Plutón adquirió un «corazón» tras chocar con un cuerpo planetario
(CNN)– Una enorme 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 se formó el distintivo corazón, lo que 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 un elemento completo, 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 blanca más brillante y altamente reflectante que el resto de Plutón, han desafiado toda explicación.
Una cuenca profunda llamada Sputnik Planitia, que constituye el «lóbulo izquierdo» del corazón, alberga gran parte del hielo de nitrógeno de Plutón.
La cuenca cubre un área de 1.200 kilómetros por 2.000 kilómetros, equivalente a una cuarta parte de los Estados Unidos, pero también tiene una elevación de 3 a 4 kilómetros más baja que la mayor parte 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.
La nave espacial New Horizons tomó una imagen del corazón de Plutón el 14 de julio de 2015. (Crédito: Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto de Investigación del Suroeste/NASA)
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 unos 700 kilómetros de diámetro, o aproximadamente el doble del tamaño de Suiza de este a oeste, probablemente chocó con Plutón en una etapa temprana de la historia del planeta. enano.
Los hallazgos forman parte de un estudio sobre Plutón y su estructura interna publicado este lunes en la revista Nature Astronomy.
Recreación de una antigua «salpicadura» en Plutón
Anteriormente, el equipo había estudiado características inusuales en todo el sistema solar, como aquellas en la cara oculta de la Luna, que probablemente fueron creadas por colisiones durante los caóticos primeros días de la formación del sistema.
Los investigadores crearon simulaciones numéricas utilizando un 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 con Plutón en un ángulo oblicuo, 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 se hundió en el núcleo de Plutón, pero permaneció intacto como una salpicadura 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 tras chocar con Plutón?
«En algún lugar debajo del Sputnik se encuentra el núcleo restante de otro cuerpo masivo, que Plutón nunca digirió completamente», dijo en un comunicado Erik Asphaug, coautor del estudio y profesor del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona.
El equipo descubrió que la forma de lágrima del Sputnik Planitia se debe a la frigidez del núcleo de Plutón y a la velocidad relativamente baja del impacto. 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 los detalles pueden ignorarse excepto cosas como la energía, el impulso y la densidad. Pero en el Sistema Solar distante, las velocidades son mucho más lentas y el hielo sólido es fuerte, por lo que hay que ser mucho más preciso en los cálculos», explica 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, explican 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 subterráneo y, de ser así, la corteza helada sobre el océano subterráneo sería más delgada en la región de Sputnik Planitia, creando una densa protuberancia de agua líquida y provocando una migración masiva hacia el ecuador. , anotaron los autores del estudio.
Sin embargo, el nuevo estudio ofrece una explicación diferente para la ubicación de este rasgo.
«En nuestras simulaciones, todo el manto temprano de Plutón es excavado por el impacto, y a medida que el material del núcleo del impactador salpica el núcleo de Plutón, se crea un exceso de masa local que puede explicar la migración hacia el ecuador sin un océano subsuperficial, o como mucho un muy delgado uno», 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 Southwest Research Institute 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 explorando el modelo y desarrollando 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 gran parte de la evidencia geológica se ha interpretado en el sentido de 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 han permanecido oscuros ya que existe en el borde del sistema solar y sólo 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», dice Singer. «Lo que ayudaría a distinguir entre las diferentes hipótesis es más información sobre el subsuelo de Plutón. Sólo podemos lograrlo enviando una misión espacial a la órbita de Plutón, potencialmente con un radar que pueda mirar a través del hielo».