Nel luglio 2015, le foto scattate dalla missione New Horizons della NASA mentre sorvolava Plutone hanno stupito i ricercatori, rivelando la presenza di nebbia, molto estesa in senso orizzontale e suddivisa in diversi strati in senso verticale.

Ora su “Nature”, Xi Zhang dell’Università della California a Santa Cruz e colleghi rivelano che proprio le nebbie sono la chiave per capire perché le temperature dell’atmosfera del pianeta stimate in quell’occasione fossero molto basse, in particolare oltre i 50 chilometri di quota. Le particelle di nebbia si comportano infatti molto diversamente dalle molecole di gas in quanto ad assorbimento e a dispersione del calore.

Un dato fondamentale è stato raccolto con le immagini scattate da New Horizons prima e dopo il sorvolo di Plutone: esse hanno infatti mostrato che le particelle di nebbia diffondono la luce visibile senza modificarne in modo sostanziale la direzione di propagazione.

Ciò indica, per una legge fondamentale dell’ottica, che le particelle hanno diametro maggiore o al massimo uguale alla lunghezza d’onda della luce visibile (400-700 nanometri). L’ipotesi è che queste particelle siano simili alle particelle organiche che costituiscono le nebbie di Titano, luna di Saturno.

L’osservazione ha quindi suggerito l’esistenza di processi di raffreddamento sconosciuti, uno dei quali potrebbe essere dovuto proprio al vapore che costituisce le nebbie, anche se in condizioni molto diverse da quelle consuete.

Sulla base di questi dati, gli autori hanno simulato al computer l’atmosfera di Plutone, confrontando i processi termodinamici delle particelle di nebbia con quelli tipici delle molecole di gas. Il risultato mostra che le particelle di nebbia assorbono più luce solare e quindi generano più riscaldamento atmosferico. Ma il calore viene successivamente disperso nello spazio per raffreddamento radiativo, cioè in forma di radiazione infrarossa.

Le particelle di nebbia dominano dunque l’equilibrio radiativo dell’atmosfera di Plutone dalla superficie fino a una quota di 700 chilometri, regolando la temperatura atmosferica del pianeta: è un caso unico nel sistema solare. L’ipotesi degli autori è che si tratti di particelle di idrocarburi che si formano per via fotochimica: derivano cioè dalla scissione delle molecole di gas nella parte superiore dell’atmosfera colpite da radiazione ultravioletta o particelle cariche provenienti dallo spazio.

Questa previsione dovrebbe essere verificabile nei prossimi anni grazie al lancio del nuovo telescopio spaziale James Webb della NASA.