Las Ondas Sísmicas de un Viejo Impacto Revelan el Océano y Núcleo de Plutón.

Hace millones de años, un enorme asteroide golpeó a Plutón y envió ondas ondulantes a través de su interior, como se muestra en esta representación artística.
Esas ondas, que deformaron la cara opuesta de Plutón de manera característica, están ayudando a los científicos de hoy a estudiar la estructura interna del planeta enano. 
Crédito: JoAnna Wendel.

Al modelar las olas producidas por un impacto masivo y antiguo, los científicos han comenzado a descubrir los secretos del interior de Plutón.

¿Cómo estudias el interior de un planeta enano a 5 mil millones de kilómetros de distancia? Usas un impacto antiguo.

Hace millones de años, un enorme asteroide golpeó a Plutón, creando el paisaje que conocemos como Sputnik Planitia , una característica que constituye la mitad del «corazón» de Plutón. Un equipo de científicos ahora ha recreado esas ondas antiguas para estudiar la estructura interna de Plutón. Descubrieron que Plutón podría tener un océano interno sustancialmente grueso y un núcleo que insinúa un entorno potencialmente habitable para la vida.

«Una vez que entras un poco por debajo de la superficie de Plutón, solo hay muchos signos de interrogación» , dijo a Eos Adeene Denton , Científica Planetaria de la Universidad de Purdue en West Lafayette, Indiana . «Y el trabajo que hice fue tratar de eliminar algunos de esos signos de interrogación». Denton tenía previsto presentar la investigación en la Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar cancelada el 17 de Marzo.

En Julio de 2015, la nave espacial New Horizons de la NASA nos presentó a Plutón con un detalle sin precedentes, ya que el planeta enano se acercó a 14 kilómetros por segundo (es decir, aproximadamente 31,000 millas por hora). Los científicos descubrieron una superficie geológicamente activa cubierta de montañas de hielo, llanuras lisas y exudados glaciares de hielo de nitrógeno. Incluso hay una atmósfera delgada y nebulosa compuesta de nitrógeno, dióxido de carbono y metano.

La nave espacial New Horizons de la NASA capturó esta imagen de Plutón cuando lo sobrevoló, el 14 de Julio de 2015. Se cree que el Sputnik Planitia, una vasta región de hielo que forma parte del corazón de Plutón, es una antigua cuenca de impacto. 
Crédito: 
NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute / Alex Parker.

Los científicos también están bastante seguros de que hay un océano chapoteando debajo de la superficie helada de Plutón, pero los detalles de ese océano siguen siendo un misterio. ¿Qué tan profundo es el océano? ¿Qué tipo de roca forma su piso? ¿Podría ese océano estar interactuando con su suelo rocoso de una manera que produce los productos químicos necesarios para mantener la vida? Estas son las preguntas que Denton se propuso responder.

El lado lejano de Plutón, que New Horizons vio desde la distancia cuando se acercaba al planeta enano, inspiró a Denton a investigar más a fondo. En casi exactamente el punto diametrlamente opuesto a Sputnik Planitia (en la «antípoda» del Sputnik), otros científicos habían descubierto características geológicas que se asemejan a los grabens en la Tierra. Los grabens son grietas extensionales que se forman cuando una placa continental se divide y se separa por fallas. Parecen una serie de altas mesetas y valles, que rayan la superficie.

«Curiosamente, muchas de las cosas más extrañas en el lado lejano de Plutón están cerca de la antípoda de Sputnik Planitia» , dijo en un correo electrónico James Tuttle Keane , Científico Planetario del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA que estudió estas características antipodales. «Cuando estas ondas sísmicas chocan en el lado opuesto del cuerpo, pueden amplificarse y provocar una deformación superficial intensa».

Denton se preguntó si la estructura interna de Plutón (es decir, su núcleo y el océano subsuperficial) actuaba como una lente para enfocar las ondas de impacto para deformar la superficie opuesta. En la Tierra, los científicos usan instrumentos que miden las ondas sísmicas (ondas de energía producidas por grandes movimientos o ruptura de rocas, ya sea en la superficie de la Tierra o debajo) para estudiar el interior de nuestro planeta. Estas ondas viajan más rápido o más lento a través de diferentes tipos de material, y estudiarlas nos ayudó a comprender la estructura de la Tierra.

Esta imagen del extremo de Plutón fue capturada por la nave espacial New Horizons de la NASA el 11 de Julio de 2015, cuando New Horizons todavía estaba a 4 millones de kilómetros (2.5 millones de millas) de Plutón. 
Crédito: NASA / JHUAPL / SWRI.

Pero no podemos enviar sismómetros a Plutón, por lo que Denton decidió estudiar las ondas del antiguo impacto que creó el Sputnik Planitia. Usando un programa de computadora que modela impactos, Denton ajustó las propiedades interiores de Plutón para ver cómo las diferentes combinaciones de composición del núcleo y grosor del océano afectaban la propagación de las ondas sísmicas.

Lo que descubrió Denton fue que un núcleo hecho principalmente de serpentina y un océano de 150 kilómetros de espesor podría actuar para enfocar esas ondas lo suficientemente fuerte como para romper la superficie antipodal de Plutón al impacto. Otras composiciones, como un núcleo de dunita o un océano más grueso o más delgado, no enfocaron las ondas de la manera correcta, dijo Denton.

Encontrar un núcleo de serpentina podría conducir a algunas preguntas nuevas y emocionantes. La serpentina es un mineral que se forma cuando el agua de mar reacciona con la roca. En la Tierra, estas reacciones ocurren en las profundidades del océano, entre el agua de mar y la roca del manto expuesta, que está hecha principalmente de olivino y piroxeno. Cuando la roca y el agua de mar reaccionan, se forma serpentina, y esas reacciones liberan calor y moléculas útiles para la vida. En nuestros océanos, las bacterias colonizan los lugares donde ocurre la serpentinización, como en el campo hidrotérmico de la Ciudad Perdida en el norte del Océano Atlántico. Algunos científicos proponen que la serpentinización podría haber ocurrido, o podría ser un proceso activo, en otros mundos oceánicos, como la luna Encelado de Saturno o la luna Europa de Júpiter .

Si Plutón tiene un núcleo de serpentina y un océano subsuperficial sustancial, entonces «teóricamente, tienes un entorno que podría conducir a la vida de alguna manera», dijo Denton.

La nueva investigación «establece muchas nuevas hipótesis comprobables para una futura misión de Plutón , de la que la NASA está hablando activamente», dijo Keane.

Y la investigación tiene implicaciones que van más allá de Plutón. «Hay muchos más objetos del Cinturón de Kuiper además de Plutón, y si Plutón es geológicamente activo y alberga una ubicación potencialmente habitable en su interior, eso realmente abre lo que es posible para los objetos del Cinturón de Kuiper en general», dijo Denton.

Fuente: American Geophysical Union (AGU) /Eos.

Artículo original: «Ancient Impact’s Seismic Waves Reveal Pluto’s Ocean, Core«. JoAnna Wendel. April 6, 2020.

Material relacionado:

Sobre Plutón, puede consultar los siguientes sitios:

  • Pluto. NASA Science / Solar System Exploration.
  • New Horizons. Nasa Mission to Pluto and the Kuiper Belt. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratoty (JHUAPL).
  • Pluto. South west Research Institute (SwRI).

Sobre la formación de Sputnik Planitia:

Agrandar Imagen. Reorientación de Plutón : Sputnik Planitia (el lóbulo izquierdo del «corazón» de Plutón) probablemente se formó a raíz del impacto de un cometa en Plutón. Sputnik Planitia se formó al noroeste de su ubicación actual, y se movió a su ubicación actual como resultado del llenado de la cuenca de impacto con hielos volátiles.
Crédito de la Ilustración: James Keane.

Sputnik Planitia, ó Planicie Sputnik es una cuenca de 1.000 kilómetros  dentro de la icónica región en forma de corazón observada en la superficie de Plutón, podría haber llegado a su ubicación actual debido a la acumulación de hielo en ella, que hizo que el planeta enano girase, creando enormes  tensiones en la corteza  que provocaron  la aparición de grietas,  que apuntan hacia la presencia de un océano bajo la superficie. El siguiente artículo lo presenta:

Los siguientes artículos presentan distintos aspectos de Plutón y además contienen en su apartado «Material relacionado» una selección de recursos sobre el mismo:

  • Plutón a los 90. Carlos Costa. Sociedad Astronómica Octante (SAO), Febrero 22, 2020.

Curiosidades:

Cuando era niño, aprendí sobre los nueve planetas del Sistema Solar, comenzando con Mercurio y terminando con Plutón. En 2006, Plutón fue notoriamente (y justificadamente) degradado de planeta completo a estado de Planeta Enano, y así fue que nuestro Sistema Solar ahora tendría solo ocho planetas.

La búsqueda de otro noveno planeta, sin embargo, nunca ha cesado. ¡Ahora se está convirtiendo en una de las áreas más emocionantes dentro de la Astronomía Planetaria! 

La razón de este interés es una observación desconcertante hecha por Mike Brown, quien irónicamente (y acertadamente) es el Astrónomo Planetario de Caltech responsable de degradar a Plutón a la categoría de Planeta Enano.

El siguiente artículo nos presenta una nueva propuesta al respecto:

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