PLUTÃO
Imagem realizada pela sonda New Horizons em Julho de 2015, em sua passagem
pelo até então mair planeta Anão ,em rumo aos confins do Sistema Solar.
Plutão, era considerado um
mundo morto, gélido e sem importância até a década de 1980. Com a descoberta de
seu satélite Caronte. o planeta anão começou a ficar mais interessante. Nesta
época Plutão era considerado o ultimo planeta do sistema solar, mas com a
descoberta de vários outros objetos á ele semelhantes os cientistas enviaram a
sonda New Horizonts no inicio do século XXI para investigar os objetos
trasnetunianos, começando pelo primeiro grande astro deste novo grupo do
sistema solar. Para surpresa de todos os envolvidos e da comunidade cientifica
internacional, Plutão é um mundo ativo (no seu ritmo é claro), detentor de um
possível oceano subterrâneo, criovulcanismo, Icebergs, mar de nitrogênio
congelado entre outras particularidades, sendo assim,que o ex-planeta e atual
planeta anão se apresenta aos seus novos fãs.
Plutão leva 248 anos para
completar uma órbita e suas características orbitais são bastante diferentes
dos planetas solares, que seguem uma órbita quase circular ao redor do Sol,
próximo a um plano horizontal chamado eclíptica. A órbita de Plutão é altamente
inclinada em relação à eclíptica (mais de 17°) e com uma excentricidade, uma pequena parte da órbita de
Plutão está mais próxima do Sol do que a de Netuno. A última vez que Plutão
ficou mais próximo do Sol do que Netuno foi entre 7 de fevereiro de 1979 e 11
de fevereiro de 1999. Na superfície de Plutão um homem que na Terra pesaria
65kg pesaria 4kg.
Atmosfera
de Plutão
Plutão tem uma atmosfera
fria com névoa de hidrocarboneto.
A atmosfera de Plutão consiste em uma fina camada de
nitrogênio, metano e gases de monóxido de carbono, que são derivados dos gelos
dessas substâncias na superfície.
A órbita
alongada de Plutão tem um grande efeito em sua atmosfera, pois conforme o
planeta anão se distancia do Sol, a sua atmosfera congela gradualmente e cai na
superfície na forma de neve, mas não de forma homogenia. Quando ele se aproxima
do Sol, a temperatura na sua superfície aumenta, fazendo com que os gelos
acumulados durante a orbita dentro do cinturão de Kuiper, se sublimem para a
forma gasosa. Isso cria um efeito estufa reverso, pois a sublimação esfria a superfície de Plutão. Os
cientistas acreditam que a atmosfera de Plutão seja composta por nitrogênio com
metano, acetileno e etileno.
A atmosfera do planeta anão é ainda mais fria do que se esperava. Perto da
superfície do planeta a temperatura chega a -197,2ºC. Mais longe da atmosfera a
temperatura aumenta um pouco por conta do metano, que é um poderoso gás do
efeito estufa. O metano cria uma inversão térmica, com temperatura bem mais
elevada á cerca de 10 km acima da superfície, onde chega a -127,2ºC. Os gases,
em especial o cianeto de hidrogênio esfriam a parte exterior, fazendo a
temperatura chegar a -167ºC.
O fato de a atmosfera do planeta anão ser tão fria faz
com que menos gases escapem para o espaço, pois as altas temperaturas energizam
os gases, fazendo com que eles escapem da gravidade do planeta, fator que não
ocorre em Plutão.
Névoa Azul
A névoa azul da atmosfera de Plutão.
O planeta anão também conta com uma espécie de névoa
azul, que é resultado da dispersão da luz solar em partículas muito pequenas.
Na Terra, essas partículas são moléculas bem pequenas de nitrogênio. Em Plutão
elas parecem ser maiores, partículas que tipo fuligens às quais chamamos de
tolinas. A atmosfera inferior contém uma concentração maior de metano que a
atmosfera superior.
Em 1987 o polo sul de Plutão saiu da sombra pela
primeira vez em 120 anos, fazendo o nitrogênio extra sublimar da calota polar. Levará décadas para
que esse excesso de nitrogênio condense para cima da superfície de Plutão enquanto novamente se congela ao migrar
em direção à atualmente as escuras
calota de gelo do polo norte. Dados do mesmo estudo sobre a migração de gases revelaram
o que pode ser a primeira evidência de vento na atmosfera desse planeta anão.
Atmosfera de Plutão em estado gasoso, A luz solar que chega a Plutão é
1000 vezes menor que a que chega a Terra, algo parecido com a iluminação de um
poste de luz.
Estações de
Plutão
O período de rotação de Plutão é igual a 6,39 dias.
Como Urano, Plutão gira de lado em relação ao seu plano
orbital, como uma inclinação axial de 120°, então a variação entre suas
estações do ano é extrema; durante o solstício, um hemisfério está
permanentemente de dia, enquanto o outro está permanentemente de noite.
As estações de Plutão diferentemente da Terra não são
regradas pela inclinação axial do Planeta anão, mas regidas pela orbita ovoide
que descreve ao redor do Sol. Durante cerca de 62 anos, dura o inverno da
elipse, toda a sua superfície se congela. Assim deve-se levar em conta que o
ano de Plutão tem uma duração de 91 anos sobra muito pouco para as estações
mais amenas, mesmo em uma temperatura superficial de -230ºC em média. Estas alterações são os únicos fenômenos
atmosféricos que deve ocorrer durante o ano de Plutão. Apesar de possuir um ano
sideral enorme seus dias não são tão longos, com uma rotação que dura 6,3 dias.
As já comentadas partículas de tolina são formadas na
atmosfera, onde a luz solar ultravioleta se parte e ioniza as moléculas de
nitrogênio e metano, permitindo que elas reajam uma com a outra. Nesse processo
são formados íons carregados positivamente e negativamente. Quando combinados,
eles formam macromoléculas complexas. Conforme estas se combinam e crescem, (tomam
a forma de pequenas partículas) os gases voláteis se condensam e cobrem a
superfície com gelo antes que elas tenham tempo para cair da atmosfera para a
superfície, assim ao precipitarem se fazem com que Plutão tenha uma coloração
vermelha.
GEOLOGIA DE
PLUTÃO
Análises espectroscópicas da superfície de Plutão revelaram que ela é
composta mais de 98% de gelo de nitrogênio, com traços de metano e monóxido de
carbono.Um hemisfério de Plutão contém mais gelo de metano, enquanto o outro
contém mais gelo de nitrogênio e monóxido de carbono.
Caronte Crescente no céu noturno de Plutão
Estrutura
interna
Plutão teria
uma composição interna 60% de rocha e 40% de gelos.
Observações de Plutão feitas pelo telescópio Hubble
estimam uma densidade entre 1,8 e 2,1 g/cm3, sugerindo uma composição interna
de aproximadamente 60% de rocha e 40% de gelo. No passado com a decadência de
minerais radioativos foi gerado um aquecimento sobre os gelos, o suficiente para
as rochas se separarem deles.
Os cientistas creem que a estrutura interna de
Plutão seja diferenciada, com o material rochoso estabilizado em um denso
núcleo cercado por um manto de gelo. O diâmetro do núcleo deve ser de cerca de
1 700 km, cerca de 70% do diâmetro de Plutão.
O aquecimento passado diminuiu mas possivelmente
continua atualmente devido ao efeito das marés entre o planeta anão e Caronte. Um
oceano existiria ente 100 a 180 km de profundidade do núcleo gelado e seria
mantido em estado liquido por uma camada de gases anticongelantes.
A massa de Plutão, é menos de 0,24% da massa da Terra, enquanto que seu
diâmetro é de 2 306 km, ou aproximadamente
66% do diâmetro da Lua.
O
planeta-anão estudado de pertinho pela sonda New Horizons em 2015, possivelmente
abriga em seu interior um oceano subterrâneo, confirmando que isso é
incrivelmente comum em os mundos congelados do nosso sistema solar e por que
não, pelo universo afora.
Foto obtida pelo rasante da sonda New Horizons de Plutão.
Um
novo estudo publicado nesta semana na revista Nature Geoscience indica que uma
camada de isolamento gasoso é o que provavelmente mantém o oceano de Plutão no
estado líquido abaixo de sua crosta congelada, já que uma distância aproximada
de 5 bilhões de quilômetros do Sol é longe o suficiente para que a temperatura
superficial do planeta seja, glacial.
Como
se descobriu um oceano subterrâneo em Plutão? O segredo está na análise da
bacia do "coração á chamada Sputnik Planitia, com 660 km de nitrogênio
congelado que forma o lobo esquerdo da imagem que se assemelha ao desenho de um
coração.
Observações da sonda New Horizons, mostraram que a região está
alinhada com o eixo das marés de Plutão. Essa linha ao longo da qual a atração
gravitacional do satélite Caronte é mais poderosa.
Geografia da Região do
“coração” de Plutão.
Acredita-se
que Plutão entrou nessa orientação justamente por causa da massa extra concentrada na superfície da Sputnik
Planitia e derredores. Tal massa extra deve, então, vir do gelo de nitrogênio
que é acumulado na bacia, assim como da água do oceano enterrado que vem a
superfície por criovulcanismo.
Um
dos estudos publicados na revista Nature afirma que isso aconteceu devido á
massa aquífera do oceano, pois esta seria tão grande que faria o planeta anão
tombar para um lado.
Detalhes do “lobo Esquerdo”
do Coração de Plutão.
A
planície de acordo com os estudos, teria se formado pelo impacto de um objeto
grande como um meteoro ou cometa. Esta colisão fez com que uma quantidade
imensa de gelo fosse ejetada do planeta anão, deixando apenas uma fina lâmina na
região e formando teoricamente alguns de seus satélites mais próximos.
Se um
oceano, possivelmente líquido, existisse sob essa camada, ele empurraria o gelo
para cima, preenchendo a cratera deixada pelo impacto deixando a região
geograficamente menos acidentada que as derredores.
Detalhe da orogenia de
plutão com Crateras, Cânions e montanhas.
Como
o nitrogênio congelado se acumulou na região ao longo do tempo, a massa da
região seria maior do que antes do impacto, o que provocaria a “inclinação” de
Plutão. Sem a ajuda do oceano, a camada de nitrogênio congelado deveria ter uma
espessura de cerca de quarenta quilômetros para causar os mesmos efeitos, um
cenário que os pesquisadores afirmam que seria improvável.
A metade esquerda do "coração" de Plutão — a bacia Sputnik Planitia —, e sua análise topográfica (Imagem: Kamata S./NASA.
Mas a real questão é como um oceano pode permanecer
líquido em Plutão, e não congelar, ao longo de 4,6 bilhões de anos? A
explicação mais plausível seria de que uma camada isolante de hidratos de gás
sob a crosta congelada de Plutão. Esta camada poderia ser a responsável por
impedir o congelamento deste oceano. Em simulações realizadas, quando se
adiciona essa camada isolante, o oceano não se congela, mesmo com o
arrefecimento geológico, e persistiria até a atualidade
Superfície de Plutão
Superfície
de plutão e a nevoa atmosférica.
As novas imagens feitas através das lentes da sonda New
Horizons mostram um plateta geologicamente ativo e com uma superfície
relativamente nova. Foram registradas poucas crateras de impacto além de
cadeias de montanhas bem escarpadas que ao que tudo indica ainda estão em
formação.
Virgil Fossae, Cânion localizado próximo ao coração de
Plutão.
Ao contrario dos planetas telúricos do sistema solar de zona
temperada a quente, o sistema orogênico do planeta é, como já visto em
satélites do sistema solar exterior, o criovulcanismo. O problema no caso de
Plutão e que não esta em orbita de nenhum gigante gasoso para com isso ,
através da força gravitacional, ter a energia e consequentemente o calor
necessário para formar seu sistema orogênico.
Costa do “Litoral” de nitrogênio congelado e a região
montanhosa.
Mas a natureza lhe proporcionou um companheiro de viagem, um
outro planeta anão, Caronte. Os dois orbitam um centro gravitacional que se
encontra acima da superfície de plutão e ambos detêm a mesma face um para o
outro. A energia geotermia fornecida, mesmo que em menor escala que a presença
de um planeta gigante seria o suficiente para manter ativo geologicamente o
sistema binário planetário.
Nesta região do sistema solar
o gelo, metano e amônia se comportam como rochas devido a temperatura ser
próxima do zero absoluto. Temos um relevo que lembra o lunar mas com
composição química totalmente diferente do da Lua.
As rochas que compõem
este sistemas montanhosos são uma mistura de poeira interestelar, fragmentos de
meteoros e cometas. Estes elementos são processados e possivelmente aquecidos
em conjunto por um núcleo ativo, bem como quando o planeta anão está em orbita
próxima do sol. O aquecimento da amônia e metano gera gases que são
expelidos para fora da crosta planetária
formando a cadeia de criovulcões que originam o sistema montanhoso de Plutão.
Região
acidentada acompanhada de algumas crateras de impacto.
A regiões de vastas planícies que estão cobertas por um tipo
de neve de nitrogênio e dos elementos
atmosféricos bem como pela composição do solo do planeta. A erosão se faz
presente por alísios sazonais e precipitação de neve, ambos oriundos do
descongelamento atmosférico. Algumas regiões de planície, a neve chega a formar
um sistema de dunas.
O coração
de Plutão
A Tombaugh Regio, apelidada de Coração de Plutão, é uma
característica na superfície de Plutão. Uma grande região de cor clara de
aproximadamente 1.590 km de diâmetro dividida em duas partes. Cada um dos dois
lóbulos do coração possuem características geológicas distintas que
compartilham a cor clara.
Possível origem do Coração de Plutão.
O lado esquerdo do coração é mais suave do que o lado
direita. A teoria e que o lado esquerdo seja fruto de uma grande cratera, agora cheia de neve de nitrogênio
e com dunas de areia, onde a areia é feita de gelo sólido de metano. Os pontos
brilhantes na região foram inicialmente especulados como picos de montanhas
principalmente no lado direito. Fotos lançadas em 15 de julho de 2015,
revelaram montanhas com mais de 3.550m feitas de gelo de água no local. As
fotos não revelaram crateras nesta região, sugerindo que pelo menos parte da
planície tenha, pelo menos, 100 milhões de anos e, portanto, sugerindo que
Plutão seja geologicamente ativo.
Sputnik Planitia
De todas as características físicas, a Sputnik Planitia
originalmente chamada Sputnik Planum, é hoje a característica geográfica mais
reconhecível do planeta anão. É uma bacia coberta de gelo de alto albedo em
Plutão. Possui cerca de 1.050 por 800 km de tamanho, nomeada em homenagem ao
primeiro satélite artificial da Terra. Constitui o lobo ocidental do Tombaugh
Regio.
Sputnik
Planitia é coberta por "células" de gelo que são geologicamente
jovens e mudam de posição devido a um processo chamado convecção.
As
Montanhas Flutuantes
A NASA
publicou novas imagens, de regiões que a própria Agência Espacial descreveu
como "Montanhas Flutuantes", ou icebergs maciços que estão
basicamente à deriva em um mar de nitrogênio congelado.
Essas montanhas flutuantes em Plutão podem ter muitos
quilômetros de diâmetro, e estão localizadas na região chamada Sputnik Planum, e
passeiam pelas planícies geladas localizadas dentro da famosa região em forma
de coração.
Em destaque aos glaciares e as
cadeias de Montes e morros da Sputinik Regio.
Este local é o lar de
geleiras e de diversas colinas congeladas,
fragmentos de gelo de água das terras altas mais próximas. Como o gelo
de água é menos denso do que o gelo de nitrogênio, estes montes de gelo de água
estão flutuando em um mar de nitrogênio congelado, movendo-se ao longo do
tempo, assim como fazem os icebergs nos polos da Terra. mas em um ritmo muito
mais lento.
Grande
aglomerado de Icebergs de gelo acumulados na borda do mar de nitrogênio
congelado.
Quando esses icebergs entram
no terreno central de Sputnik Planum, eles ficam sujeitos aos movimentos de
convecção do gelo de nitrogênio, e são empurrados para as margens, onde os
grupos de icebergs se concentram, atingindo até 20 quilômetros de espessura.
Um grande aglomerado em
especial, que cobre uma distância de cerca de 60 km por 35 km, parece ser
formado por colinas congeladas que ficaram encalhadas em uma área rasa do rio
de nitrogênio. A área foi apelidada de Challenger Colles, em honra ao ônibus
espacial Challenger, que explodiu logo após a decolagem em 28 de janeiro de
1986.
Costa da
planície de Sputinik
Plutão e
Netuno.
Apesar
de a órbita de Plutão parecer cruzar a órbita de Netuno numa perspectiva de
cima, as órbitas dos dois objetos estão alinhadas, e então eles não podem
colidir, ou nem mesmo se aproximar um do outro.
Ao analisar as órbitas de Plutão e Netuno, pode-se observar
que elas não se cruzam. Quando Plutão está mais perto do Sol do que Netuno, a
sua órbita cruza a de Netuno, vista de cima; porém ela está 8 UA acima do
caminho de Netuno, evitando uma colisão. Os nodos orbitais de Plutão (os pontos
onde sua órbita atravessa a eclíptica) são separados dos de Netuno por mais de
21°.
Perturbações dos planetas, especialmente Netuno, poderiam
alterar aspectos da órbita de Plutão ao longo de milhões de anos, e uma colisão
poderia ocorrer, mas mais precisamente a captura de Plutão para o secto de
satélites do gigante gelado. O mecanismo mais significativo que evita Plutão e
Netuno de colidirem é a ressonância orbital de 3:2 que há entre eles, ou seja,
a cada três órbitas que Netuno faz ao redor do Sol, Plutão faz duas. Então, os
dois objetos voltam a suas posições iniciais e o ciclo de 500 anos continua.
Estudos numéricos mostraram que, ao longo de milhares de
anos, a natureza geral do alinhamento entre Plutão e Netuno não muda, mas no
entanto, há várias outras ressonâncias e interações que governam os detalhes de
seu movimento relativo, e melhoram a estabilidade de Plutão.
Netuno ao fundo e Plutão(fora de escala orbital)
Embora Plutão seja o maior dos objetos conhecidos do cinturão
de Kuiper, o satélite de Netuno Tritão ( que é um pouco maior que Plutão) lhe é
similar tanto geológica quanto atmosfericamente; por isso, acredita-se que seja
este também um objeto do cinturão de
Kuiper que foi capturado pelo gigante gelado.
Éris que é maior que Plutão, é considerado membro de uma população
próxima, chamada disco disperso não do cinturão.
Um grande número de objetos do cinturão de Kuiper, como
Plutão, estão em uma ressonância orbital 3:2 com Netuno. Objetos
transnetunianos com esta característica são chamados de plutinos, ou tipo
Plutão.
Muitos astrônomos concordam que foi a migração planetária
sofrida por Netuno na formação do Sistema Solar que trouxe Plutão para a sua
posição atual. Durante a migração, Netuno se aproximou dos objetos do cinturão
de Kuiper, quando capturou Tritão e deixou outros objetos em ressonância ou com
órbita caótica. Os objetos do disco disperso provavelmente foram colocados em
suas posições atuais devido a interações com Netuno ou com outro objeto de
tamanho e massa similar a este durante as migrações planetárias. a distância de
Netuno ao Sol.
Imagem de Plutão e Caronte via sonda que chegou ao sistema duplo em 2015.
