O JWST revela que a atmosfera de Pluto é dominada pela névoa

Em 2015, quando a sonda New Horizons passou por Pluto e Caronte, ela mostrou dois mundos de complexidade surpreendente e uma atmosfera ativa em Pluto. Aquelas imagens e medições mudaram o que se sabia sobre esse sistema.

Observações mais recentes feitas com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), obtidas em 2022 e 2023, indicam agora que a atmosfera de Pluto não se parece com a de nenhum outro corpo do Sistema Solar.

Entre as características mais curiosas está o facto de a atmosfera conter partículas de névoa que sobem e descem conforme aquecem e arrefecem.

A atmosfera de Pluto é uma combinação complexa de névoa, azoto, metano e monóxido de carbono. A partir dos dados do JWST, conclui-se que essas partículas de névoa comandam o balanço de energia atmosférico ao absorverem calor e voltarem a perdê-lo. Esse comportamento é altamente invulgar e não foi identificado noutros mundos do Sistema Solar.

Hipótese da névoa e confirmação com o JWST

A motivação para estas observações veio de uma ideia que o astrónomo Xi Zhang (Universidade da Califórnia – Santa Cruz) apresentou em 2017.

"Foi uma ideia maluca", disse Zhang.

Ainda assim, ele e os coautores do estudo consideraram a hipótese suficientemente sólida para prever que, se a névoa estivesse a arrefecer Pluto, então o planeta anão deveria emitir radiação forte no infravermelho médio. Nesse cenário, um telescópio sensível ao infravermelho conseguiria "ver" o fenómeno.

Com base nessa previsão, uma equipa de astrónomos liderada por Tanguy Bertrand, do Observatoire de Paris, recorreu ao JWST para investigar como a névoa controla o balanço térmico da atmosfera de Pluto.

"Ficámos mesmo orgulhosos, porque isso confirmou a nossa previsão", afirmou Zhang. "Em ciência planetária, não é comum ver uma hipótese ser confirmada tão rapidamente, em apenas alguns anos. Por isso, sentimo-nos com muita sorte e muito entusiasmados."

Pluto, Caronte e as suas atmosferas

Em Pluto, a atmosfera é um mosaico quimicamente rico formado por azoto, metano e monóxido de carbono. Já Caronte não tem uma atmosfera significativa, embora possa passar por libertação sazonal de gases.

A névoa observada em Pluto nas imagens e nos dados do sobrevoo da New Horizons funciona como um “experimento” natural e ativo de fotoquímica do azoto e do metano. Nesse aspeto, lembra as névoas vistas em Titã.

Para compreender como esse processo ocorre, eram necessárias observações de longo prazo - algo que a New Horizons, pela natureza rápida do encontro, não conseguiria realizar.

O que o MIRI mediu em 2022 e 2023

Nas observações de 2022, o JWST apontou o instrumento MIRI para as névoas e a atmosfera de Pluto. O telescópio também fez medições em 18, 21 e 25 micrómetros, tanto em Pluto como em Caronte.

No entanto, para entender de facto a atividade atmosférica em Pluto, os cientistas queriam dados focados apenas na atmosfera do próprio Pluto. Em 2023, o MIRI voltou-se especificamente para Pluto e forneceu medições de atmosfera e névoa no infravermelho médio, no intervalo de 4.9 - 27 micrómetros. Isso permitiu construir um retrato mais completo das mudanças e da atividade atmosférica em Pluto.

Os resultados mostraram variações na radiação térmica da superfície - ou seja, alterações de temperatura - tanto em Pluto como em Caronte ao longo das suas rotações.

Ao comparar esses dados com modelos térmicos dos dois mundos, os investigadores conseguiram impor limites rigorosos à inércia térmica, à emissividade e à temperatura de diferentes regiões de Pluto e de Caronte. São essas propriedades que determinam a distribuição global de gelos em Pluto e favorecem a transferência de material de Pluto para Caronte.

Os ciclos sazonais de distribuição de gelos voláteis sobre a superfície impulsionam a migração de depósitos de gelo em Pluto. É quase como se diferentes reservas de gelo fossem “apanhadas” e redistribuídas noutros locais. Uma parte desse material também acaba por se afastar totalmente de Pluto e ser depositada em Caronte.

Até onde os cientistas sabem, não há nada semelhante noutro ponto do Sistema Solar.

Controlando temperaturas

Os novos dados indicam que a atmosfera de Pluto é única entre as atmosferas planetárias do Sistema Solar. O seu equilíbrio de energia radiativa - isto é, o balanço entre a luz solar que entra e o calor que se perde para o espaço - é governado sobretudo por partículas de névoa, e não principalmente por moléculas gasosas, como ocorre noutros mundos.

Para Zhang, isso torna Pluto ainda mais interessante como objeto de estudo. Também oferece pistas sobre a atmosfera primitiva da Terra, que era quase toda composta por azoto e por uma mistura de hidrocarbonetos.

"Ao estudar a névoa e a química de Pluto, podemos obter novos conhecimentos sobre as condições que tornaram a Terra primitiva habitável", disse ele.

Segundo os investigadores, os estudos com o JWST são apenas o primeiro passo para compreender a complexidade das interações na atmosfera de Pluto, assim como a sua contribuição para os materiais encontrados em Caronte.

"Pluto ocupa um lugar realmente singular no espectro de como as atmosferas planetárias se comportam. Isso dá-nos a oportunidade de ampliar a nossa compreensão de como a névoa se comporta em ambientes extremos", explicou Zhang.

"E não é só Pluto – sabemos que Tritão, lua de Neptuno, e Titã, lua de Saturno, também têm atmosferas semelhantes, de azoto e hidrocarbonetos, cheias de partículas de névoa. Por isso, precisamos de repensar o papel delas também."

Este artigo foi publicado originalmente pelo portal Universo Hoje. Leia o artigo original.