La luce di Caronte illumina il lato oscuro di Plutone

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Nuove tecniche di elaborazione delle immagini hanno reso possibile ottenere un’immagine del lato oscuro di Plutone dai dati raccolti dalla missione New Horizons della NASA durante il suo flyby del 2015.

Come ha fatto la sonda Caronte a fotografare il lato oscuro di Plutone?

Dopo aver volato fino a circa 12.550 chilometri dalla superficie ghiacciata di Plutone il 14 luglio 2015 e aver scattato le prime storiche fotografie ravvicinate di questo mondo, la sonda ha guardato indietro al pianeta nano e ha catturato un’altra serie di immagini del suo lato oscuro. Illuminata dal lontano Sole, l’atmosfera vaporosa di Plutone spiccava come un anello di luce brillante che circondava il lato oscuro di Plutone. Dal suo punto di osservazione al momento di questo esperimento, New Horizons era in grado di vedere principalmente l’emisfero meridionale di Plutone, gran parte del quale era in transizione verso l’oscurità invernale stagionale, molto simile agli inverni artici e antartici lunghi mesi sulla Terra, ma non su Plutone, dove ogni stagione dura 62 anni terrestri. Fortunatamente, parte dell’oscuro emisfero meridionale di Plutone è stato illuminato da una debole luce solare che si riflette sulla superficie ghiacciata della luna più grande di Plutone, Caronte, che è grande quanto il Texas. Quel po’ di “luce di Caronte” è stato sufficiente ai ricercatori per svelare dettagli dell’emisfero meridionale di Plutone che non potevano essere ottenuti in altro modo.

Cosa ha fatto Caronte

In una coincidenza sorprendente, la quantità di luce di Caronte su Plutone è vicina a quella della Luna sulla Terra, nella stessa fase per ciascuno“, ha detto Tod Lauer, un astronomo della National Science Foundation’s National Optical Infrared Astronomy Research Observatory a Tucson, Arizona e autore principale dello studio, in un comunicato. “All’epoca, l’illuminazione di Caronte su Plutone era simile a quella della nostra Luna sulla Terra quando era nella sua fase di primo quarto“. I ricercatori hanno pubblicato l’immagine risultante e la sua interpretazione scientifica il 20 ottobre 2021 su The Planetary Science Journal.

La tecnica al servizio della scienza

Recuperare i dettagli della superficie di Plutone alla fioca luce della luna non è stato facile. Guardando indietro a Plutone con il New Horizons Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), la luce diffusa dal Sole (che era quasi direttamente dietro Plutone) ha prodotto un complesso modello di luce di fondo che era 1.000 volte più forte del segnale prodotto dalla luce riflessa di Caronte, secondo il co-investigatore di New Horizons e scienziato del progetto Hal Weaver del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Inoltre, il luminoso anello di foschia atmosferica che circonda Plutone è stato notevolmente sovraesposto, producendo ulteriori artefatti nelle immagini. Il problema era come cercare di leggere un cartello stradale attraverso un parabrezza sporco quando si guida verso il sole al tramonto senza visiera”, ha detto John Spencer, co-investigatore di New Horizons e scienziato planetario presso il Southwest Research Institute di Boulder, Colorado, un co-autore dello studio. C’è voluta la combinazione di 360 immagini del lato oscuro di Plutone e altre 360 immagini prese con la stessa geometria ma senza Plutone nell’immagine, per produrre l’immagine finale con gli artefatti sottratti lasciando solo il segnale prodotto dalla luce riflessa da Caronte.

Il risultato dopo il lavoro di elaborazione delle immagini

Alan Stern, l’investigatore principale di New Horizons al Southwest Research Institute, ha aggiunto che “il lavoro di elaborazione delle immagini guidato da Tod Lauer è stato completamente all’avanguardia e ci ha permesso di imparare alcune cose affascinanti su una parte di Plutone che altrimenti non avremmo saputo. La mappa risultante, sebbene contenga ancora rumore digitale, mostra alcune caratteristiche prominenti sulla superficie ombreggiata di Plutone. Il più prominente di questi è un’area scura a forma di mezzaluna a ovest, dove non cadeva né la luce del sole né quella di Caronte quando New Horizons ha scattato le immagini. Colpisce anche una grande regione luminosa a metà strada tra il polo sud di Plutone e il suo equatore. Il team sospetta che possa essere un deposito di azoto o metano simile al “cuore” ghiacciato di Plutone sul suo lato opposto.

Le scoperte nel lato oscuro di Plutone

Il polo sud di Plutone e la regione superficiale circostante sembrano essere coperti da materiale scuro, che contrasta nettamente con la superficie più chiara dell’emisfero nord di Plutone. I ricercatori sospettano che la differenza potrebbe essere una conseguenza del fatto che Plutone ha recentemente completato la sua estate australe (che è finita 15 anni prima del flyby). Durante l’estate, il team suggerisce che i ghiacci di azoto e metano nel sud possono aver sublimato dalla superficie, trasformandosi direttamente da solido a vapore, mentre le particelle di foschia scura si sono depositate sulla regione. Futuri strumenti basati sulla Terra potrebbero alla fine verificare l’immagine del team e confermare i loro altri sospetti, ma richiederebbero che l’emisfero meridionale di Plutone sia alla luce del sole, cosa che non accadrà per quasi 100 anni. “Il modo più semplice per confermare le nostre idee è quello di inviare una missione di controllo“, ha detto Lauer.