Terra seria comparar a pressão no topo do Monte Evereste com a pressão ao nível do mar).
Qual é a causa da discrepância? Qualquer pensamento de que as medições de ocultação estavam erradas foi banido pela Experiência de Rádio Ciência (REX) a bordo da New Horizons, que devolveu medições diretas de acordo com os observadores terrestres.
A nova pesquisa resolveu o mistério usando um modelo sazonal para o transporte de gás e gelo ao redor da superfície do planeta.
Embora Plutão se afaste cada ano mais do Sol, seu pólo norte é continuamente iluminado pelo sol durante esta parte de sua órbita, fazendo com que sua capa de gelo de nitrogênio reverta para a fase de gás.
Este facto explica o rápido aumento da pressão atmosférica durante as últimas três décadas.
Mas a modelação climática mostra que esta tendência não vai continuar.
Inverno realmente está chegando
Plutão continuará se afastando do Sol até o ano 2113, e a fraca luz solar não será suficiente para aquecer de forma similar as regiões polares do sul.
Durante o longo Outono e Inverno do Norte, espera-se que a atmosfera de Plutão caia, congelando na superfície como gelo no pára-brisas de um carro numa noite fria e clara de Inverno.
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No seu refluxo mais baixo, prevê-se que a atmosfera tenha menos de 5% da sua pressão actual. A combinação da aproximação de Plutão ao Sol e à primavera do hemisfério norte não se repetirá até ao ano 2237.
Até lá, será de importância crítica testar a nossa compreensão dos modelos atmosféricos planetários sob condições extremas de baixa temperatura e baixa pressão através de medições contínuas de ocultação.
Mas estas oportunidades se tornarão menos freqüentes à medida que a órbita de Plutão for tomando sua posição aparente mais distante dos densos campos estelares do centro galáctico que nos ajudou a fazer as observações.