Novas Descobertas sobre o Comportamento da Atmosfera de Plutão
Observações recentes revelam novas descobertas sobre a atmosfera de Plutão e mudanças de pressão.
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Em 2019 e 2020, os cientistas observaram ocultações estelares causadas por Plutão, que ajudaram a estudar sua atmosfera. Durante esses eventos, Plutão passou na frente de estrelas distantes e, medindo como a luz dessas estrelas mudava, os pesquisadores puderam aprender sobre a pressão e a composição da atmosfera de Plutão.
O primeiro evento significativo rolou em 5 de setembro de 2019. Duas estações de observação conseguiram detectar as mudanças de luz enquanto Plutão bloqueava as estrelas. Com esses dados, os cientistas calcularam uma pressão de superfície para a atmosfera de Plutão com base nas observações.
Pra garantir comparações precisas com medições anteriores, os pesquisadores também analisaram dados de dois outros eventos - um de 15 de agosto de 2018 e outro de 17 de julho de 2019. Analisando esses eventos, eles destacaram diferentes métodos que levaram a algumas inconsistências em estudos anteriores. Reanalisando os dados, eles queriam criar uma imagem mais clara de como a Pressão Atmosférica de Plutão mudou desde 2015.
As descobertas mostram visões contrastantes sobre as mudanças na pressão atmosférica de Plutão ao longo dos anos. Alguns estudos indicaram uma queda rápida na pressão entre 2018 e 2019, enquanto outros sugerem que a pressão se estabilizou mais ou menos nessa época até meados de 2020. Os resultados do evento de 5 de setembro se encaixaram bem com medições anteriores de 2016, 2018 e 2020, apoiando a ideia de que a pressão permaneceu relativamente estável.
No entanto, outros eventos de 4 de junho de 2011 e 17 de julho de 2019 sugeriram que as mudanças de pressão podem não seguir os padrões esperados pelos modelos anteriores. Essas variações de pressão, descritas como em forma de V, levantaram questões sobre a eficácia do modelo de transporte volátil, que tenta explicar o comportamento da atmosfera de Plutão. Devido à natureza do evento de julho de 2019, os pesquisadores apontaram que os achados poderiam não ser confiáveis por causa de como as medições foram feitas.
Para monitorar a atmosfera de Plutão de forma abrangente, os cientistas argumentaram que é preciso ter observações contínuas. Combinando diferentes Técnicas de Observação, incluindo espectroscopia e fotometria, os pesquisadores buscam entender tanto as mudanças de curto quanto de longo prazo na atmosfera e na superfície de Plutão.
A atmosfera de Plutão foi identificada pela primeira vez durante uma Ocultação Estelar em 1985. Desde então, essas ocultações se tornaram cruciais para estudar a estrutura e composição da atmosfera de Plutão. Uma revisão das observações de 1988 a 2016 mostrou um aumento consistente na pressão atmosférica, atribuído a mudanças sazonais e os efeitos da radiação solar sobre as geadas da superfície.
O modelo de transporte volátil (VTM) desenvolvido por pesquisadores ajuda a explicar como essas mudanças atmosféricas acontecem ao longo do tempo. Esse modelo prevê que a pressão atmosférica de Plutão alcançaria seu nível mais alto em torno de 2020, coincidindo com o progresso do verão no hemisfério norte de Plutão. A exposição de certas regiões de Plutão à luz solar faz com que as geadas em sua superfície sublimem, liberando gases na atmosfera e aumentando a pressão.
O modelo também sugere que, uma vez que a pressão atinge o pico, é provável que caia devido a Plutão se afastar do Sol e entrar em uma fase de inverno no hemisfério norte. Isso foi confirmado por estudos recentes que sugerem que Plutão está em uma fase de plateau desde 2015, que se alinha com as previsões do VTM.
Ainda assim, alguns estudos detectaram quedas significativas na pressão nos anos que antecederam 2020. Por exemplo, uma equipe viu uma diminuição substancial na pressão entre 2016 e 2019. No entanto, o ruído nos dados de observação dificultou a confirmação precisa dessas alegações.
A necessidade de mais observações de ocultação estelar foi destacada para entender melhor quaisquer mudanças visíveis no comportamento da atmosfera de Plutão durante esses anos. Diferentes equipes de pesquisa abordaram as medições com métodos variados, enfatizando a importância de comparar os resultados para ter mais confiança nas descobertas.
O evento de 5 de setembro de 2019 forneceu dados valiosos sobre a pressão de superfície de Plutão. Os pesquisadores também revisaram os dados de medições anteriores para garantir consistência. Essa visão abrangente mostrou que, enquanto o VTM continua sendo um bom guia para o comportamento atmosférico de Plutão, variações de pressão inesperadas também foram observadas, sugerindo que havia fatores influenciando as mudanças atmosféricas que não foram considerados em modelos anteriores.
Além de estudar a pressão atmosférica, os cientistas notaram a importância de acompanhar as mudanças das geadas na superfície de Plutão, que podem afetar a atmosfera à medida que os dois interagem. Observações ao longo de vários anos revelaram algumas mudanças de curto prazo na composição da superfície devido a influências ambientais.
Para reunir essas informações cruciais, os pesquisadores pediram mais monitoramento contínuo de Plutão através de vários métodos de observação. Tal coleta de dados esclareceria melhor a relação entre as mudanças na atmosfera e na superfície ao longo do tempo.
Os esforços de astrônomos amadores também foram significativos nessa pesquisa. Suas contribuições, junto com as de cientistas profissionais, permitiram a coleta de vários dados de observação para aprimorar nossa compreensão da atmosfera de Plutão.
Em resumo, as observações de 2019 e 2020 forneceram uma visão mais clara das mudanças atmosféricas de Plutão e das variações de pressão que ele experimentou ao longo do tempo. Embora modelos como o VTM ofereçam uma estrutura para entender, mais estudos são necessários para captar toda a complexidade das interações entre a atmosfera e a superfície de Plutão. Esforços contínuos nas observações de ocultação estelar, juntamente com técnicas de observação combinadas, ajudarão a construir uma imagem mais completa dessas mudanças no futuro.
Título: Reconciling results of 2019 and 2020 stellar occultations on Pluto's atmosphere. New constraints from both the 5 September 2019 event and consistency analysis
Resumo: A stellar occultation by Pluto on 5 September 2019 yielded positive detections at two separate stations. Using an approach consistent with comparable studies, we derived a surface pressure of $11.478 \pm 0.55~\mathrm{\mu bar}$ for Pluto's atmosphere from the observations of this event. In addition, to avoid potential method inconsistancies highlighted by Sicardy et al. when comparing with historical pressure measurements, we reanalyzed the data by 15 August 2018 and 17 July 2019 events, respectively. All the new measurements provide a bridge between the two different perspectives on the pressure variation since 2015: a rapid pressure drop from previous studies of the 15 August 2018 and 17 July 2019 events and a plateau phase from that of the 6 June 2020 event. The pressure measurement from the 5 September 2019 event aligns with those from 2016, 2018, and 2020, supporting the latter perspective. While the measurements from the 4 June 2011 and 17 July 2019 events suggest probable V-shaped pressure variations unaccounted for by the volatile transport model (VTM) from Meza et al., the VTM remains applicable on average. And, the validity of the V-shaped variations is debatable due to the stellar faintness of the 4 June 2011 event and the grazing single-chord geometry of the 17 July 2019 event. To reveal and understand all significant pressure variations of Pluto's atmosphere, it is essential to provide constraints on both short-term and long-term evolutions of the interacting atmosphere and surface by continuous pressure monitoring through occultation observations, whenever possible, complemented by frequent spectroscopy and photometry of the surface.
Autores: Ye Yuan, Fan Li, Yanning Fu, Jian Chen, Wei Tan, Shuai Zhang, Wei Zhang, Chen Zhang, Qiang Zhang, Jiahui Ye, Delai Li, Yijing Zhu, Zhensen Fu, Ansheng Zhu, Yue Chen, Jun Xu, Yang Zhang
Última atualização: 2023-11-05 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2309.14724
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.14724
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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Ligações de referência
- https://vizier.cds.unistra.fr/viz-bin/VizieR-S?Gaia
- https://www.qhyccd.com
- https://www.hristopavlov.net/Tangra3/
- https://lesia.obspm.fr/lucky-star/obj.php?p=818
- https://ssd.jpl.nasa.gov/ftp/eph/satellites/bsp/plu058.bsp
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- https://doi.org/10.1093/mnras/stac401