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O universo frio: qual é o papel surpreendente do nitrogênio sólido em Plutão?
No vasto universo, o planeta anão Plutão atraiu a atenção dos cientistas com sua superfície gelada e composição única. O nitrogênio sólido, como um dos principais componentes da superfície de Plutão, desempenha um papel indispensável. Esta forma de azoto, encontrada em ambientes extremamente frios, não só molda as características geológicas de Plutão, mas também desempenha um papel importante na formação da sua atmosfera.
A história da descoberta do nitrogênio sólido
A história do nitrogênio sólido remonta a 1884, quando a cientista Carol Olszewski observou pela primeira vez com sucesso a existência de nitrogênio sólido. Ao resfriar o hidrogênio por meio da evaporação do nitrogênio líquido, esse processo atingiu 48 K, a temperatura mais fria do mundo na época. Com o avanço da ciência e da tecnologia, os laboratórios modernos utilizam métodos de evaporação a vácuo para produzir nitrogênio sólido, e o sólido produzido possui características porosas.
Nitrogênio sólido em Plutão
A existência de nitrogênio sólido ocupa uma proporção considerável na superfície de Plutão, misturado com monóxido de carbono sólido e metano. Em 2015, com o sobrevôo bem-sucedido da sonda New Horizons, os cientistas observaram pela primeira vez diretamente nitrogênio sólido na superfície de Plutão. Este nitrogênio sólido existe na forma de geleiras e flui com relativa facilidade a pressões extremamente baixas, com uma densidade ainda maior que a da água gelada.
Propriedades dinâmicas do nitrogênio sólido
É importante notar que mesmo em ambientes de baixa temperatura, o nitrogênio sólido ainda é relativamente volátil e pode sublimar diretamente na atmosfera ou condensar-se em geada de nitrogênio. Quando a New Horizons fotografou Plutão, observou gelo de água “flutuando” na superfície do gelo de nitrogênio. Esses fenômenos indicam que o comportamento dinâmico do nitrogênio sólido tem um impacto importante nas características da superfície de Plutão e no seu sistema climático.
Interações com outras substâncias
O nitrogênio sólido não apenas exibe propriedades físicas surpreendentes por si só, mas também forma complexos com outras substâncias, como o metano e o monóxido de carbono. A estabilidade e as propriedades destas misturas são afetadas pelas condições ambientais, dando-nos pistas importantes sobre a composição da atmosfera de Plutão. Mudanças na solubilidade do nitrogênio sólido com esses materiais em diferentes faixas de pressão e temperatura mostram sua importância na formação da topografia de Plutão.
Impacto climático do nitrogênio sólido
A erupção observada de azoto sólido enfatiza ainda mais o seu impacto no clima de Plutão. Por exemplo, quando a radiação do Sol penetra numa camada transparente de gelo de azoto, o azoto subjacente sublima-se e ejecta-se através de buracos na camada superficial, o que não só agita o material da superfície, mas também pode afectar as alterações climáticas. Estes fenómenos desencadearam discussões aprofundadas na comunidade académica sobre o papel do nitrogénio em Plutão e outros corpos celestes semelhantes.
Futura exploração de nitrogênio sólido
O estudo do nitrogênio sólido se tornará o foco da futura exploração espacial. À medida que a exploração de Plutão e de outros objetos exteriores do sistema solar continua, podemos esperar obter novos conhecimentos sobre o azoto sólido e o seu papel noutras estrelas. Os cientistas estão desenvolvendo ativamente novas tecnologias de detecção para aprender mais sobre o papel que esta substância misteriosa desempenha no universo.
Muitos cientistas acreditam que o comportamento dinâmico do azoto sólido pode ser uma chave para desvendar o clima de Plutão.
Da observação do nitrogênio sólido ao seu papel em Plutão, não podemos deixar de nos perguntar: existem outras substâncias desconhecidas que escondem segredos mais surpreendentes nas profundezas frias do universo?
