Il 14 Luglio del 2015 avvenne lo storico sorvolo della sonda New Horizon su Plutone, la prima a raggiungere il pianeta nano all’estremità del Sistema Solare.

Sono passati otto da quando la sonda New Horizons della NASA fece la storia con la prima esplorazione ravvicinata del sistema Plutone, fornendo immagini mozzafiato e dati dettagliati su Plutone e sulla sua luna più grande, Caronte, rivelando le superfici di questi mondi distanti e misteriosi all’esterno del nostro Sistema Solare. Il sorvolo di Plutone alla distanza più vicina di 12472 km dalla superficie avvenne alle 13:49 ora italiana del 14 Luglio 2015 per poi passare vicino a Caronte circa 23 minuti più tardi. La conferma dell’avvenuto sorvolo giunse a Terra soltanto 22 ore più tardi poiché la sonda aveva temporaneamente interrotto le connessioni per dedicarsi interamente alla parte scientifica.

Verso un mondo distante

Montagne su Plutone
Montagne su Plutone. Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Il sorvolo di Plutone del 15 luglio 2015 è stato il culmine di una ricerca decennale per vedere e comprendere il pianeta più distante del Sistema Solare. Ma si è rivelato essere un nuovo inizio poiché ha svelato la potenziale complessità dei sistemi planetari piccoli (o nani) nella fascia di Kuiper.

I sette strumenti di New Horizons hanno acquisito oltre 50 Gb di dati su Plutone: all’avvicinamento, al passaggio attraverso il sistema e alla partenza. Plutone si è rivelato essere un mondo geologicamente e meteorologicamente attivo. Le sue dimensioni e densità sono state accuratamente determinate che si sono rivelate essere maggiori delle precedenti stime effettuate dalla Terra. 

Plutone rimane, per ora, il mondo fisicamente più grande nella fascia di Kuiper. Fatto in gran parte di roccia, circa 2/3 della massa, ma con consistente ghiaccio e materiale carbonioso (organico), Plutone sembra essersi differenziato, in possesso di un nucleo di roccia e mantello prevalentemente di ghiaccio d’acqua. Strati superficiali e depositi di ghiacci volatili come azoto (N2), metano (CH4) e monossido di carbonio (CO), insieme a materia organica scura, rossastra, spesso indicata come tolina, completano il quadro.

I ghiacci volatili di Plutone possono sublimare e condensare sotto l’influenza anche della debole luce solare alla distanza di Plutone, e il ghiaccio N2 in particolare è abbastanza morbido da scorrere attraverso la superficie incredibilmente fredda di Plutone (circa -233° C misurati da New Horizons). E scorre, da alti terreni ricchi di ghiaccio d’acqua, attraverso le fessure nelle montagne e giù fino a un vasto mare ghiacciato di azoto chiamato Sputnik Planitia. Questa pianura ghiacciata è in realtà una gigantesca calotta glaciale, che riempie fino a una profondità di diversi chilometri un grande bacino di impatto di oltre 1000 km di diametro, esso stesso il prodotto della collisione di un grande oggetto della fascia di Kuiper (largo circa 200 km) con Plutone oltre 4 miliardi anni fa.

L’atmosfera di Plutone è stata misurata dalle occultazioni solari e radio UV di New Horizons. Attualmente è piuttosto sottile, circa 11,5 𝜇bar in superficie, ed è dominato da gas N2 in equilibrio di tensione di vapore con ghiaccio superficiale di N2. Il metano è il secondo gas più abbondante e sono stati scoperti anche diversi idrocarburi semplici. La temperatura nell’atmosfera aumenta nei primi 25 km circa di altitudine, raggiungendo un picco di circa -158° C, e successivamente scendendo gradualmente con l’aumentare dell’altitudine.

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Caronte e lune minori

Plutone. Credit: NASA

Anche i satelliti di Plutone non hanno deluso. Caronte, la grande luna, ha una superficie dominata dal ghiaccio d’acqua e nessuna atmosfera. Lo spettrometro LEISA di New Horizons ha confermato la presenza di una qualche forma di ghiaccio di ammoniaca su gran parte della superficie, insieme a concentrazioni associate a specifici crateri da impatto.

I poli di Caronte sono apparentemente macchiati di rosso dal CH4 che fuoriesce da Plutone ma intrappolato dal freddo e lì processato dalle radiazioni. Caronte non è geologicamente attivo oggi e ha sufficienti crateri da impatto sulla sua superficie, i membri del team scientifico di New Horizons stimano che la sua età superficiale complessiva si avvicini a 4 miliardi di anni. Ma ciò non significa che il suo passato geologico fosse tutt’altro che spettacolare. Gran parte dell’emisfero settentrionale di Caronte visibile a New Horizons al massimo avvicinamento è suddiviso in grandi blocchi crostali e canyon profondi molti chilometri.

A completare il tour del sistema di Plutone c’erano gli studi delle 4 piccole lune, Styx, Nix, Kerberos e Hydra. Queste lune, scoperte dopo l’inizio della missione New Horizons, sono state riprese con il massimo sforzo. Sono irregolari, dell’ordine di 10-50 km di diametro e altamente riflettenti. Gli spettri infrarossi indicano superfici di ghiaccio d’acqua quasi puro. Queste lune orbitano sullo stesso piano di Plutone e Caronte, ma a distanze sufficientemente grandi dai due che le maree non hanno rallentato nessuna delle piccole lune allo stato di rotazione sincrono comune tra i satelliti regolari in altre parti del sistema solare. In effetti, alcuni degli stati di rotazione sono bizzarri: tutti e quattro gli oggetti molto allungati ruotano molto più velocemente del sincrono, con i loro poli di rotazione molto inclinati rispetto a quelli di Plutone e Caronte (che sono allineati).

La missione di New Horizon è tutt’altro che terminata, dopo aver osservato con successo Arrokoth, uno degli oggetti della Fascia di Kuiper, la sonda sta continuando il suo viaggio attraverso la fascia verso l’esterno del Solare di cui si prevede supererà l’eliosfera nel 2047.

Riferimenti: NASA