¿Cuál es el origen del gran glaciar de nitrógeno en forma de corazón revelado en Plutón en 2015 por la nave espacial New Horizons? Dos investigadores del Laboratoire de météorologie dynamique muestran que la peculiar insolación y la atmósfera de Plutón favorecen la condensación de nitrógeno cerca del ecuador, en las regiones de menor altitud, lo que lleva a una acumulación de hielo en la parte inferior del Sputnik Planum, una vasta cuenca topográfica. A través de sus simulaciones, también explican la distribución de la superficie y la abundancia atmosférica de otros tipos de compuestos volátiles observados en Plutón, resultados todos estos que se han publicado en la revista Nature.
Plutón es un paraíso para los glaciólogos. Entre los tipos de hielo que cubren su superficie, el nitrógeno es el más volátil: cuando se sublima (a -235 ° C), forma una delgada atmósfera en equilibrio con el depósito de hielo en la superficie. Una de las observaciones más inesperadas de New Horizons, que sobrevoló Plutón en julio de 2015, puso de manifiesto que esta reserva de nitrógeno sólido era muy masiva, y principalmente contenida dentro del «Sputnik Planum,» una cuenca topográfica ubicada entre los trópicos de Plutón. Hielos de metano también aparecen en todo el hemisferio norte, excepto en el ecuador, mientras que el hielo de monóxido de carbono en cantidades más pequeñas fueron únicamente detectadas en el Sputnik Planum.
Hasta ahora, la distribución de hielo de Plutón ha permanecido sin explicación. Para comprender mejor los procesos físicos en marcha en Plutón, los investigadores desarrollaron un modelo térmico numérico de la superficie del planeta enano capaz de simular los ciclos de nitrógeno, metano y monóxido de carbono durante miles de años, y compararon los resultados con las observaciones formuladas por la nave espacial New Horizons. Su modelo muestra que el equilibrio entre sólido y gas del nitrógeno es responsable de atrapar el hielo en el Sputnik Planum. En la parte inferior de la cuenca, la presión de la atmósfera (y por lo tanto de nitrógeno gaseoso) aumenta, y la temperatura de la correspondiente escarcha es más alta que fuera de la cuenca, lo que permite el nitrógeno tender naturalmente a condensarse en hielo. Las simulaciones muestran que el hielo de nitrógeno se acumula inevitablemente en la cuenca, formando así un depósito de nitrógeno permanente, al igual que el observado por New Horizons.
Las simulaciones numéricas también describen los ciclos de monóxido de carbono y metano. Ya que su volatilidad es similar a la del nitrógeno, el hielo de monóxido de carbono queda completamente atrapado junto con el nitrógeno en la cuenca, tal y como muestran las mediciones de New Horizons. Con respecto al hielo de metano, su volatilidad, que es inferior a las temperaturas que prevalecen en Plutón, le permite existir en otros lugares además de en el glaciar de Sputnik Planum. El modelo muestra que el hielo de metano puro cubre estacionalmente ambos hemisferios, en concordancia con los datos de New Horizons.
Este escenario muestra que no hay necesidad de un depósito interno de hielo de nitrógeno para explicar la formación del glaciar en Sputnik Planum, como se sugirieron estudios anteriores. En su lugar, son meros principios físicos conocidos los que subyacen a este cóctel helado en Plutón y su espectacular actividad, una de las más fascinantes en el Sistema Solar. Los investigadores también predicen que la presión atmosférica se encuentra en su pico de temporada y disminuirá en las próximas décadas, mientras que las heladas estacionales tenderán a desaparecer.
