Plutone

A quasi 4,7 miliardi di miglia dal Sole, c'è dell'altro all'orizzonte per la missione New Horizons

>

Alan Stern ricorda la notte in cui ha visto per la prima volta Arrokoth. Il bizzarro oggetto della fascia di Kuiper che avrebbe catturato la curiosità di milioni di persone era ancora in agguato in qualche luogo sconosciuto quella notte di giugno del 2014, quando il caldo estivo di Houston si era raffreddato ovunque tranne che nel controllo della missione.

Erano le 3 del mattino, con gli scienziati alimentati dal caffè che aspettavano con impazienza che New Horizons trasmettesse qualcosa sulla Terra. Stern osservava nervosamente la sonda spaziale interplanetaria, che era già stata in un pericoloso viaggio verso Plutone e oltre, navigare ai margini del sistema solare. La stanza brulicava di caffeina e di attesa. Stava cercando gli oggetti della fascia di Kuiper nelle zone più remote del sistema solare, che sembravano eluderlo fino a quando qualcosa non si è materializzato sullo schermo: una roccia a due lobi che non assomigliava a nessun oggetto extraterrestre che lui o chiunque altro avesse mai visto prima.

Eravamo tipo, cos'è quello? Stern, il principale investigatore di New Horizons e scienziato planetario presso il Southwest Research Institute (SWRI), dice a SYFY WIRE. Era semplicemente incredibile. Questa cosa esce dal cielo e si rivela spettacolare. Non avrei potuto sperare in un risultato più grande del flyby di Arrokoth, e nessuno se lo aspettava davvero.



L'oggetto è stato identificato come planetesimale 2014 MU69, in seguito ribattezzato Arrokoth dopo la parola Powhatan per 'cielo'. Quell'incontro avrebbe continuato a cambiare il modo in cui la NASA effettuerebbe i sorvoli planetesimali. Lo scorso sabato sera, sette anni dopo, New Horizons raggiunto una rara distanza di traguardo di 50 AU, o quasi 4,7 miliardi di miglia dal Sole. Ciò che distingue New Horizons dalle missioni come Giunone o Perseveranza è che Plutone ha vissuto per lo più all'ombra delle missioni della NASA con pianeti più conosciuti come Giove e Marte. La missione è stata lanciata per esplorare i misteri che questo corpo celeste, che era (alcuni pensano ingiustamente) è stato retrocesso dallo stato planetario , potrebbe essersi nascosto.

3sotto: racconti di arcadia cast

La missione non è stata esente da rischi da quando è stata lanciata nel 2006. A differenza delle precedenti missioni che la NASA aveva inviato al sistema solare esterno, non c'era nessun Voyager 2 per eseguire il backup della navicella spaziale nel caso in cui qualcosa si fosse verificato un problema. Stern e il suo team hanno dovuto aspettare nove anni strazianti, quasi un decennio, per vederlo finalmente raggiungere Plutone senza schiantarsi e bruciare nel limite letterale del nulla.

Nuovi orizzonti

Nuovi orizzonti nello spazio profondo. Credito: NASA

Con New Horizons, semplicemente non avevamo un budget per costruirne due come i Voyager, afferma Stern. Quindi, se fosse successo qualcosa, sarebbe stato quello, il che era molto nella mia mente. Volevamo che avesse successo perché sapevamo che Plutone sarebbe stato davvero interessante, ma onestamente ha superato di gran lunga le mie aspettative quando l'abbiamo visto da vicino. È solo un paese delle meraviglie scientificamente.

Quando New Horizons veniva costruito, era agli estremi in cui la tecnologia poteva avventurarsi allora. Ciò che ossessionava Stern era che poteva finire come le missioni passate degli anni '60, '70 e '80, con informazioni su regioni inesplorate dello spazio che andavano perse e lasciando agli scienziati altra scelta che raccogliere qualsiasi frammento di dati che avevano lasciato e rimetterlo insieme con le immagini che avevano.

La scienza di come sono realmente i pianeti alieni si è dimostrata ancora più affascinante di quanto la finzione abbia immaginato su di loro. Anche le previsioni scientifiche non sono arrivate da nessuna parte vicino alle meraviglie che aspettano di essere trovate. Prima che fossero possibili missioni così avanzate come New Horizons, nessuno si aspettava fiumi, o davvero alcun segno di acqua, sulle lande desolate di Marte bombardate da radiazioni. Nessuno avrebbe potuto fare in modo che Mercurio fosse un nucleo di ferro esposto di un pianeta primordiale, o Giove che avesse lune in eruzione di criovulcani, qualcosa a cui Plutone avrebbe fatto eco. Il pianeta non proprio ha rivelato un fantastico paesaggio di montagne, crateri, inondazioni criovulcaniche e picchi frastagliati di ghiaccio che si infrangono come coltelli nella distesa oscura sopra.

Siamo la prima missione del 21° secolo ad andare su un altro pianeta, afferma Stern. Con tutta la prospettiva delle missioni precedenti, la tecnologia aggiornata ha fatto molto e le nostre previsioni sono state confermate. Stavamo reagendo perché era così spettacolare. Stavamo cercando di ricostruire l'intera storia dai dati che avevamo, e mentre otteniamo una A per l'esecuzione, per quel sorvolo perfetto, otteniamo una F per la prevedibilità scientifica.'

è l'età della resistenza dei cristalli oscuri un seguito?

Ciò che Stern e il suo team hanno scoperto su Plutone è quasi diventato un film di fantascienza. Appare ingannevolmente come un globo di ghiaccio morto. I satelliti e le sonde che si sono avvicinati ad altri oggetti nel sistema solare avevano precedentemente rivelato che più piccolo è l'oggetto, meno caratteristiche geologiche, ma questo ovviamente non si applicava a Plutone. Era più geologicamente complesso di quanto il team di New Horizons avrebbe mai potuto immaginare. Molte vaste formazioni sulla sua superficie sono appena nate ieri, almeno in termini cosmologici, quando quello ieri è di milioni di anni.

Arrokoth

Arrokoth. Credito: NASA

La scienziata planetaria Cathy Olkin, co-investigatrice principale dello strumento Ralph di New Horizons, è rimasta altrettanto sorpresa. Ralph è una fotocamera a colori e una coppia di spettrometri per immagini nel vicino infrarosso che sono stati in grado di riprendere Plutone con dettagli senza precedenti.

Sapevamo che avrebbe fornito immagini dettagliate della superficie di Plutone e dei suoi satelliti che non erano possibili dalla Terra, ha detto Olkin a SYFY WIRE. Pertanto, ci aspettavamo che questi dati avrebbero trasformato la nostra comprensione del sistema di Plutone. Ma non mi rendevo conto della complessità e dei processi attivi che saremmo stati in grado di vedere come risultato dei dati di Ralph. L'incontro con Plutone ha superato le mie eccezioni e mi ha sbalordito.

Non solo si presumeva che Plutone fosse geologicamente morto come sembrava, ma qualunque cosa alimentasse le sue forze geologiche in qualche modo continua a funzionare isolatamente. La maggior parte dei corpi piccoli, come le lune, sono alimentati dalle forze di marea tra loro e i pianeti massicci su cui orbitano. Sebbene Stern si aspettasse che qualsiasi minimo segno di attività geologica sarebbe stato una svolta, né lui né i suoi colleghi erano pronti per gli enormi e sorprendentemente giovani criovulcani che stavano visualizzando sui loro schermi attraverso l'occhio robotico di New Horizons.

Plutone ha appena rotto gli schemi, dice. I criovulcani ci hanno semplicemente spazzato via. Ha davvero riscritto tutto ciò che pensavamo di sapere, e non siamo ancora sicuri di come il motore geologico di Plutone continui a farlo e non si sia esaurito.

Per Olkin, una delle caratteristiche più sorprendenti che New Horizons ha visto su Plutone era un enorme ghiacciaio, e lo strumento Ralph ha usato la spettroscopia a infrarossi per dire agli scienziati al controllo della missione che il ghiacciaio stava zampillando di azoto congelato, metano e monossido di carbonio.

È stato sorprendente vedere processi geologici attivi, come prove di convezione nei ghiacciai e il flusso di ghiaccio dal terreno da un'altitudine più elevata a una più bassa, ha detto.

Proprio come i pennacchi di vapore acqueo delle lune Encelado ed Europa suggeriscono che ci sono acque profonde molto al di sotto delle loro croste glaciali, l'attività vulcanica su Plutone potrebbe significare un oceano sotto la superficie. Dopo il flyby di Plutone, Stern si rese conto che il cratere da impatto Sputnik Planitia ha fornito potenziali prove di un oceano sotto miglia di ghiaccio e roccia che avrebbe protetto qualsiasi ipotetica vita dai pericoli dello spazio. Plutone è troppo lontano dal Sole per essere colpito dai raggi cosmici, dalle tempeste solari e dalle espulsioni di massa coronale che continuano a torturare Marte, ma potrebbe comunque imbattersi inaspettatamente in oggetti canaglia o persino nuvole molecolari più fredde mentre orbita attorno al Sole.

Perché Plutone ha un equilibrio di marea , il suo intero guscio si muove con quell'equilibrio, che probabilmente è raggiunto da un oceano interno globale. Sebbene solo una sonda possa dimostrare che Plutone è davvero un bizzarro mondo oceanico forse brulicante di vita, le osservazioni di Sputnik Planitia lo hanno reso molto più probabile, e gli elementi organici che trasudano dalle sue inondazioni criovulcaniche in superficie potrebbero essere un'ulteriore prova di ciò.

A causa di Sputnik, c'è un argomento circostanziale molto forte che ci sia un oceano all'interno di Plutone, dice Stern. È una possibilità molto lunga che l'abbiamo inventata per caso.

Sputnik Planitia su Plutone

Sputnik Planitia, il 'cuore' bianco di Plutone. Credito: NASA

Le lune di Plutone erano ancora più estranee a quelli di noi sulla Terra dell'oggetto su cui orbitano. Entrando in New Horizons, tutto ciò che Stern e il suo team sapevano davvero di loro erano la loro relativa luminosità e spettri, ma nulla sulle loro geologie o formazioni. Erano anche consapevoli che la luna più grande, Caronte , aveva una superficie costituita principalmente da ghiaccio d'acqua. Sebbene Caronte non sia geologicamente vicino a Plutone, è ancora molto più attivo di quanto chiunque si aspettasse nella missione. I volatili sfuggiti all'atmosfera di Plutone continuano ad accumularsi nelle trappole fredde che sono le sue calotte polari insolitamente scure.

densità del corpo umano g/cm3

I sensori al plasma di New Horizons hanno rilevato la velocità di fuga dei gas nell'atmosfera di Plutone, che era mille volte inferiore al previsto. Ci si aspettava anche che la sua atmosfera fosse più simile a quella di una cometa, ma sorprendentemente si è rivelata più simile alla Terra di qualsiasi altra cosa. Ciò che sta entrando in Caronte e si trasforma in ghiaccio nero potrebbe quasi provenire dal nostro pianeta.

Con Caronte, si sente spesso dire agli scienziati: 'Abbiamo rovinato il libro di testo con questa missione', spiega Stern. Abbiamo davvero scritto il libro di testo da zero. Non sapevamo nulla di Caronte, ma si scopre che Caronte è un mondo straordinariamente interessante. C'è anche qualcosa di fantascientifico nelle sue calotte glaciali, dove i gas dell'atmosfera di Plutone vengono trasformati in materiali oscuri.

Hydra è una luna plutonica che potrebbe dirci di più sul passato della Terra. Stern crede che sia l'analogia più vicina alla formazione della Terra quando il nostro pianeta era solo un protopianeta che stava ancora subendo collisioni cosmiche e accumulando più materiale nel caos che una volta era il nostro sistema solare. I satelliti come Hydra sono gli avanzi della formazione di pianeti rocciosi e lune più grandi (e come vuoi chiamare Plutone).

New Horizons ha scoperto che la sostanza di Caronte ha creato tutte le lune di Plutone, poiché si sono tutte formate nello stesso disco protoplanetario con oggetti che volano ovunque come se fossero lanciati in un flipper cosmico. Le telecamere LORRI e NVIC di New Horizons hanno lavorato in tandem per vedere come si sono formate alcune delle imponenti catene montuose di Plutone. Alcuni sono stati le conseguenze di impatti che hanno lasciato crateri come lo Sputnik Planitia. Altri potrebbero essersi formati tettonicamente, il che potrebbe spiegare i criovulcani che esplodono nei ghiacci esotici. Ci sono ancora altre formazioni che devono ancora essere comprese.

Un altro oggetto che Stern crede possa rimandarci nel nascente sistema solare è Arrokoth. Dopo anni di controversie su quali modelli e teorie fossero i più validi per spiegare come si sono formati i pianeti quando l'universo era ancora giovane, caldo e infastidito, questo oggetto apparso dal nulla probabilmente ha la risposta.

Arrokoth è un planetesimo; potrebbe dirci come si formano i planetesimi, dice. Presenta la prova che tali oggetti possono formarsi senza collisioni e ciò può accadere con l'accrescimento binario. È ampiamente accettato che Arrokoth abbia più o meno risolto la questione. Ha mostrato stabilità in quello che è noto come a modello di collasso , che esclude altri modelli di formazione planetaria, e questa è stata una cosa enorme per New Horizons - era qualcosa che non avevamo previsto.

Scoprirlo non sarebbe stato possibile senza lo strumento Ralph, che ha osservato l'oggetto primitivo per comprenderne l'origine e la formazione.

Dai dati di Ralph, sappiamo che i due lobi hanno colori e composizioni superficiali simili, osserva Olkin. Questo ci aiuta a capire come si è formato Arrokoth, probabilmente da una lenta fusione di due oggetti che si sono formati nello stesso ambiente, da cui il colore e la composizione simili. Mi piacerebbe che New Horizons volasse vicino a un altro oggetto nelle zone più esterne del nostro sistema solare per saperne di più su questa enigmatica regione dello spazio.'

Caronte

La luna più grande di Plutone, Caronte, e le sue scure calotte glaciali. Credito: NASA

Ritorno a scuola Rodney Dangerfield

Stern è anche ottimista sul fatto di volare vicino a un altro oggetto misterioso della fascia di Kuiper, a patto che New Horizons non bruci tutto il suo carburante cercando di trovarne uno. La cintura di Kuiper è un insieme eterogeneo di oggetti. Dalle particelle di polvere agli asteroidi enormi e ai planetesimi come Arrokoth, inizialmente si sono formati in diverse popolazioni, provenienti da tutto il sistema solare. Alcuni potrebbero anche essere stati scagliati lì dallo spazio interstellare.

Per ora, New Horizons è alla ricerca di un oggetto di una popolazione diversa da Arrokoth, e quell'oggetto potrebbe avere qualcosa in più da dire a quelli di noi sulla Terra su eventi che potrebbero essere scritti solo nello strano linguaggio delle rocce spaziali.

Questa è una missione di pura scoperta, afferma Stern. Non sapevamo abbastanza di Plutone per avere molte domande scientifiche, e anche ora che ne sappiamo di più, le cose continuano a sorprenderci. Forse avremo un altro momento Arrokoth.



^