Cinque nuovi studi svelano altri dettagli del bizzarro sistema di Plutone

Dopo 9,5 anni di viaggio e circa 4,8 miliardi di chilometri percorsi, arrivando più lontano di quanto ogni altro veicolo spaziale abbia mai fatto per raggiungere il suo target primario, New Horizons ha registrato circa 50 gigabit di dati con i suoi sette strumenti scientifici, la maggior parte raccolti nei 9 giorni attorno all'incontro.

" Osservare Plutone e Caronte da vicino ci ha obbligati a rivedere completamente le idee sul tipo di attività geologica che i corpi isolati, in questa regione remota del Sistema Solare, possono sostenere; mondi che fino a quel momento erano pensati come reliquie risalenti alla formazione della fascia di Kuiper, sostanzialmente non modificati", ha dichiarato nella press release Jeff Moore, geologo dell'Ames Research center della NASA a Moffett Field (California), autore di uno dei documenti.

Gli scienziati che studiano la composizione di Plutone ritengono che la diversità dei suoi paesaggi derivi da eoni di interazione tra i ghiacci altamente volatili e mobili di metano, azoto e monossido di carbonio e l'inerte ghiaccio d'acqua, con affascinanti cicli di evaporazione e condensazione.
" Questi cicli sono molto più ricchi di quelli terrestri, dove c'è solo un materiale che condensa ed evapora, l'acqua. Su Plutone, ci sono almeno tre elementi che, mentre interagiscono in modi che ancora non comprendere appieno, mostrano sicuramente i loro effetti su tutta la superficie del pianeta nano", ha dichiarato Will Grundy del Lowell Observatory di Flagstaff (Arizona).

In breve ecco ciò che sappiamo.
Plutone è un pianeta nano (ma io mi trovo in accordo con chi lo definisce "piccolo pianeta", mi sembra se lo meriti!), grande il 70 per centro della nostra Luna e bloccato in un abbraccio gravitazionale con la sua luna maggiore, Caronte, con la quale forma un vero e proprio sistema binaio. Ha un grande nucleo roccioso simile alla Terra, avvolto da un mantello di acqua ghiacciata (e forse anche da un oceano sotterraneo), a sua volta rivestito da strati di ghiaccio più volatili, come l'azoto, il metano ed il monossido di carbonio. Ciascuno di questi può sublimare e precipitare di nuovo sulla superficie, scorrere e congelarsi, dando origine ad una topografia incredibilmente varia con pianure esotiche, crateri, canyon, colline, ripide montagne e forse, vulcani di ghiaccio. Ovviamente questa grande differenziazione rende Plutone anche uno dei mondi più colorati che abbiamo mai visto ne Sistema Solare.

Uno degli elementi più intriganti è sicuramente la grande pianura Sputnik Planum che riempie il caratteristico "cuore" di Plutone.
L'enigmatica distesa è ritenuta una zona giovane in termini geologici perché priva di crateri ma la sua topografia si è mostrata molto più complessa del previsto: il pavimento è composto da cellule ghiacciate di azoto dai contorni irregolari, in cui il metano ha colmato le lacune; colline di ghiaccio d'acqua galleggiano in un mare di azoto congelato; increspature simili a dune e pozzi a grappolo rendono le zone più lisce tutt'altro che monotone. Sembra dominata da processi attivi che lentamente la trasformano, come la convezione termica e ciclica dei ghiacci di azoto.

Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

L' atmosfera non è da meno.
Di colore blu intenso, contiene strati di foschie ed è più fredda e compatta del previsto. Ciò influenza il modo con cui l'alta atmosfera si perde nello spazio e la sua interazione con il vento solare.
" Abbiamo scoperto che prima di New Horizons, le stime sulla perdita del materiale dall'atmosfera di Plutone erano selvaggiamente sovrastimate", ha commentato l'autore Fran Bagenal, dell'Università del Colorado a Boulder. " Credevamo che l'atmosfera di Plutone sfuggisse come la chioma di una cometa ma, in realtà, sfugge ad un tasso molto più simile a quello dell'atmosfera terrestre".
" Abbiamo anche scoperto che è il metano, invece dell'azoto, il gas primario che fuoriesce da Plutone. E questo è abbastanza sorprendente, in quanto vicino alla superficie l'atmosfera è per oltre il 99 per cento di azoto".

Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Grazie ad una fotochimica complessa, il metano ed i composti organici presenti in atmosfera vengono colpiti dai raggi ultravioletti della radiazione solare formando particelle di fuliggine rossastre, note come toline, che creano foschie a bassa quota e ricadono sulla superficie conferendole una colorazione rosso mattone.
" Oltre ad essere di forte impatto visivo, queste nebbie basse suggeriscono che il tempo cambia di giorno in giorno su Plutone, proprio come fa qui sulla Terra", aveva dichiarato Will Grundy, che guida la squadra al Lowell Observatory di Flagstaff, Arizona.
Nei primi 200-300 chilometri di atmosfera il team ha identificato decine di strati distinti di foscia, forse creati da onde di spinta aerostatica, generate da venti che soffiano oltre la topografia montagnosa del pianeta nano, in grado di mantenere le toline in sospensione e stratificate.

A dire il vero ultimamente ci sono stati anche diversi rumors, ancora non ufficializzati ma ripresi da importanti canali come New Scientist e Discovery News, in base ai quali l'atmosfera di Plutone potrebbe formare sistemi nuvolosi più complessi.
Secondo Grundy " ci sono alcune caratteristiche a bassa quota piuttosto localizzate appena sopra il lembo" in alcune immagini inviate da New Horizons che meritano attenzione.

Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Nella foto rilasciata Grundy ha individuato alcuni "accumuli" all'orizzonte che sembrano distinti dagli strati di foschia ma cosa ancora più interessante sarebbe la caratteristica luminosa cerchiata a sinistra che " sembrerebbe attraversare diverse parti del paesaggio suggerendo che stava aleggiando lì sopra".

L' ambiente spaziale attorno a Plutone è anche incredibilmente "pulito".
" Pensavamo che con quattro piccole lune più Carote ci fossero più detriti", ha dichiarato Fran Bagenal del Laboratory of Atmospheric and Space Physics. " Ma il contatore di polveri di New Horizons ha trovato poche particelle vaganti durante il suo passaggio veloce nel sistema di Plutone".
" Sembra che la polvere creata dalla formazione delle lune si sia già dissipata", ha aggiunto Bagenal. Questo potrebbe voler dire che l'impatto che generò Caronte e i satelliti minori avvenne molto tempo fa.

Gli scienziati stanno anche analizzando le prime immagini ravvicinate delle piccole lune Stige, Notte, Idra e Cerbero.
Scoperte tra il 2005 e il 2012, i quattro satelliti variano nel diametro da circa 40 chilometri per Notte ed Idra, a circa 10 chilometri per Stige e Cerbero. Hanno tassi di rotazione altamente anomali, orientamenti inusuali e superfici ghiacciate con albedo e colori molto diverse da quelle di Plutone e della sua luna maggiore Caronte. Ci sono prove che alcune lune sono il risultato della fusione di due corpi più piccoli e i crateri presenti fanno risalire la loro formazione ad almeno 4 miliardi di anni fa rafforzando l'idea che " le piccole lune si sono formate a seguito di una collisione che ha prodotto il sistema binario Plutone-Caronte", come dichiarato da Hal Weaver, scienziato della Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory a Laurel (Marylan).

Tutte queste scoperte sono state riassunte dalla NASA in una TOP9:

1. La datazione della superficie di Plutone, attraverso la conta dei crateri, ha rivelato che Plutone è stato geologicamente attivo nel corso degli ultimi 4 miliardi di anni. Inoltre la superficie dell'enorme pianura Sputnik Planum, priva di crateri rilevabili, è stimata per essere geologicamente giovane, con non più di 10 milioni di anni.
   
2. La luna di Plutone, Caronte, ha una superficie antica. Per esempio, la grande distesa equatoriale, informalmente chiamata Vulcan Planum, è stata probabilmente formata da un flusso criovulcanico o da materiale esploso sulla superficie di Caronte circa 4 miliardi di anni fa. Tali flussi sono probabilmente collegati al congelamento di un oceano interno che ha spaccato la crosta della luna.
   
3. La distribuzione delle unità compositive sulla superficie di Plutone è sorprendentemente complessa.
   Le variazioni nella composizione della superficie su Plutone sono senza precedenti in altre parti del Sistema Solare esterno.
   
4. La temperatura dell'atmosfera superiore di Plutone è più fredda (21 gradi Celsius) di quanto pensato in precedenza, con importanti implicazioni per il suo tasso di fuga atmosferica. Il motivo per cui è più fredda del previsto è ancora un mistero.
   
5. Il profilo della composizione dell'atmosfera di Plutone (compresi azoto molecolare, metano, acetilene, etilene e etano) è stato misurato per la prima volta.
   
6. E' stato suggerito per la prima volta un meccanismo plausibile per la formazione nell'atmosfera di Plutone, basato sulla concentrazione di particelle dovuta ad onde di spinta aerostatica create da venti che soffiano oltre la topografia montagnosa del pianeta nano.
   
7. Il Venetia Burney Student Dust Counter (SDC) a bordo di New Horizons ha contato solo una particella di polvere nei cinque giorni precedenti al fly-by che è simile alla densità delle particelle di polvere nello spazio libero nel Sistema Solare esterno.
   
8. L'interazione tra il vento solare e l'atmosfera di Plutone è limitata al lato diurno ed entro i 7.000 chilometri che è molto meno del previsto.
   
9. L'alto albedo dei satelliti di Plutone, circa dal 50 al 80 per cento, li rende completamente diversi dagli altri oggetti ad albedo molto più basso della Fascia di Kuiper. Ciò sembra confermare che queste lune non sono corpi catturati dal sistema binario Plutone - Caronte ma si siano formati a seguito di una collisione all'interno del sistema di Plutone stesso.

Circa la metà dei dati del fly-by è ormai è stata trasmessa a Terra, coprendo distanze in cui i segnali radio hanno bisogno di quasi cinque ore per raggiungerci. Tutto il bottino verrà ricevuto entro la fine del 2016.