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Una enorme característica en forma de corazón en la superficie de Plutón ha intrigado a los astrónomos desde que la nave espacial New Horizons de la NASA la capturó en una imagen de 2015. Ahora, los investigadores creen haber resuelto el misterio de cómo surgió el distintivo corazón y podría revelar nuevas pistas sobre los orígenes del planeta enano.
La característica se llama Tombaugh Regio en honor al astrónomo Clybe Tombaugh, quien descubrió Plutón en 1930. Pero el corazón no es todo un solo elemento, dicen los científicos. Y durante décadas, los detalles sobre la elevación, la composición geológica y la forma distintiva de Tombaugh Regio, así como su superficie altamente reflectante que es de un blanco más brillante que el resto de Plutón, han desafiado toda explicación.
Una cuenca profunda llamada Sputnik Planitia, que forma el “lóbulo izquierdo” del corazón, alberga gran parte del hielo de nitrógeno de Plutón.
La cuenca cubre un área que abarca 745 millas por 1242 millas (1200 kilómetros por 2000 kilómetros), equivalente a aproximadamente una cuarta parte de los Estados Unidos, pero también tiene una elevación de 1,9 a 2,5 millas (3 a 4 kilómetros) más baja que la mayoría de la superficie del planeta. Mientras tanto, el lado derecho del corazón también tiene una capa de hielo de nitrógeno, pero es mucho más delgada.
A través de una nueva investigación sobre Sputnik Planitia, un equipo internacional de científicos ha determinado que un evento cataclísmico creó el corazón. Después de un análisis que incluyó simulaciones numéricas, los investigadores concluyeron que un cuerpo planetario de aproximadamente 435 millas (700 kilómetros) de diámetro, o aproximadamente el doble del tamaño de Suiza de este a oeste, probablemente chocó con Plutón en las primeras etapas de la historia del planeta enano.
Los hallazgos son parte de un estudio sobre Plutón y su estructura interna publicado el lunes en la revista Naturaleza Astronomía.
Recreando un antiguo ‘splat’ en Plutón
Anteriormente, el equipo estudió características inusuales en todo el sistema solar, como las del lado oculto de la Luna, que probablemente fueron creadas por colisiones durante los primeros y caóticos días de la formación del sistema.
Los investigadores crearon simulaciones numéricas utilizando software de hidrodinámica de partículas suavizadas, considerado la base para una amplia gama de estudios de colisiones planetarias, para modelar diferentes escenarios de posibles impactos, velocidades, ángulos y composiciones de la colisión teorizada del cuerpo planetario con Plutón.
Los resultados mostraron que el cuerpo planetario probablemente chocó contra Plutón en un ángulo inclinado, en lugar de de frente.
“El núcleo de Plutón es tan frío que el (cuerpo rocoso que chocó con el planeta enano) permaneció muy duro y no se derritió a pesar del calor del impacto, y gracias al ángulo de impacto y la baja velocidad, el núcleo del impactador no «No se hundió en el núcleo de Plutón, sino que permaneció intacto como una mancha sobre él», dijo en un comunicado el autor principal del estudio, el Dr. Harry Ballantyne, investigador asociado de la Universidad de Berna en Suiza.
Pero, ¿qué pasó con el cuerpo planetario después de que chocó contra Plutón?
«En algún lugar debajo del Sputnik se encuentra el núcleo remanente de otro cuerpo masivo, que Plutón nunca digirió del todo», dijo en un comunicado el coautor del estudio Erik Asphaug, profesor del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona.
El equipo descubrió que la forma de lágrima del Sputnik Planitia es el resultado de la frigidez del núcleo de Plutón, así como de la velocidad relativamente baja del impacto en sí. Otros tipos de impactos más rápidos y directos habrían creado una forma más simétrica.
“Estamos acostumbrados a pensar en las colisiones planetarias como eventos increíblemente intensos en los que se pueden ignorar los detalles excepto aspectos como la energía, el impulso y la densidad. Pero en el distante Sistema Solar, las velocidades son mucho más lentas y el hielo sólido es fuerte, por lo que hay que ser mucho más preciso en los cálculos”, dijo Asphaug. «Ahí es donde comienza la diversión».
Los turbios orígenes de Plutón
Mientras estudiaba la característica del corazón, el equipo también se centró en la estructura interna de Plutón. Un impacto temprano en la historia de Plutón habría creado un déficit de masa, provocando que Sputnik Planitia migrara lentamente hacia el polo norte del planeta enano con el tiempo mientras el planeta aún se estaba formando. Esto se debe a que, según las leyes de la física, la cuenca es menos masiva que su entorno, explicaron los investigadores en el estudio.
Sin embargo, el Sputnik Planitia se encuentra cerca del ecuador del planeta enano.
Investigaciones anteriores han sugerido que Plutón podría tener un océano subsuperficial y, de ser así, la corteza helada sobre el océano subsuperficial sería más delgada en la región de Sputnik Planitia, creando una densa protuberancia de agua líquida y provocando una migración de masa hacia el ecuador, el dijeron los autores del estudio.
Pero el nuevo estudio ofrece una explicación diferente para la ubicación de la característica.
“En nuestras simulaciones, todo el manto primordial de Plutón es excavado por el impacto y, a medida que el material del núcleo del impactador se estrella contra el núcleo de Plutón, se crea un exceso de masa local que puede explicar la migración hacia el ecuador sin un océano subterráneo, o como mucho un uno muy delgado”, dijo el coautor del estudio, el Dr. Martin Jutzi, investigador principal de investigación espacial y ciencias planetarias en el Instituto de Física de la Universidad de Berna.
Kelsi Singer, científica principal del Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado, e investigadora principal adjunta de la misión New Horizons de la NASA, que no participó en el estudio, dijo que los autores hicieron un trabajo exhaustivo al explorar el modelo y desarrollar sus hipótesis. , aunque le hubiera gustado ver «un vínculo más estrecho con la evidencia geológica».
«Por ejemplo, los autores sugieren que la parte sur de Sputnik Planitia es muy profunda, pero se ha interpretado que gran parte de la evidencia geológica apunta a que el sur es menos profundo que el norte», dijo Singer.
Los investigadores creen que la nueva teoría sobre el corazón de Plutón podría arrojar más luz sobre cómo se formó el misterioso planeta enano. Los orígenes de Plutón siguen siendo confusos dado que existe en el borde del sistema solar y solo ha sido estudiado de cerca por la misión New Horizons.
«Plutón es un vasto país de las maravillas con una geología única y fascinante, por lo que siempre son útiles hipótesis más creativas para explicar esa geología», dijo Singer. “Lo que ayudaría a distinguir entre diferentes hipótesis es más información sobre el subsuelo de Plutón. Sólo podemos conseguirlo enviando una misión espacial a la órbita de Plutón, potencialmente con un radar que pueda mirar a través del hielo”.
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