Plutone sta entrando in una delle fasi più fredde e buie del suo lungo viaggio attorno al Sole. Il pianeta nano si sta infatti allontanando progressivamente dalla nostra stella e continuerà a farlo fino al 2114, quando raggiungerà l’afelio, cioè il punto della sua orbita più lontano dal Sole. Nel frattempo, il calo delle temperature potrebbe avere conseguenze importanti sulla sua sottile atmosfera, fino a provocarne un progressivo congelamento sulla superficie.
A suggerirlo sono le nuove osservazioni condotte da un gruppo di ricercatori guidato da Amanda Sickafoose, Senior Scientist del Planetary Science Institute. Lo studio, pubblicato sul Planetary Science Journal, ricostruisce l’evoluzione dell’atmosfera di Plutone attraverso 10 diverse occultazioni stellari osservate tra il 2017 e il 2023, fornendo nuovi indizi su un possibile cambiamento iniziato proprio negli ultimi anni.
Il fenomeno è legato alla particolare orbita di Plutone. La sua traiettoria è fortemente ellittica e lo porta a percorrere una distanza enorme dal Sole. Il pianeta nano ha raggiunto il perielio, cioè il punto della sua orbita più vicino al Sole, nel 1989 e da allora si sta allontanando. È un processo estremamente lento, ma su Plutone le variazioni della distanza dalla nostra stella possono influenzare significativamente la temperatura della superficie e, di conseguenza, lo stato della sua atmosfera. La sua è infatti un’atmosfera molto tenue, composta soprattutto da azoto e, in quantità minori, da metano e monossido di carbonio. Questi composti contribuiscono anche alla formazione delle caratteristiche foschie che avvolgono il pianeta nano. Quando la superficie si raffredda, una parte dei gas atmosferici può condensare e depositarsi sotto forma di ghiaccio. La pressione atmosferica diminuisce così progressivamente e le foschie possono diventare meno dense e stabilizzarsi a quote inferiori.
Ma come è possibile osservare un’atmosfera così distante e sottile? Non ci sono oggi sonde abbastanza vicine a Plutone per monitorarla direttamente. L’unica osservazione ravvicinata è stata effettuata dalla sonda New Horizons della Nasa, che nel 2015 ha attraversato il sistema di Plutone, fornendo immagini e dati senza precedenti. Per seguire ciò che è accaduto dopo, gli astronomi hanno dovuto quindi guardare Plutone dalla Terra, sfruttando un particolare allineamento tra il pianeta nano e le stelle.
Si tratta delle cosiddette occultazioni stellari, eventi durante i quali un pianeta – in questo caso Plutone – passa davanti a una stella rispetto a un osservatore terrestre. Prima che la stella scompaia completamente dietro il corpo ghiacciato, la sua luce attraversa l’atmosfera di Plutone. I gas atmosferici ne modificano il percorso, mentre le particelle di foschia possono diffonderla, provocando una diminuzione graduale della luminosità. Misurando con grande precisione come la luce della stella si affievolisce e poi torna visibile, gli astronomi possono ricavare informazioni sulla struttura e sulla pressione dell’atmosfera.
Osservare questi eventi, tuttavia, richiede una notevole precisione. L’ombra di Plutone proiettata sulla Terra durante un’occultazione può attraversare oceani o regioni remote e disabitate. Per questo i ricercatori devono prevedere con accuratezza il percorso dell’ombra e organizzare osservazioni da più località. Dal 2017 il team di Sickafoose, dicevamo, ha seguito 10 occultazioni e in quattro casi è riuscito a osservare lo stesso evento da più punti della Terra. Il confronto tra osservazioni effettuate da località diverse permette di rafforzare i risultati e, quando le postazioni sono sufficientemente distanti, di analizzare differenti porzioni dell’atmosfera.
Il nuovo studio ha permesso di ricostruire l’evoluzione della pressione atmosferica tra il 2017 e il 2023. I dati indicano che dopo il passaggio di New Horizons nel 2015 e fino a una parte del 2021 la pressione dell’atmosfera è rimasta stabile. La situazione sembra però essere cambiata successivamente: tra la metà del 2021 e luglio 2023, la pressione atmosferica complessiva sarebbe diminuita del 16 percento.
Il dato è particolarmente interessante perché potrebbe rappresentare il primo segnale di un processo di collasso dell’atmosfera di Plutone. Con l’allontanamento dal Sole, infatti, la superficie del pianeta nano riceve sempre meno energia. Il raffreddamento favorisce il congelamento di parte dell’azoto e degli altri composti presenti nell’atmosfera, che possono quindi depositarsi sulla superficie sotto forma di ghiaccio.
Il quadro, però, non è ancora definitivo. La fisica dell’atmosfera di Plutone è complessa e strettamente legata alle proprietà dei ghiacci superficiali, tanto che non è ancora possibile stabilire se il calo osservato rappresenti l’inizio di una tendenza destinata a proseguire oppure una variazione temporanea. Sarà quindi ancora una volta la luce delle stelle lontane a permettere agli astronomi di studiare un’atmosfera milioni di volte più sottile di quella terrestre, su un mondo grande appena due terzi della Luna e trenta volte più lontano dal Sole.
In apertura: gli strati di foschia di Plutone osservati dalla sonda New Horizons nel 2016. Crediti: Nasa/Jhuapl/SwRI.
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