L’atmosfera di Plutone è nebbiosa come Titano, ma per una ragione diversa

L’atmosfera di Plutone è nebbiosa come Titano, ma per una ragione diversa
Ingrandire / L’atmosfera di Plutone è alquanto nebbiosa.

La luna di Saturno Titano è caratteristica, in parte a causa del suo colore arancione e dell’atmosfera nebbiosa. È quasi impossibile vedere le caratteristiche della superficie perché la foschia è molto opaca nella parte visibile dello spettro; Quello che sappiamo di lei proviene invece da cose come le immagini radar. La nebbia è il prodotto di reazioni chimiche nell’atmosfera superiore, guidate dai raggi ultravioletti. Questi poi si trasformano in molecole organiche più grandi e complesse (promemoria: questo non è biologicamente rilevante).

La missione New Horizons su Plutone ha mostrato che anche il pianeta nano ha la nebbia. È meno prominente nella minuscola atmosfera di Plutone, ma è lì (in realtà è simile all’atmosfera sulla luna di Nettuno. Tritone). Poiché l’atmosfera di Plutone non è molto diversa dai tratti più alti dell’atmosfera di Titano, si è pensato che la stessa chimica fosse responsabile.

Ma un nuovo studio condotto da Panayiotis Lavas All’Università di Reims, Champaign Ardenne mostra che la nebbia di Plutone potrebbe richiedere un’interpretazione diversa. L’atmosfera contiene sia metano, monossido di carbonio e azoto. Ma se il processo di Titano funzionasse alla stessa velocità su Plutone, non produrrebbe abbastanza particelle di nebbia per corrispondere a ciò che abbiamo misurato lì. Poiché l’atmosfera di Plutone è più fredda rispetto all’alta atmosfera di Titano, la chimica delle particelle di nebbia dovrebbe funzionare Più lentamente Su Plutone.

Potrebbe essere importante qualche altro processo? Per manipolare questa idea, il team di ricerca ha utilizzato simulazioni di chimica atmosferica, inclusa la fisica delle particelle che si depositano verso la superficie di Plutone. Le simulazioni mostrano le reazioni in presenza di raggi ultravioletti che formano alcuni semplici composti organici, come nel caso di Titano. Ma queste sostanze chimiche sono ancora disperse. Per produrre foschia, è necessario creare molecole che includano questi composti, ed è qui che le cose divergono.

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Su Plutone, le cose iniziano con l’acido cianidrico (un idrogeno, un carbonio, un azoto), che può solidificarsi in minuscole particelle di ghiaccio nell’atmosfera superiore. Questi iniziano a stabilirsi a causa della gravità. Quando si depositano, agiscono come semi, consentendo ad altri composti organici semplici in fase gassosa di condensarsi sulla loro superficie. In questo modo, possono contribuire a costruire particelle sfocate senza tutte le reazioni alla costruzione di particelle più complesse come in Titan.

Vicino alla superficie di Plutone, le particelle si depositano più lentamente e le temperature aumentano. Se le particelle di ghiaccio di acido cianidrico fossero nude, il modello indica che probabilmente sublimerebbero e tornerebbero a essere un gas. Tuttavia, lo strato di altra materia organica che lo circonda lo isola e lo preserva. Anche le collisioni di particelle diventano importanti, formando grumi di particelle più grandi. Oltre a questo comportamento di rivestimento delle particelle, alcuni altri materiali organici semplici sono anche in grado di congelare da soli, il che contribuisce all’eccesso di particolato.

Il risultato finale nel modello è un profilo verticale della chimica e delle particelle di foschia che corrispondono più da vicino alle misurazioni dell’atmosfera di Plutone. Rispetto a Titano, questa interpretazione si basa su semplici particelle di ghiaccio organico piuttosto che sulla formazione di molecole organiche sempre più grandi.

In effetti, ciò avrà alcune conseguenze per le temperature nell’atmosfera di Plutone. Rispetto alle particelle di nebbia di Titano, queste particelle di ghiaccio dovrebbero assorbire meno energia solare in arrivo ed essere meno efficaci nell’emettere energia nello spazio. I ricercatori affermano che lavorare su questo richiederà stime migliori delle proprietà ottiche di questa miscela di particelle, ma richiederà un ripensamento del modello climatico di Plutone.

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Per quanto riguarda la nebbia di Tritone, dicono che probabilmente è una versione più estrema del processo di Plutone. Con temperature più fredde su questa luna, le particelle di ghiaccio inizialmente formate domineranno, lasciando un ruolo minore per il processo di placcatura di particelle miste. Quindi questi due mondi sarebbero molto diversi da Titano, e non solo perché sembrano palle di neve bianche piuttosto che un soffice sbuffo arancione di nuvole.

Astronomia naturale, 2020. DOI: 10.1038 / s41550-020-01270-3 (A proposito di DOI).

Giustina Rizzo

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