La extraña emisión de rayos X en Plutón

Algo sumamente raro sucede en Plutón. Aquel planeta helado que se sitúa a aproximadamente 5,800 millones de kilómetros del Sol aparentemente emite rayos X, un tipo de radiación de alta energía relacionada con gases a temperaturas muy elevadas. Plutón sería la fuente de rayos X conocida más distante en nuestro Sistema Solar. Y, de confirmarse esta sospecha, el descubrimiento podría reformular la comprensión que tenemos sobre la atmósfera del planeta enano.

Antes de observar a Plutón de “cerca”, la mayoría de los astrónomos lo imaginaba como una inmensa roca helada. Pero a medida que la sonda New Horizons se aproximó, empezó a detectar señales de que existía una atmósfera en ese lugar. Esto hizo que un grupo de investigadores, en el que se encontraba Carey Lisse del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins, y Scott Wolk, del Centro de astrofísica Harvard-Smithsonian, se preguntaran si Plutón sería visible en el espectro de los rayos X.

“La idea es que si el Sol se encuentra emitiendo partículas de alta energía, y esas partículas de alta energía alcanzan el gas frío, las interacciones atómicas dan lugar a un brillo de rayos X de un planeta que podemos ver”, declaró Wolk para Gizmodo.

 

Los rayos X que venían de Plutón.

Aunque esta teoría se comprobó hace más de 20 años en cometas cercanos, la mayoría de los astrónomos creía que Plutón se encontraba demasiado alejado del Sol como para producir un brillo de rayos X detectable. Sin embargo, la presencia de una atmósfera convenció a Wolk de que necesitaban observar con mayor atención. “Tuvimos la sensación de que sería posible, pero pensábamos que se requería un esfuerzo enorme”, dice.

Sin embargo, el esfuerzo no tuvo que ser tan grande. Entre los meses de febrero de 2014 y agosto de 2015, Wolk y sus colegas apuntaron el telescopio Chandra X-Ray en dirección a Plutón en cuatro ocasiones distintas, y lograron detectar siete fotones distintos de luz de rayos X. Eso indica que Plutón es el origen de rayos X calientes o, como mínimo, cálidos. Este hallazgo fue publicado en la revista Icarus.

Si Plutón tuviera un campo magnético, su atmósfera podría estar originando auroras con rayos X brillantes. Sin embargo, cuando la New Horizons sondeó el planeta, no detectó señal alguna de campo magnético y mucho menos de actividad auroral. ¿Entonces, cómo se explica este brillo proveniente de Plutón?

También es plausible que los rayos X del Sol se dispersen cuando chocan contra la atmósfera de un planeta. Sin embargo, los fotones detectados por Wolk y sus colegas no asemejaban en nada a los solares. “[los rayos X solares] Tienen una temperatura que puede medirse, de unos pocos millones de grados Kelvin”, dice Wolk. “Eso no fue lo que vimos. Lo que vimos son apenas fotones que parecen provenir del nitrógeno, carbón y oxígeno”.

 

Una atmósfera vaciándose.

Según Wolk, la explicación más probable es que las partículas de alta energía del viento solar colisionen con fragmentos que escaparon de la atmósfera de Plutón, conformada principalmente por nitrógeno, carbón y oxígeno, extrayendo electrones y produciendo un alargamiento de rayos X. De ser verdad, se trata de un punto de vista muy importante, pues significa que la atmósfera de Plutón “hierve” lentamente en el espacio.

Viento solar desviado por la atmósfera que se fuga de Plutón. Imagen: NASA.

“La mayor parte de la atmósfera se sitúa muy cerca de la superficie”, dice Wolk. “Pero por encima de ella, existe esta capa fina y tenue, la exosfera”. Es esa capa la que parece estar siendo afectada por el viento solar, emitiendo rayos X en el proceso. Los científicos creen que un proceso semejante le costó a Marte su atmósfera hace mucho tiempo.

El descubrimiento resulta sorprendente a la luz de las mediciones hechas por el instrumento Solar Wind Around Pluto (SWAP), de la New Horizons, que pasó cerca de Plutón en julio de 2015. “Creímos que existiría material derramado fuera de la atmósfera, lo que significaría un enorme volumen de interacción entre la atmósfera y el viento solar”, dice Fran Bagenal, físico que analizó los datos recolectados por el SWAP. “En lugar de eso, la zona de interacción solar es muy pequeña”.

Pero estos descubrimientos podrían reconciliarse si el “rastro” de la atmósfera de Plutón fuera mucho más grande y más parecido a la cola de un cometa, o si su campo magnético interplanetario de alguna forma estuviera conduciendo partículas de viento solar adicionales en dirección a Plutón. Evidentemente, se requiere más investigación para descubrir con exactitud por qué la atmósfera de Plutón se está vaciando. Wolk y sus colegas ya discuten una campaña de observación de seguimiento con el Chandra para ver si pueden obtener más rayos X.

Como sea, ver un mundo como Plutón brillar en rayos X es muy sorprendente. Previo a este estudio, Saturno era el cuerpo del Sistema Solar más distante conocido en emitir rayos X detectables. Si Plutón tiene alta energía, eso implica que objetos más profundos en el cinturón de Kuiper también podrían tener. Incluso se hace posible que mucho de lo que consideramos remanentes de rayos X en segundo plano del Universo, en realidad sean objetos muy fríos siendo “rostizados” por una estrella a la distancia.

Con información de Harvard.edu

El artículo La extraña emisión de rayos X en Plutón fue publicado en Marcianos.

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