Plutone e l’azoto liquido

L’azoto liquido un tempo scorreva sulla superficie di Plutone, e potrebbe esistere ancora in sacche sotto il ghiaccio che vediamo oggi.

Questa è l’ultima scoperta della sonda New Horizons, che ora si trova a quasi 300 milioni chilometri al di là del pianeta nano, ma sta ancora inviando dati alla Terra. La scoperta deriva dall’utilizzo dei dati di New Horizons per modellare come il clima e la pressione atmosferica di Plutone siano cambiati nel corso del tempo. Questi modelli si focalizzano su periodi della storia di Plutone in cui la temperatura e la pressione sono abbastanza alti perchè il ghiaccio di azoto sulla superficie si sciolga.

“Ci possono essere stati liquidi sulla superficie di Plutone in passato”, ha detto il leader della missione Alan Stern, in una conferenza stampa al Lunar and Planetary Science Conference a The Woodlands, in Texas. Se la teoria è corretta, questo potrebbe spiegare le caratteristiche visibili in superficie, compresi i canali estesi nel terreno che potrebbero essere stati scavati da fiumi e da strutture ancora liquide. “Osserviamo quello che al nostro team appare come un antico lago”, ha detto Stern. “È molto liscio, come se un liquido fosse congelato per tutta la sua altezza”, ha ribadito. “È difficile trovare un modello alternativo che potrebbe spiegare questa morfologia.”

Il team è arrivato a questa conclusione dopo aver combinato la mappa topografica dettagliata della superficie di Plutone raccolta da New Horizons con i modelli delle sue zone climatiche.
Sulla Terra, le zone climatiche sono il risultato dell’inclinazione di 23 gradi dell’asse del nostro pianeta relativamente al Sole. I tropici sono la regione dove il Sole caldo passa sempre direttamente allo zenit, ed è una zona confinata vicino all’equatore. Ma Plutone, uno che non si conforma mai, ha un’inclinazione di 120 gradi, il che amplia la sua zona tropicale fra i più e i meno 60 gradi di latitudine rispetto all’equatore.

“La maggior parte di Plutone è tropicale”, ha detto un membro del team di New Horizons, Richard Binzel del Massachusetts Institute of Technology. Ma questo non significa che non sia freddo.
Sulla Terra, le zone artiche sono le più piccole regioni in ogni polo che sperimentano periodi prolungati di luce e oscurità. Su Plutone, queste zone artiche si estendono molto più in basso, in realtà attraversano i tropici, il che significa che alcune regioni sono sia tropicali che artiche. “Non vi è nulla di analogo a questo qui sulla Terra”, ha detto Binzel.

Il team ha studiato come queste zone siano cambiate nel corso del tempo, e come potrebbero evolvere in futuro, a causa del cambiamento di inclinazione dell’asse di Plutone. Ad esempio, 800.000 anni fa il pianeta nano avrebbe vissuto un clima estremo quando il suo asse ha raggiunto l’inclinazione di 103 gradi. I tropici si sono estesi vicino ai poli, mentre l’Artico si è prolungato in basso vicino all’equatore. Questo potrebbe spiegare la regione scura vista intorno all’equatore di Plutone, l’unica regione che è sempre tropicale, e mai artica, il che significa che là non si è formato il ghiaccio.

A questo punto nel passato, la pressione atmosferica avrebbe potuto essere solo un decimo di quella terrestre a livello del mare, superiore a quella osservata su Marte. “Questo cambia davvero la visione di questo piccolo pianeta e di come funziona”, ha detto Stern. L’aumento della pressione permetterebbe all’azoto liquido di aggregarsi sulla superficie, il che significa che una missione New Horizons lanciata in quel periodo avrebbe osservato un Plutone molto più “umido”.

Ma New Horizons ha potuto ancora oggi osservare liquido su Plutone, anche se indirettamente.
Il team sta ancora sviluppando modelli dei flussi del ghiaccio di azoto rivelato dalla sonda, ma le indicazioni preliminari suggeriscono che il peso del ghiaccio potrebbe creare le condizioni di pressione necessarie per uno strato liquido.

“Potrebbe avere un stato liquido alla base”, dice Orkan Umurhan  dell’Ames Research Center della NASA in California. In passato, questo potrebbe essere stato a 100 metri di profondità, ma oggi dovrebbe essere 1 chilometro sotto la superficie. La nostra comprensione limitata del comportamento estremo dell’azoto in realtà ostacola l’analisi del team, dice Umurhan. “Simili esperimenti non sono stati ancora fatti in laboratorio.”