Atmosfera di Plutone: differenze tra le versioni

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L''''atmosfera di Plutone''' è il tenue strato di gas che circonda il [[pianeta nano]], ed è composta da [[azoto]] e in misura minore da [[metano]] e [[monossido di carbonio]] derivanti dalla [[sublimazione]] dei ghiacci superficiali.<ref>{{cita web|autore=Ben Croswell|url=http://www.kencroswell.com/NitrogenInPlutosAtmosphere.html |titolo=Nitrogen in Pluto's Atmosphere|editore=KenCroswell.com}}</ref> La [[pressione atmosferica|pressione]] nei pressi della superficie è di circa {{M|1||ul=Pa}} ({{M|10|μ|barul=μbar}}), circa 100.000 volte inferiore alla [[Pressione atmosferica|pressione terrestre]].<ref name="Stern_2015">{{cita pubblicazione |url=https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1510/1510.07704.pdf|titolo=The Pluto system: Initial results from its exploration by New Horizons |autore=S.A. Stern |etal=si|rivista=[[Science]] |data=16 ottobre 2015 |pmid=26472913 |paginap=aad1815 |volume=350 |numero=6258 |doi=10.1126/science.aad1815}}</ref> Contiene strati di foschia, costituiti probabilmente da composti più pesanti che si formano da questi gas, a causa delle radiazioni ad alta energia, ed è particolarmente mutevole, per ragioni non del tutto chiare e non causate esclusivamente dalle peculiarità delle rotazioni [[Plutone_Plutone (astronomia)#Parametri_orbitali_e_rotazioneParametri orbitali e rotazione|orbitale]] e [[Inclinazione assiale|assiale]] di Plutone.<ref>{{cita|Stern2014|pp=909–924. 909-924}}, 2014</ref>

Plutone è l'unico [[oggetto transnettuniano]] noto a possedere un'atmosfera.<ref name="Dias_Oliveira_2015"/> La [[Pressione atmosferica|pressione dell'atmosfera]] sulla sua superficie, misurata dalla sonda spaziale ''[[New Horizons]]'' nel 2015, è di circa {{M|1||ul=Pa}} ({{M|10|micro|barul=μbar}}) μbar), circa 100.000 volte inferiore alla pressione atmosferica della Terra. La temperatura superficiale è compresa tra 40 e 60 [[Kelvin|K]] (da −230 a −210 °C) ,<ref>{{cita|Stern2014}}, 2014</ref> ma cresce rapidamente con l'altitudine poiché il metano genera un [[effetto serra]] nella sua atmosfera. Vicino ai 30&nbsp;km di altitudine raggiunge in genere i 110 K, per poi decrescere gradualmente.<ref name="Dias_Oliveira_2015">{{cita pubblicazione|titolo=Pluto’s Atmosphere from Stellar Occultations in 2012 and 2013|autore1=Dias-Oliveira, A.|autore2=Sicardy, B.|autore3=Lellouch, E.|data=settembre 2015|rivista=The Astrophysical Journal|volume=11|numero=1|doi=10.1088/0004-637X/811/1/53}}</ref>

L'atmosfera di Plutone è stata studiata a partire dagli [[Anni 1980|anni ottanta]] sulla base dell'osservazione di [[Occultazione|occultazioni]] di [[Stella|stelle]] da parte di Plutone e con osservazioni [[Spettroscopia|spettroscopiche]], mentre nel 2015 è stato studiato da vicino dalla ''New Horizons''.

==Scoperta==

[[File:Blue hazes over backlit Pluto.jpg|thumb|Immagine in colori quasi reali che mostrano l'atmosfera di colore blu.]]

Già negli [[Anni 1940|anni quaranta]] [[Gerard Peter Kuiper|Gerard Kuiper]] cercò le prove dell'esistenza di una atmosfera con osservazioni spettroscopiche di Plutone, senza successo.<ref name=Yelle>{{google books|id=VcY7iYJwJZoC|titolo=Pluto and Charon|pagina=347}}</ref> Negli [[Anni 1970|anni settanta]] alcuni astronomi avanzarono l'ipotesi di un'atmosfera spessa e persino di oceani di [[neon]]: a quei tempi si pensava che tutti gli altri gas che abbondano nel sistema solare dovrebbero congelare o disperdersi nello spazio. Questa ipotesi però si basava su una sovrastima della [[Plutone_Plutone (astronomia)#Massa_e_dimensioniMassa e dimensioni|massa di Plutone]].<ref name=Yelle/>

La prima indiretta evidenza dell'atmosfera si ebbe nel 1976 quando con osservazioni nell'[[Radiazione infrarossa|infrarosso]] con il [[Telescopio Mayall]] si scoprì la presenza del ghiaccio di metano sulla sua superficie,<ref name=Cruikshank_1976>{{cita pubblicazione|autore=D. P. Cruikshank|etal=si|data=1976|titolo= Pluto: Evidence for methane frost|rivista= [[Science]]|volume= 194|pp= 835–837835-837|doi=10.1126/science.194.4267.835}}</ref> che alle temperature plutoniane sarebbe dovuto sublimare.<ref name="Stern2014">{{citaCita|Stern2014}}.</ref>

L'esistenza dell'atmosfera di Plutone venne provata quando negli [[Anni 1980|anni ottanta]] lo si osservò durante le [[Occultazione|occultazioni stellari]]. Il 19 agosto 1985 Noah Brosch e Haim Mendelson dell'[[Osservatorio Wise]] in [[Israele]] osservarono Plutone che occultava una stella,<ref>{{cita web|url=http://www.cbat.eps.harvard.edu/iauc/04000/04097.html#Item2|titolo=IAUC 4097: CPD -58 2721; Occn BY PLUTO ON 1985 Aug. 19; EXO 041604-5504.9|editore=IAU - Central Bureau for Astronomical Telegrams|data=19 agosto 1985}}</ref> ma la qualità dei dati era piuttosto scarsa a causa di condizioni di osservazione sfavorevoli, inoltre la descrizione dettagliata è stata pubblicata solo 10 anni dopo. Il 9 giugno 1988 l'esistenza dell'atmosfera fu definitivamente provata con osservazioni di occultazioni da otto diversi siti, con i migliori risultati ottenuti dall'[[Kuiper Airborne Observatory|osservatorio aviotrasportato Kuiper]].<ref>{{cita| name="Stern2014}}<" /ref> La temperatura e la pressione erano impossibili da calcolare in quel momento a causa dell'assenza di dati sulla composizione chimica dell'atmosfera e di una grande incertezza nel raggio e nella massa di Plutone.<ref name=Hubbard_1988>{{cita pubblicazione|autore=W.B. Hubbard|etal=si|anno=1988|titolo=Occultation evidence for an atmosphere on Pluto|url=https://archive.org/details/sim_nature-uk_1988-12-01_336_6198/page/452|rivista=Nature|volume=336|pp= 452–454452-454|doi=10.1038/336452a0}}</ref>

Nel 1992 con l' [[United Kingdom Infrared Telescope]] divenne chiaro che la [[superficie di Plutone]] era coperta principalmente da ghiaccio di azoto, più volatile del metano; ciò suggeriva che anche l'atmosfera fosse principalmente costituita da questo elemento. La stessa osservazione fu fatta con l'[[Infrared Telescope Facility]] della NASA che rivelò per la prima volta la presenza di metano allo [[Gas|stato gassoso]].<ref name=Yelle/>

Intorno all'anno 2000, Plutone è entrato nei campi ricchi di stelle della [[Via Lattea]], dove rimarrà fino al 2020. Le prime occultazioni stellari dopo il 1988 furono osservate nel [[2002]] da un team guidato da Bruno Sicardy dell'[[Osservatorio di Parigi]], [[James Elliot]] del [[Massachusetts Institute of Technology|MIT]] e Jay Pasachoff del [[Williams College]]<ref name=Sicardy/><ref>{{cita web|url=httphttps://newsoffice.mit.edu/2002/pluto|titolo=Pluto is undergoing global warming, researchers find|editore=MIT|accesso=28 novembre 2014|data=ottobre 2002}}</ref>. Sorprendentemente, la pressione atmosferica fu calcolata in {{M|0,3||ul=Pa}}, anche se Plutone era più lontano dal Sole rispetto al 1988 e quindi avrebbe dovuto essere più freddo e avere un'atmosfera più rarefatta. Una spiegazione plausibile è che nel 1987 il polo sud di Plutone era uscito dall'ombra per la prima volta in 120 anni, causando la sublimazione di una considerevole quantità di azoto della calotta polare sud. Saranno necessari decenni perché avvenga la condensazione dell'azoto in eccesso nel polo opposto, secondo un fenomeno ciclico<ref>{{cita web|url=http://www.you.com.au/news/1896.htm|titolo=Puzzling Seasons and Signs of Wind Found on Pluto|editore=you.com.au|accesso=28 novembre 2014}}</ref>. Nello stesso studio è stata anche rivelata quella che potrebbe essere la prima prova della presenza di vento nell'atmosfera di Plutone<ref name=Sicardy>{{cita pubblicazione|url=httphttps://www.nature.com/nature/journal/v424/n6945/full/nature01766.html|titolo=Large changes in Pluto's atmosphere as revealed by recent stellar occultations|rivista=[[Nature]]|data=luglio 2003|volume=424|pp=168-170|accesso=28 novembre 2014}}</ref>.

Un'altra occultazione venne osservata il 12 giugno 2006,<ref name=Elliot>{{cita pubblicazione|titolo=Changes in Pluto's Atmosphere: 1988-2006|autore=J. L. Elliot|etal=si|data= maggio 2007|rivista= [[The Astronomical Journal]] |volume= 134|numero=1|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1086/517998/pdf}}</ref> con altre successive che si verificarono con maggior frequenza. L'elaborazione di questi dati mostrava che la pressione continuava ad aumentare.<ref>{{cita pubblicazione|autore=A. Dias-Oliveira|etal=si|data=settembre 2015|titolo=Pluto's Atmosphere from Stellar Occultations in 2012 and 2013|rivista=The Astrophysical Journal|volume= 11|numero=1|p= 53|doi=10.1088/0004-637X/811/1/53}}</ref> Nell'ottobre [[2006]], la [[NASA]] ha annunciato la scoperta della presenza di [[etano]] sulla superficie di Plutone. L'etano sarebbe il risultato della [[fotolisi]] o della [[radiolisi]] (la conversione chimica determinata, rispettivamente, dalla luce o da particelle radioattive) di metano congelato sulla superficie di Plutone e sospeso nell'atmosfera.<ref>{{cita testo|url=http://pluto.jhuapl.edu/overview/piPerspectives/piPerspective_11_1_2006.php|titolo=The PI's Perspective|postscript=nessuno|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20080828012339/http://pluto.jhuapl.edu/overview/piPerspectives/piPerspective_11_1_2006.php }}.</ref>

<ref>[http://pluto.jhuapl.edu/overview/piPerspectives/piPerspective_11_1_2006.php The PI's Perspective] {{webarchive|url=https://www.webcitation.org/615UTf8kE?url=http://pluto.jhuapl.edu/overview/piPerspectives/piPerspective_11_1_2006.php |data=20 agosto 2011 }}.</ref> Un'occultazione di una stella particolarmente brillante, circa 10 volte più luminosa di Plutone stesso, è stata osservata il 29-30 giugno 2015, appena 2 settimane prima del [[fly-by]] della ''New Horizons''.<ref>{{cita web|url=https://www.sofia.usra.edu/multimedia/science-results-archive/sofia-right-place-right-time-pluto-observations|titolo=SOFIA in the Right Place at the Right Time for Pluto Observations|data=29 luglio 2015}}</ref>

<ref>[http://pluto.jhuapl.edu/overview/piPerspectives/piPerspective_11_1_2006.php The PI's Perspective] {{webarchive|url=https://www.webcitation.org/615UTf8kE?url=http://pluto.jhuapl.edu/overview/piPerspectives/piPerspective_11_1_2006.php |data=20 agosto 2011 }}.</ref> Un'occultazione di una stella particolarmente brillante, circa 10 volte più luminosa di Plutone stesso, è stata osservata il 29-30 giugno 2015, appena 2 settimane prima del [[Sorvolo ravvicinato|fly-by]] della ''New Horizons''.<ref>{{cita web|url=https://www.sofia.usra.edu/multimedia/science-results-archive/sofia-right-place-right-time-pluto-observations|titolo=SOFIA in the Right Place at the Right Time for Pluto Observations|data=29 luglio 2015}}</ref>

Il 14 luglio 2015 la ''New Horizons'' ha studiato l'atmosfera di Plutone per la prima volta da distanza ravvicinata, tramite radio occultazioni e osservando l'indebolimento della [[radiazione solare]] durante il volo nel [[cono d'ombra]] di Plutone. La pressione atmosferica superficiale è risultata minore di quella osservata negli anni precedenti, segno che parte di essa si era congelata precipitando sulla superficie, a causa dell'allontanamento di Plutone dal Sole e del suo conseguente raffreddamento.<ref>{{cita web|url=https://www.nasa.gov/feature/new-horizons-reveals-pluto-s-atmospheric-pressure-has-sharply-decreased|titolo=New Horizons Reveals Pluto’s Atmospheric Pressure Has Sharply Decreased|data=24 luglio 2015|editore=NASA}}</ref>

Il 14 luglio 2015 la ''New Horizons'' ha studiato l'atmosfera di Plutone per la prima volta da distanza ravvicinata, tramite radio occultazioni e osservando l'indebolimento della [[radiazione solare]] durante il volo nel [[cono d'ombra]] di Plutone. La pressione atmosferica superficiale è risultata minore di quella osservata negli anni precedenti, segno che parte di essa si era congelata precipitando sulla superficie, a causa dell'allontanamento di Plutone dal Sole e del suo conseguente raffreddamento.<ref>{{cita web|url=https://www.nasa.gov/feature/new-horizons-reveals-pluto-s-atmospheric-pressure-has-sharply-decreased|titolo=New Horizons Reveals Pluto’s Atmospheric Pressure Has Sharply Decreased|data=24 luglio 2015|editore=NASA|accesso=24 gennaio 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20180925010442/https://www.nasa.gov/feature/new-horizons-reveals-pluto-s-atmospheric-pressure-has-sharply-decreased/|urlmorto=sì}}</ref>

== Composizione ==

[[File:NH-Pluto-Atmosphere-20150810.jpg|alt= Atmosfera di Plutone illuminata dal Sole|sinistra|miniatura|Atmosfera di Plutone illuminata dal Sole in un'immagine della sonda [[New Horizons]].]]

Il componente principale dell'atmosfera di Plutone è l'azoto, mentre il contenuto di metano, secondo le misurazioni della ''New Horizons'', è pari allo 0,25%.<ref name="Stern_2015"/> Per il monossido di carbonio, le stime basate da Terra sono dello 0,025-0,15% (2010) e 0,05-0,075% (2015).<ref name=Lellouch_2011>{{cita pubblicazione |titolo=High resolution spectroscopy of Pluto's atmosphere: detection of the 2.3 μmµm CH₄ bands and evidence for carbon monoxide |autore=E. Lellouch|etal=si |data =2011 |rivista=Astronomy and Astrophysics |volume =530|doi =10.1051/0004-6361/201116954 |url=http://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2011/06/aa16954-11.pdf |p=L4}}</ref><ref name=Gurwell_2015>{{cita pubblicazione|titolo =Detection of Atmospheric CO on Pluto with ALMA|autore= M. Gurwell|etal=si|data =novembre 2015 |rivista=American Astronomical Society, DPS meeting #47, #105.06|bibcode=2015DPS....4710506G}}</ref> Sotto l'influenza della [[Raggi cosmici|radiazione cosmica ad alta energia]], questi gas reagiscono per formare composti più complessi, tra i quali [[etano]] (C2H6), [[etilene]] (C2H4), [[acetilene]] (C2H2), [[idrocarburi]] più pesanti, [[nitrili]] e [[acido cianidrico]] (la quantità di etilene è circa 0,0001% e la quantità di acetilene è di circa 0,0003%).<ref>{{cita pubblicazione|url=https://web.archive.org/web/20151111134214/http://www.boulder.swri.edu/~buie/biblio/pub095.pdf|titolo=The surface compositions of Pluto and Charon|editore=Icarus|autore=D.P. Cruikshank|etal=si|data=6 giugno 2014|accesso=24 gennaio 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20151111134214/http://www.boulder.swri.edu/~buie/biblio/pub095.pdf|urlmorto=sì}}</ref><ref name="NSNS|2015-1211">{{cita news |autore=Joshua Sokol |titolo=Pluto surprises with ice volcanoes |url=https://www.newscientist.com/article/dn28470-pluto-surprises-with-ice-volcanoes-and-alien-weather |data=novembre 2015 |pubblicazione=[[New Scientist]]}}</ref> Questi composti precipitano lentamente sulla superficie, e tra questi sono probabilmente presenti anche le [[Tolina|toline]], che sono responsabili del colore bruno-rossastro di Plutone (così come quello di alcuni altri corpi del [[sistema solare esterno]]).<ref name=Stern_2015/><ref name="NYT-20150724-kc">{{cita news |cognome=Chang |nome=Kenneth |titolo=Pluto's atmosphere is thinner than expected, but still looks hazy |url=https://www.nytimes.com/2015/07/25/science/space/plutos-atmosphere-is-thinner-than-expected-but-still-looks-hazy.html |data=24 luglio 2015 |pubblicazione=[[The New York Times]]}}</ref>

Il composto più [[Volatilità (chimica)|volatile]] nell'atmosfera di Plutone è l'azoto, seguito dal monossido di carbonio e dal metano. L'indicatore di volatilità è la [[Pressione di vapore|pressione di vapore saturo]]; alla temperatura di 40&nbsp;K (vicino al valore minimo della superficie di Plutone<ref>{{cita| name="Stern2014}}<" /ref>) è di circa {{M|10||ul=Pa}} per l'azoto, {{M|1&nbsp;|u=Pa}} per il monossido di carbonio e 0,001&nbsp;Pa per il metano. Aumenta rapidamente con la temperatura e a 60&nbsp;K (vicino al valore massimo) si avvicina, rispettivamente, a 10.000, 3000 e 10 Pa. Per idrocarburi più pesanti del metano, [[acqua]], [[ammoniaca]], [[anidride carbonica]] e acido cianidrico, questa pressione è ancora molto bassa (circa 10^-5 Pa o anche meno), che indica, almeno nella bassa atmosfera di Plutone, assenza di volatilità per questi composti.<ref name=Fray>{{cita pubblicazione|autore=N. Fray, B. Schmitt|data=2009|titolo=Sublimation of ices of astrophysical interest: A bibliographic review|rivista= Planetary and Space Science|volume= 57 |numero=14-15|pp= 2053–20802053-2080|doi=10.1016/j.pss.2009.09.011}}</ref><ref>{{cita pubblicazione|autore=B. J. Holler|etal=si |data=2014|titolo=Evidence for longitudinal variability of ethane ice on the surface of Pluto|rivista= Icarus |numero=243|pp=104–110104-110| doi=10.1016/j.icarus.2014.09.013}}</ref>

== Foschia ==

[[File:MVIC sunset scan of Pluto.jpg|right|thumb|300pxupright=1.4|Fotografia della ''New Horizons'' presa 15 minuti solodopo il [[sorvolo ravvicinato]] a Plutone, che mostra l'atmosfera retroilluminata dal sole. Il colore blu è simile a quello che un occhio umano avrebbe visto ed è causato da strati di foschia nell'atmosfera.]]

[[File:NH-Pluto-clouds.jpg|thumb|upright=1.3|Possibili nuvole di Plutone.]]

La ''New Horizons'' ha scoperto nell'atmosfera di Plutone una foschia a più strati, che copre l'intero pianeta nano e raggiunge un'altitudine di oltre 200&nbsp;km. Le migliori immagini ottenute dalla sonda mostrano circa 20 strati di foschia la cui estensione orizzontale non è inferiore a 1000&nbsp;km, mentre la distanza verticale tra uno strato e un l'altro è di circa 10&nbsp;km.<ref name=Gladstone_2016>{{cita pubblicazione|autore=G.R Gladstone|etal=si|data=marzo 2016|titolo=The atmosphere of Pluto as observed by New Horizons|url=https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1604/1604.05356.pdf|rivista=[[Science]]|volume= 351 |numero=6279|pp= aad8866}}</ref>

Nonostante la densità dell'atmosfera sia molto bassa, la foschia è piuttosto apprezzabile e diffonde sufficiente luce per permettere di fotografare alcuni dettagli del lato notturnonon illuminato di Plutone.<ref>{{cita web |url=http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA19931 |titolo=PIA19931: Pluto in Twilight |editore=NASA |data=10 settembre 2015}}</ref> La dimensione delle particelle di foschia non è chiara: il suo colore blu indica un raggio delle particelle vicino a {{M|10|n|mul=nm}}, ma il rapporto di luminosità con diversi angoli di fase indica un raggio superiore a 100&nbsp;nm. Ciò può essere spiegato dall'aggregazione di particelle piccole (qualche decina di nm) in molecoleaggregati più grandi (centinaia di nm).<ref name=Gladstone_2016/>

Probabilmente la foschia è costituita da particelle di composti non [[Volatilità (chimica)|volatili]], che sono sintetizzati dai gas atmosferici sotto l'influenza delle [[RadiazioneRaggi cosmicacosmici|radiazioni cosmiche ad alta energia]].<ref name=Stern_2015/><ref>{{cita web|titolo=Pluto at Twilight |url=httphttps://blogs.nasa.gov/pluto/2015/09/25/pluto-at-twilight |autore=Alex Parker |editore=blogs.nasa.gov |data=25 settembre 2015}}</ref> Gli strati di foschia potrebbero essersi formati a causa delle [[Onda atmosferica|onde atmosferiche]] (la cui presenza è stata suggerita anche da osservazioni di occultazioni),<ref name=Stern_2015/><ref>{{Cita pubblicazione |nome=M. J. |cognome=Person |data=8 settembre 2008-09-08 |titolo=WAVES IN PLUTO'S UPPER ATMOSPHERE |rivista=The Astronomical Journal |volume=136 |numero=4 |pp=1510–15181510-1518 |lingua=en |accesso=2019-01-25 gennaio 2019 |doi=10.1088/0004-6256/136/4/1510 |url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-6256/136/4/1510/meta |nome2=J. L. |cognome2=Elliot |nome3=A. A. S. |cognome3=Gulbis}}</ref> create dal vento che soffia sull'irregolare superficie di Plutone.<ref name=Gladstone_2016/>

Un'altra prova dell'esistenza di foschia è stata ottenuta nel 2002 dall'osservazione di un'occultazione. La luce stellare che riuscì a raggiungere la Terra durante l'occultazione (a causa della [[rifrazione]] causata dall'atmosfera di Plutone), dimostrò un aumento di intensità con l'aumentare della [[Radiazione elettromagnetica|lunghezza d'onda]] (nell'infrarosso, da da 0,75 a 2 μmµm).<ref name=Elliot_2003>{{cita pubblicazione|autore=J.L. Elliot|etal=si|data=10 luglio 2003|titolo=The recent expansion of Pluto's atmosphere|rivista=Nature|volume= 424|numero=6945 |pp=165–168165-168|doi=10.1038/nature01762}}</ref> Ciò fu interpretato come una prova tangibile della [[Diffusione ottica|diffusione della luce]] a causa degli [[aerosol]] (come l'arrossamento del sole all'alba o al tramonto) presenti. Tuttavia, questa caratteristica era assente durante le successive [[eclissi]],<ref name="Lellouch 2014">{{cita pubblicazione|url=https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1403/1403.3208.pdf|titolo=Exploring the spatial, temporal, and vertical distribution of methane in Pluto's atmosphere|autore=E. Lellouch|autore2=C. de Bergh|autore3=B. Sicardy|autore4=F. Forget|autore5=M. Vangvichith|autore6=H.-U. Käufl|lingua=en|rivista=Icarus|data=12 marzo 2014|volume=246|pp=268-278}}</ref> e il 14 luglio 2015, la ''New Horizons'' ha trovato che la foschia comeera blu.<ref name=NASA_skies>{{cita web|url=https://www.nasa.gov/nh/nh-finds-blue-skies-and-water-ice-on-pluto|titolo=New Horizons Finds Blue Skies and Water Ice on Pluto|editore=NASA|data=8 ottobre 2015|accesso=25 gennaio 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20190718141740/https://www.nasa.gov/nh/nh-finds-blue-skies-and-water-ice-on-pluto/|urlmorto=sì}}</ref>

Nell'ultima serie di immagini ricevute dalla New Horizons sono state osservate anche alcune potenziali nuvole.<ref>{{cita web|titolo=Latest Results From New Horizons: Clouds on Pluto, Landslides on Charon|url=http://www.universetoday.com/131492/latest-results-new-horizons-clouds-pluto-landslides-charon/ |editore= [[Universe Today]] |autore= Nancy Atkinson |anno= 2016}}</ref>

== Temperatura e struttura ==

Plutone non ha una vera [[troposfera]]; le osservazioni della ''New Horizons'' suggeriscono un sottile strato dello spessore inferiore a 1&nbsp;km.<ref name="Stern_2015"/> Al di sopra vi è la [[stratosfera]], dove a causa dell'[[effetto serra]] causato dal metano la temperatura varia con l'altezza; la temperatura media superficiale è di {{M|42 ± |4 |u=K}} (misurata nel 2005),<ref name=

Gurwell>{{cita conferenza|autore= Gurwell|etal=si|conferenza=DPS meeting #37, id.55.01|editore=American Astronomical Society|data=agosto 2005|titolo=Sub-Arcsecond Scale Imaging of the Pluto/Charon Binary System at 1.4 mm|url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2005DPS....37.5501G}}</ref> mentre il valore medio di tutta l'atmosfera è {{M|90 |+ 25|-18 |u=K}} (2008).<ref name=Lellouch_2009>{{cita pubblicazione|autore=Emmanuel Lellouch|etal=si|data=2009|titolo=Pluto's lower atmosphere structure and methane abundance from high-resolution spectroscopy and stellar occultations |rivista=[[Astronomy and Astrophysics]]|url=https://arxiv.org/pdf/0901.4882.pdf |volume=495 |numero=3|pp= L17–L21 |doi=10.1051/0004-6361/200911633}}</ref><ref name=Lakdawalla>{{cita web|url=http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2009/1860.html|titolo=Methane is a greenhouse gas on Pluto, too|data=2 marzo 2009|editore=planetary.org}}</ref>

All'altezza di 20-40&nbsp;km la temperatura raggiunge il suo massimo (100-110 K, nella [[stratopausa]]) per poi diminuire lentamente (circa 0,2 K/km; nella [[Mesosfera (atmosfera) |mesosfera]]).<ref name="Dias_Oliveira_2015"/><ref name=Elliot/> Le cause di questa diminuzione non sono del tutto chiare; potrebbe essere correlata all'azione di raffreddamento del monossido di carbonio,<ref name=Lellouch_2011/> dell'acido cianidrico o per altri motivi. Sopra i 200 km la temperatura raggiunge circa 80 K e rimane costante.<ref name="Dias_Oliveira_2015"/>

La temperatura degli strati superiori dell'atmosfera non mostra cambiamenti temporali evidenti. Nel 1988, 2002 e 2006 era approssimativamente costante e pari a 100 K, nonostante l'aumento di pressione osservato, inoltre la temperatura rimane costante su tutta la superficie senza risentire della differente latitudine e dall'insolazineinsolazione.<ref name="Lellouch 2014"/> La sole piccole differenze, di 0,5-0,8 K su una scala di pochi km, potrebbero essere causate da da onde gravitazionali o turbolenze generate dal vento.<ref name=Sicardy2003>{{cita pubblicazione|autore=B. Sicardy|etal=si |data=2003|titolo=Large changes in Pluto's atmosphere as revealed by recent stellar occultations|[[Nature]]|volume=424|numero=6945|pp=168–170168-170| doi=10.1038/nature01766}}</ref>

L'interazione con l'atmosfera influenza in modo significativo la temperatura della superficie. I calcoli mostrano che l'atmosfera, nonostante una pressione molto bassa, può ridurre significativamente le variazioni diurne della temperatura superficiale,<ref name=Young2013>{{cita pubblicazione|autore=L. A. Young|data=19 marzo 2013|rivista=The Astrophysical Journal Letters|volume= 766|numero=2|titolo=PLUTO’S SEASONS: New predictions for New Horizons|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/766/2/L22/pdf}}</ref> tuttavia esistono variazioni di temperatura di circa 20 K, in parte a causate deldal raffreddamento della superficie dovuto alla sublimazione dei ghiacci.<ref>{{cita| name="Stern2014}}<" /ref>

== Pressione ==

La pressione dell'atmosfera di Plutone è molto bassa e fortemente variabile nel corso del tempo. Le osservazioni di occultazioni stellari di Plutone mostrano che era aumentata di circa 3 volte tra il 1988 e il 2015, nonostante Plutone si stia allontanando dal Sole dal 1989.<ref name=Sicardy2015>{{cita pubblicazione|titolo=Pluto's atmosphere from the 29 June 2015 ground-based stellar occultation at the time of the New Horizons flyby|autore=B. Sicardy|etal=si|url=https://arxiv.org/pdf/1601.05672.pdf|data=gennaio 2016}}</ref> Ciò è probabilmente causato dal polo nord di Plutone che, dopo un lungo inverno, ha iniziato a ricevere dal 1987 la luce solare, che ha intensificato la sublimazione dell'azoto dall'emisfero settentrionale, mentre il suo polo sud è ancora troppo caldo per il suo [[brinamento]]. Non è insolito che anche dopo oltre un decennio dal massimo avvicinamento al Sole la temperatura sia salita: anche se in tempi molto più brevi lo stesso si sperimenta sulla Terra, dove la temperatura massima giornaliera viene raggiunta nelle prime ore del pomeriggio e non alle 12 quando l'irraggiamento del Sole è al massimo, questo perché materia e gas che compongono superficie e aria si riscaldano gradualmente.<ref name=mit>{{cita web|url=https://news.mit.edu/2002/pluto|titolo=Pluto is undergoing global warming, researchers find|data=ottobre 2002}}</ref>

|autore=B. Sicardy|etal=si|url=https://arxiv.org/pdf/1601.05672.pdf|data=gennaio 2016}}</ref> Ciò è probabilmente causato dal polo nord di Plutone che, dopo un lungo inverno, ha iniziato a ricevere dal 1987 la luce solare, che ha intensificato la sublimazione dell'azoto dall'emisfero settentrionale, mentre il suo polo sud è ancora troppo caldo per il suo [[brinamento]]. Non è insolito che anche dopo oltre un decennio dal massimo avvicinamento al Sole la temperatura sia salita: anche se in tempi molto più brevi lo stesso si sperimenta sulla Terra, dove la temperatura massima giornaliera viene raggiunta nelle prime ore del pomeriggio e non alle 12 quando l'irraggiamento del Sole è al massimo, questo perché materia e gas che compongono superficie e aria si riscaldano gradualmente.<ref name=mit>{{cita web|url=http://news.mit.edu/2002/pluto|titolo=Pluto is undergoing global warming, researchers find|data=ottobre 2002|editore=news.mit.edu}}</ref>

Era comunque difficile ottenere dati precisi da osservazioni dalla Terra, anche per via dell'incertezza del [[Raggio (astronomia)|raggio]] di Plutone. I primi dati diretti e affidabili sugli strati più bassi dell'atmosfera sono stati ottenuti dalla ''New Horizons'' il 14 luglio 2015 tramite misurazioni effettuate col metodo della radio-occultazione. La pressione superficiale è stata stimata in 1 Pa ({{M|1,1 ± |0,1}} all'arrivo della sonda e {{M|1,0 ± |0,1}} mentre la New Horizons stava lasciando il sistema).<ref name=Gladstone_2016/> Ciò è in linea con i dati di occultazione degli anni precedenti [10],<ref name=Gladstone_2016/> anche se alcuni vecchi dati hanno dato valori circa 2 volte più alti.<ref name="Stern_2015"/>

== Cambiamenti stagionali ==

A causa della sua [[eccentricità orbitale]], all'[[afelio]] Plutone riceve 2,8 volte meno calore dal Sole rispetto a quando si trova al [[perielio]].<ref>Il rapporto della radiazione ricevuta dal Sole è calcolata secondo la [[legge dell'inverso del quadrato]]: (49,3 UA / 29,66 UA)² = 2,76.</ref> Ciò dovrebbe causare forti cambiamenti nella sua atmosfera, sebbene alcuni dettagli di questi processi non siano ben chiari. Inizialmente si pensava che all'afelio l'atmosfera si dovesse in gran parte congelare e ricadere sulla superficie, ma modelli più recenti suggeriscono che Plutone conservi un'atmosfera significativa durante tutto il suo lungo [[Parametri orbitali di Plutone|anno]].<ref name="Stern2014_B">{{citaCita|Stern2014|pp=909–924. 909-924}}.</ref><ref name=Olkin_2015>{{cita pubblicazione|titolo =Evidence that Pluto's atmosphere does not collapse from occultations including the 2013 May 04 event|autore= C.B. Olkin|etal=si 2015|rivista=Icarus |volume =246 |pp =220–225220-225|doi =10.1016/j.icarus.2014.03.026 |url =https://www.researchgate.net/publication/262937542}}</ref>

L'ultimo passaggio di Plutone al perielio avvenne il 5 settembre 1989, e a partire dal 2015 si sta allontanando dal Sole con la conseguenzaconseguente diminuzione della [[radiazione solare]] ricevuta.<ref name="Stern_2015"/> Inoltre c'è da considerare anche un altro fattore, ossia la sua grande [[inclinazione assiale]] (122,5°), che comporta lunghi [[Giorno|giorni]] polari e [[Notte|notti]] su ampie parti della sua superficie. Poco prima del perielio, il 16 dicembre 1987, Plutone era all'[[equinozio]], e il suo polo nord uscì dalla lunga notte polare, durata ben 124 [[Anno|anni terrestri]].

Il modello elaborato dagli scienziati ha previstoprevede che durante il precedente afelio, avvenuto nel [[1865]], erafosse presente una significativa quantità di ghiaccio volatile negli emisferi settentrionale e meridionale. Circa allo stesso momento, quando si verificò l'equinozio, fu l'emisfero australe a uscire dalla lunga notte e a ricevere la luce solare. I ghiacci iniziarono a migrare verso l'emisfero settentrionale e intorno al 1900 l'emisfero meridionale divenne in gran parte privo di ghiacci. Dopo l'equinozio del 1987 fu l'emisfero australe che iniziò a oscurarsi, tuttavia la sua superficie si raffreddò lentamente, dopo la lunga esposizione alla luce solare che l'aveva abbondantemente riscaldata; per questo motivo i gas che ora stanno evaporando dall'emisfero settentrionale non possono condensarsi rapidamente in quello australe, continuando ad accumularsi nell'atmosfera, aumentandone la pressione. Intorno al 2035-2050, l'emisfero australe sarà abbastanza freddo da permettere un'intensa condensazione dei gas che migreranno dall'emisfero settentrionale. Questo processo continuerà fino al successivo equinozio, che avverrà circa nello stesso periodo del prossimo afelio, nel 2113. L'emisfero nord non perderà completamente i gas volatili e la loro sublimazione continuerà a rifornire l'atmosfera anche anche durante l'afelio. Il cambiamento della pressione atmosferica basato su questo modello è di circa 4 volte; il minimo è stato raggiunto vicino agli anni 1970-1980, e il massimo sarà attorno al 2030. La temperatura durante questo ciclo varia solamente di alcuni gradi.<ref name=Olkin_2015/>

== Fuga atmosferica ==

[[File:PIA21061-Pluto-DwarfPlanet-XRays-20160914.jpg|thumb|Nel piccolpiccolo oriquadroriquadro, accanto all'immagine della New Horizons, Plutone ripreso ai [[raggi X]] dal telescopio spaziale [[Chandra X-ray Observatory|Chandra]]: si pensa che i raggi X siano generati dall'interazione tra i gas che circondano Plutone cone il [[vento solare]].]]

Dai dati a disposizione prima della missione della ''New Horizons'', si pensava che l'atmosfera di Plutone perdesse 10²⁷-10²⁸ molecole (50-500 kg) di [[azoto]] al [[secondo]], corrispondentecorrispondenti alla perdita di uno strato superficiale di ghiaccio di diverse centinaia di metri o di chilometri di spessore durante la vita del [[sistema Solaresolare]].<ref>{{cita|Stern2014|pp name=909–924}}<"Stern2014_B" /ref><ref name=Singer>{{cita pubblicazione|autore=Kelsi N. Singer|etal=si|data=agosto 2015)|titolo=On the Provenance of Pluto's Nitrogen (N2)|url=https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1506/1506.00913.pdf|rivista= Astrophysical Journal Letters|volume= 808|numero=2|pp= L50|doi=10.1088/2041-8205/808/2/L50}}</ref> I dati ottenuti dalla [[sonda spaziale]] hanno tuttavia rivelato che la [[fuga atmosferica]] è stata sovrastimata di almeno quattro ordini di grandezza; Ll'atmosfera di Plutone sta attualmente perdendo solo 1x10²³ molecole di azoto e 5×10²⁵ molecole di [[metano]] ogni secondo. Ciò presumecomporta una perdita di solo alcuni centimetri di ghiaccio di azoto e di decine di metri di ghiaccio di metano durante l'intera vita del sistema solare.<ref name=Gladstone_2016/>

Le molecole che sfuggono a velocità elevata nello spazio vengono [[ionizzazione|ionizzate]] dalla [[radiazione ultravioletta]] del Sole, formando un' ostacolo al [[vento solare]] che viene rallentato e deviato, creando un'[[Onda d'urto (fluidodinamica)|onda d'urto]] a monte di Plutone. Gli [[Ione|ioni]], catturati dal vento solare, vengono trasportati con esso oltre il pianeta nano, formando una coda di ioni o di [[Plasma (fisica) |plasma]]. Lo strumento SWAP della ''New Horizons'' durante il suo allontanamento determinerà la velocità con la quale Plutone perde la sua atmosfera, consentendo agli scienziati di studiare l'evoluzione futura dell'atmosfera e della superficie di Plutone.<ref>{{cita web|titolo=Pluto Wags its Tail: New Horizons Discovers a Cold, Dense Region of Atmospheric Ions Behind Pluto|editore=NASA|url=https://www.nasa.gov/nh/pluto-wags-its-tail|lingua=en|accesso=28 gennaio 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20190106155232/https://www.nasa.gov/nh/pluto-wags-its-tail|urlmorto=sì}}</ref>

La calotta bruno-rossastra del polo nord di [[Caronte (astronomia)|Caronte]], la più grande delle lune di Plutone, può essere composta da [[Tolina|toline]], [[Macromolecola|macromolecole]] [[Composto organico|organiche]] prodotte da metano, azoto e altri gas rilasciati dall'atmosfera di Plutone nello spazio circostante, e che Caronte cattura durante la sua rivoluzione attorno aal centro di massa del sistema.<ref>{{cita web |autore=Carley Howett|titolo=New Horizons probes the mystery of Charon's red pole |url=httphttps://phys.org/news/2015-09-horizons-probes-mystery-charon-red.html|data= 11 settembre 2015}}</ref>

== Note ==

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== Bibliografia ==

*{{cita libro|capitolo=Pluto|autore-capitolo =S.A. Stern |titolo=Encyclopedia of the Solar System|curatore=T. Spohn, D. Breuer e T. Johnson|editore =Elsevier|edizione =3|data =2014 |pp =909–924909-924|isbn=978-0-12-416034-7|url_capitolo urlcapitolo= https://books.google.com/books?id=0bEMAwAAQBAJ&pg=PA909|cid=Stern2014}}

== Altri progetti ==