Una Historia de Dos Océanos.

El Wright Mons (Monte Wright) de Plutón, una montaña gigante de 150 kilómetros de diámetro, podría ser un volcán helado y una ventana a un océano que podría estar oculto debajo de la superficie de Plutón. 
Crédito: JPL | NASA.

El próximo visitante de Plutón hecho por el hombre, podría «despegar» la superficie del mundo y revelar un océano debajo.

A pesar de todo el frenesí que Plutón ha encendido en el siglo 21, solo una nave espacial humana ha visitado Plutón y sus lunas hasta la fecha: la sonda New Horizons (Nuevos Horizontes) , en 2015. Sin embargo, el Southwest Research Institute (SwRI) en Boulder, Colorado,  Anunció en Octubre de 2019 que había recibido fondos de la NASA para comenzar a desarrollar un sucesor.

Si bien New Horizons solo voló más allá de Plutón y sus lunas, su sucesor propuesto orbitaría a Plutón, lo que le permitiría una mirada más cercana a un mundo aún envuelto en misterio. Esa mirada, según el científico planetario de SwRI Kelsi Singer , podría encontrar algo de lo que New Horizons ha dado pistas tentadoras: un océano, enterrado bajo la superficie.

Las cámaras de New Horizons avistaron varias pistas insinuando que un océano se esconde debajo de la superficie. «Es una fuerte sospecha», dice Singer.

La pista más grande, literalmente, es Sputnik Planitia, una cuenca colosal congelada de nitrógeno sólido. Sputnik Planitia parece una capa de hielo polar, pero se encuentra en el ecuador de Plutón. Es una abolladura lo suficientemente grande en la superficie de Plutón que desestabilizaría el giro del mundo, a menos que tuviera una masa debajo para compensar la superficie faltante. Un océano subterráneo podría explicar esa masa , según Francis Nimmo , un científico planetario de la Universidad de California en Santa Cruz, y sus colegas.

Imagen de Plutón con anotaciones de las características superficiales. El lóbulo izquierdo del «Corazón» de Plutón es Sputnik Planitia.
Créditos: NASA / /JHUAPL / SwRI.
Un mapa desarrolado de Plutón que incluye nombres oficiales aprobados de las características. 
Crédito de la imagen: NASA / JHUAPL / SwRI.

New Horizons también encontró signos de líquido que se filtraba desde abajo: fracturas en el paisaje y las montañas de Plutón que los científicos creen que pueden ser criovolcanes( ver figura arriba del todo). Mientras que los volcanes en la Tierra o Venus arrojan roca fundida, los criovolcanes arrojan hielo fundido: una mezcla de agua y otras sustancias químicas, como el metano y el amoníaco. Esa mezcla tiene que venir de algún lugar debajo.

«Ninguna evidencia es a prueba de balas», dice Nimmo, «pero apuntan en la misma dirección»: un océano enterrado.

Todo esto lleva a la pregunta: en este rincón frío, oscuro y distante del Sistema Solar, ¿cómo es que ese océano todavía se mantiene líquido?

Solo necesitamos mirar a la luna Caronte de Plutón para ver qué creen los científicos que debería haberle sucedido a su océano. New Horizons mostró que Caronte, al contrario de ser una luna eternamente congelada y muerta, puede haber tenido un océano subterráneo propio.

Mire una imagen de New Horizons de Caronte , y notará que el hemisferio sur de la luna es notablemente más suave que el norte. Los científicos planetarios como Ross Beyer, del Instituto SETI, también notaron esto, y plantearon la hipótesis de que las partes lisas eran los restos de un antiguo océano.

Los científicos plantean la hipótesis de que, al igual que el de Plutón, el océano de Caronte habría estado formado por una mezcla de agua y otras sustancias químicas, en particular, amoníaco. Cuando Caronte se formó por primera vez, habría estado lo suficientemente caliente como para ser líquido.

Pero, según Beyer, debido a que Caronte no produjo suficiente calor para mantener sus entrañas calientes, ese océano se enfrió constantemente. Dado que el agua se congela a una temperatura más alta que el amoníaco, Beyer dice que fue el agua la que se congeló y salió de la mezcla al principio, y la proporción de amoníaco en el océano de Caronte aumentó constantemente.

Cuando el contenido de amoníaco del océano alcanzó el 30%, la mezcla fundida se volvió menos densa que el hielo que se encuentra sobre ella, dice Bayer. En este punto, el océano subterráneo estalló rápidamente a través de grietas en la superficie, creando la superficie sur que vio New Horizons . Finalmente, Caronte se congeló permanentemente.

«Todo tiene que ver con la historia del calor», dice Beyer. «Cuando te quedas sin calor, te quedas sin cosas interesantes».

El calentamiento relativamente miserable de Plutón debería haberlo condenado a la congelación. Según Singer, Plutón produce entre 3 y 5 milivatios de energía por cada metro cuadrado de su superficie. En comparación, una bombilla promedio puede producir muchos miles de milivatios.

Según Singer, los científicos creen que algunas lunas, como Europa de Júpiter y Encelado de Saturno, tienen océanos líquidos gracias al calentamiento de las mareas: el efecto de la atracción gravitacional del gigante gaseoso mucho más grande que agita el interior de las lunas. Este no es el caso de Plutón.

Lunas heladas de los planetas de nuestro Sistema Solar. 
Tritón (luna de Neptuno), Europa, Titán, Ganímedes (lunas de Júpiter), Encelado (luna de Saturno) y Miranda (luna de Urano).
Crédito Imagen: NASA.

Si Plutón tiene un océano debajo de su superficie, entonces algo dentro del mundo debe mantenerlo líquido. Si bien no podemos ver debajo de Plutón nuevamente hasta que llegue la próxima nave espacial, los científicos pueden simular lo que se encuentra debajo de la superficie de Plutón. A través de una de estas simulaciones, publicada en Mayo de 2019, algunos científicos han encontrado una solución potencial: los hidratos de gas o las «jaulas» de cristal de hielo que atrapan las moléculas de gas en su interior.

«Los hidratos de gas actúan como un aislante térmico, por lo que evitan la congelación completa del océano», dice Shunichi Kamata , científico planetario de la Universidad de Hokkaido en Sapporo, Japón, que participó en la simulación.

Kamata dice que los hidratos de gas podrían formarse en Plutón a medida que los isótopos radiactivos se descomponen y calientan dentro del núcleo, liberando metano. A medida que el metano se eleva a través del océano que se enfría, se combinaría con el hielo, creando una capa superior de hidratos de gas que actúa como aislamiento y mantiene el océano caliente.

Esta misma idea también podría explicar por qué Charon se congeló. Debido a que Caronte es mucho más pequeño que Plutón, Caronte no tenía el calor interno requerido para liberar su metano. «En consecuencia, la capa de hidratos de gas no existe», dice Kamata, «y el océano estaba completamente congelado».

Singer llama a los hidratos de gas «una idea interesante». Un futuro orbitador de Plutón podría probar esta idea, entre otras. Por ejemplo, Singer dice que, con un orbitador, «tienes una buena idea del campo de gravedad, y no puedes hacerlo con un sobrevuelo».

Hasta entonces, New Horizons nos ha dejado con un montón de preguntas sin responder. «Esto siempre sucede», dice Singer, «cuando vamos a un lugar nuevo».

Fuente: ScienceLine, a project of the Science, Health and Environmental Reporting Program in the Arthur L. Carter Journalism Institute at New York University.

Artículo original: «A tale of two oceans«. Rahul Rao. May 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).
  • PlutoSouth west Research Institute (SwRI).

Sobre la formación de Plutón a partir de las pistas que nos brinda Sputnik Planitia:

Los dos artículos siguientes tratan sobre el origen de Plutón, estudio para el cuál la composición de los hielos de «Sputnik Planitia» en el «Corazón de Plutón» brinda pistas fundamentales; ambos artículos analizan en detalle dicha región especial de Plutón y contienen además de excelentes fotografías tomadas por las cámaras a bordo de la nave espacial New Horizons, una selección de recursos sobre el tema.

El primero de los artículos aborda el pasado de Plutón en el cual se analiza el por qué de su configuración actual y trata específicamente sobre el origen de impacto del «Corazon de Plutón» y muestra cómo Plutón es reorientado en respuesta  al llenado de la «Sputnik Planitia» con hielos volátiles (el lóbulo izquierdo del «Corazón» de Plutón); el artículo contiene además una selección de recursos sobre Plutón:

El segundo artículo, analiza la abundancia de hielos de Nitrógeno en la composición de «Sputnik Planitia» y los compara con la composición del intensamente estudiado cometa 67P Churyumov- Gerasimenko por la misión Rosetta de la ESA , encontrando una asombrosa coincidencia entre ellas, para concluir que el origen de Plutón podría ser el resultado de la unión de mil millones de cometas, Además se aborda también un modelo solar, con Plutón formándose a partir de hielos muy fríos que habrían tenido una composición química que se asemeja más a la del Sol.

Sobre el Océano de Plutón:

La idea de que Plutón tiene un océano subsuperficial no es nueva, pero el siguiente estudio proporciona la investigación más detallada hasta la fecha de su posible papel en la evolución de características clave, como la vasta llanura baja conocida como Sputnik Planitia:

Sobre el Océano congelado de Caronte:

Imagen de alta resolución de Caronte tomada por New Horizons. 
Se aprecia la diferencia de textura entre ambos hemisferios y la línea ecuatorial de cañones que las separa.
Crédito
: NASA / JHUAPL / SwRI / Daniel Macháček
.

El siguiente artículo, señala las pistas que conducen a la posibilidad de que alguna vez existió un tal océano en Caronte y además contiene impresionantes imágenes de dicha luna junto a un video con una animación de un sobrevuelo a la misma:

El tema central del artículo es la fuerte sospecha de la existencia de un océano de agua hoy bajo la superficie de Plutón y en el pasado en Caronte y fundamentalmente el mecanismo propuesto para su existencia, en base a la aislación térmica suministrada por una capa de hidratos de metano, que hace que el calor generado por decaimiento radiactivo de elemntos en su núcleo no se pierda.

Este modelo térmico es sustancialmente diferente al que ocurre en las lunas océanicas de los planetas gigantes en nuestro Sistema Solar, que además de la energía por decaimiento radiactivo poseen un aporte periódico por el efecto de las mareas gravitatorias producido por los planetas anfitriones.

Por ésto presentamos a continuación los mundos océanicos del Sistema Solar.

Sobre el Agua y los Océanos subsuperficiales en las Lunas del Sistema Solar:

Sobre el Agua en el Sistema Solar y más allá, una excelente y concisa presentación se encuentra en:

Un análisis en profundidad lo presenta el siguiente trabajo:

Las Lunas Oceánicas de Saturno:

Sobre Encélado:

Representación de un artista que muestra una vista en corte del interior de la luna Encelado de Saturno. 
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Sobre Titán y su océano subsuperficial:

Diagrama de la estructura interna de Titán según el modelo de océano denso totalmente diferenciado.
 Crédito: KELVINSONG, DE WIKIMEDIA COMMONS.

El siguiente artículo contiene en el apartado » Material relacionado» una selección de recursos sobre las Lunas de Saturno y en especial sobre Titán:

¿Qué esperan los científicos del sobrevuelo final de la nave Cassini a Titan ?. (Abril, 2017)Carlos Costa. 29 de Abril, 2017.

Sobre Dione y su océano subsuperficial:

Dione con Saturno y sus anillos de fondo. 
Esta imagen fue tomada por la nave espacial Cassini el 17 de agosto de 2015.
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA19650 )
Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute. 

Sobre la posibilidad de una océano subsuperficial en Mimas:

Los investigadores sospechan que la superficie helada de Mimas puede ocultar un núcleo de forma irregular o un océano. 
Crédito:
NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute. 

La Luna Océanica de Neptuno:

Montaje generado por computadora de Tritón y Neptuno, usando imágenes del sobrevuelo Voyager 2. 
Crédito de la imagen: NASA / JPL / USGS.

Las Lunas Océanicas de Júpiter:

Europa:

La representación de este artista muestra la nave espacial de la misión Europa de la NASA, que se está desarrollando para un lanzamiento en algún momento de la década de 2020.
Crédito: NASA.

Un análisis en profundidad de Europa, su océano subsuperficial y sus caraterísticas se encuentra en los siguientes trabajos:

Calisto:

Imagen de Calisto tomada por la nave espacial Galileo.
Crédito: NASA/JPL/DLR.

Ganímedes:

El concepto de este artista de la luna de Júpiter, Ganímedes, la luna más grande del Sistema Solar, ilustra el modelo de «club sandwich» de sus océanos interiores. 
Imagen lanzada el 1 de mayo de 2014.
Crédito: NASA / JPL-Caltech)

Misiones planeadas a las Lunas Oceánicas del Sistema Solar:

Descargar figuraAbrir en una pestaña nuevaDescargar powerpoint.
Los investigadores esperan explorar los océanos de Tritón, la luna de Neptuno; Las lunas de Saturno, Encelado y Titán; y las lunas de Júpiter, Europa, Calisto y Ganimedes, vistas aquí a escala con la Tierra. 
Crédito: Kevin P. Hand / JPL / NASA.

Un nuevo artículo revisado por un equipo dirigido por  Amanda R. Hendrix , una científica senior del Instituto de Ciencia Planetaria , busca seleccionar estrategias para identificar y explorar mejor los mundos oceánicos del Sistema Solar. Terry A. Hurford, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, es el coautor del nuevo artículo, » La Hoja de ruta de la NASA hacia los mundos oceánicos «, que se acaba de publicar en la revista Astrobiology. Un comentario de este artículo lo puedes ver en:

Sobre la Misión «Dragonfly» a Titán:

Una misión para orbitar Plutón y más allá:

Sobre el Sistema de Plutón:

Una recopilación sobre los conocimientos del Sistema de Plutón (Plutón y sus lunas) desde el descubrimiento en 1930 del ahora planeta enano hasta los nuevos hallazgos realizados con los datos aportados por New Horizon se encuentra en:

Acaba de editarse un nuevo Libro preparado por el equipo científico de New Horizons, que reune todos los estudos sobre el Sistema de Plutón y también ofrece información sobre la naturaleza de los planetas enanos y los objetos del Cinturón de Kuiper:

  • Pluto System After New Horizons. S. Alan Stern, Richard P. Binzel, William M. Grundy, Jeffrey M. Moore y Leslie A. Young. University of Arizona Press, 2020. 

Nota: Se está preparando una nueva edición ampliada del libro que estará pronta para fin de año.

Plutón y los Aficionados:

Capas de bruma en la atmósfera de Plutón, que se muestran aquí en una imagen de la nave espacial New Horizons. 
Crédito: SWRI / JHUAPL / NASA. 

El martes 14 de Agosto de 2018 por la noche, un gran número de astrónomos aficionados y profesionales ubicados en México, Estados Unidos y Canadá aprovecharon una oportunidad única y emocionante: observar una estrella parpadeante mientras Plutón la ocultaba. En el sur de California, el Instituto SETI, el Observatoire de Paris, Unistellar y Oceanside Photo and Telescope (OPT), uno de los vendedores de telescopios más grandes del mundo, colaboraron para observar este raro evento y recopilar los valiosos datos que necesitaban para comprender  el  ambiente y clima de Plutón. Aquí está nuestra la historia:

Curiosidades:

Sobre el orígen de los vientos en Plutón.

Esta animación muestra vientos horizontales a 1000 metros sobre la superficie local, como se simula con el Modelo Climático Global de Plutón. 
Aparece un patrón de viento en forma de espiral durante el ciclo día-noche.
Crédito: T. Bertrand

Cuando la misión New Horizon de la NASA voló por Plutón en 2015, las imágenes que devolvió capturaron la imaginación del público, especialmente las de la región en forma de corazón llamada Tombaugh Regio. El lóbulo izquierdo del corazón se llama Sputnik Planitia: una cuenca de impacto de 3 km de profundidad llena de hielo de nitrógeno.

Ahora, Tanguy Bertrand (Centro de Investigación Ames de la NASA) y sus colegas piensan que la transformación de nitrógeno dentro de esa cuenca determina el patrón de los vientos sutiles en todo el planeta enano.

El siguiente artículo lo presenta:

Marcar el enlace permanente.

Comentarios cerrados.