La ominosa advertencia: «Se acerca el invierno», popularizado por la serie de fantasía Juego de tronos, se aplica igualmente a Plutón.
La tenue atmósfera del planeta enano parece estar al borde de un colapso impresionante debido a un cambio en las estaciones y las condiciones más frías, según la investigación que se publicará en la revista Astronomy & Astrophysics.
Descubierto en 1930, fue en 1980 cuando los astrónomos comenzaron a sospechar que Plutón podría tener una atmósfera. Esa atmósfera fue descubierta tentativamente en 1985 y confirmada completamente por observaciones independientes en 1988.
En ese momento, los astrónomos no tenían forma de saber qué cambios dramáticos se reservaban para la pequeña envoltura de nitrógeno, metano e hidrocarburos del pequeño mundo.
Una coincidencia cósmica
Por una coincidencia cósmica, las últimas décadas del siglo XX y las primeras décadas del XXI también vieron una alineación afortunada de la Tierra, Plutón y los densos campos estelares del distante centro de la Vía Láctea.
Esta coincidencia significa que Plutón pasa relativamente a menudo entre nosotros y una estrella de fondo. Cuando esto sucede, su sombra cae sobre la Tierra, un evento a que los astrónomos se refieren como una ocultación.
Durante una ocultación, cualquier observatorio que se encuentre dentro del camino de la sombra puede ver cómo la estrella parece desaparecer cuando Plutón pasa frente a ella, y luego reaparece a medida que cambian las alineaciones planetarias. Para cualquier lugar dado en la superficie de la Tierra, una ocultación de Plutón dura un par de minutos como máximo.
La técnica de ocultaciones ha sido ampliamente utilizada para estudiar las órbitas, anillos, lunas, formas y atmósferas de los mundos del Sistema Solar exterior, incluidos asteroides, cometas, planetas y planetas enanos.
Al comparar lo que los observadores ven en diferentes lugares de la Tierra, se puede calcular el tamaño y la forma del mundo oculto. Si el objeto tiene una atmósfera, entonces, durante unos breves segundos, cuando la luz de la estrella se apaga y luego vuelve a encenderse, la luz de la estrella puede alterarse por absorción y refracción a medida que pasa a través de la atmósfera planetaria.
Desde las primeras mediciones de ocultación exitosas en la década de 1980, una sucesión de observaciones ha establecido medidas cada vez más precisas del radio de Plutón, así como una agudización continua de nuestra comprensión de la temperatura y la presión de su atmósfera.
Órbita larga y estaciones
Como la Tierra, Plutón tiene un ciclo estacional debido a la inclinación de sus polos al plano de su órbita. A lo largo del largo año de Plutón, equivalente a 248 años terrestres, primero el polo norte y luego el polo sur están orientados hacia el lejano Sol.
Pero a diferencia de la Tierra, la órbita de Plutón se estira en una forma elíptica extrema. Su órbita es tan alargada que su distancia del Sol varía de 4.4 a 7.4 billones de kilómetros.
En contraste, la distancia de la Tierra al Sol varía solo un 3.4 por ciento durante un año. La atmósfera de Plutón se descubrió justo antes de que Plutón alcanzara su enfoque más cercano al Sol, que ocurrió en 1989.
Desde 1989, Plutón se ha estado retirando del Sol. Las temperaturas han ido disminuyendo en consecuencia.
Bajo presión
En el momento en que Plutón comenzó a alejarse del sol, los astrónomos esperaban que esto causara que su presión atmosférica cayera, de la misma manera que la presión en un neumático de automóvil disminuye con el clima frío y aumenta con el calor. Por el contrario, las observaciones de 1988 a 2016 han mostrado un aumento constante de la presión atmosférica.
Inmediatamente antes de la llegada de la sonda New Horizons de la NASA en 2015, las mediciones de ocultación descubrieron que la presión atmosférica en Plutón se ha triplicado desde 1988 (el equivalente en la Tierra sería comparar la presión en la cima del Monte Everest con la del nivel del mar).
¿Cuál es la causa de la discrepancia? Cualquier pensamiento de que las mediciones de ocultación fueron erróneas fue desterrado por el Radio Science Experiment (REX) a bordo de New Horizons, que devolvió mediciones directas de acuerdo con los observadores de la Tierra.
La nueva investigación ha resuelto el misterio utilizando un modelo estacional para el transporte de gas y hielo alrededor de la superficie del planeta.
Aunque Plutón se está alejando del Sol cada año, su polo norte está continuamente iluminado por el Sol durante esta parte de su órbita, haciendo que su capa de hielo de nitrógeno vuelva a la fase gaseosa.
Esto explica el rápido aumento de la presión atmosférica en las últimas tres décadas.
Pero la modelización del clima muestra que esta tendencia no continuará.
El invierno realmente viene
Plutón continuará alejándose del Sol hasta el año 2113, y la débil luz solar no será suficiente para calentar de manera similar las regiones polares del sur.
Durante el largo otoño e invierno del norte, se espera que la atmósfera de Plutón se derrumbe y se enfríe como hielo en el parabrisas de un automóvil en una noche clara y fría de invierno.
En su punto más bajo, se predice que la atmósfera tendrá menos del cinco por ciento de su presión actual. La combinación del acercamiento de Plutón al Sol y la primavera del hemisferio norte no se repetirá hasta el año 2237.
Hasta entonces, será de vital importancia probar nuestra comprensión de los modelos atmosféricos planetarios en condiciones de baja temperatura y baja presión a través de mediciones continuas de ocultación.
Pero estas oportunidades se volverán menos frecuentes a medida que la órbita de Plutón tome su posición aparente más lejos de los densos campos de estrellas del centro galáctico que nos ayudaron a realizar las observaciones.