Plutón tiene un océano subsuperficial ‘anticongelante’

Sigue creciendo la evidencia de un gran océano subterráneo en Plutón, que también proporciona pistas sobre cómo se formó el icónico «corazón» de Plutón.

A principios de octubre informamos que los modelos térmicos del interior de Plutón y la evidencia tectónica sugieren que puede existir un océano debajo del Sputnik Planitia en forma de corazón de Plutón. Ahora, una nueva investigación sobre los datos de la misión New Horizons muestra más indicios de un océano justo debajo de la superficie de Plutón que consiste en un líquido fangoso y viscoso, mantenido caliente desde el interior de Plutón y una pizca de anticongelante.

“Hasta donde podemos decir, no hay calentamiento de las mareas que ayude a mantener el océano líquido”, dijo Francis Nimmo de UC Santa Cruz a Universe Today. Es el primer autor de un artículo sobre los nuevos hallazgos publicados hoy en Nature. «La principal fuente de calor que mantiene el océano líquido es la descomposición radiactiva en el interior rocoso de Plutón, aunque ciertamente ayuda si hay un ‘anticongelante’ presente».

Esta imagen recortada de Plutón muestra una sección a través del área del Sputnik Planitia, donde el azul oscuro representa un océano subterráneo y el azul claro la corteza congelada.  Obra de Pam Engebretson, cortesía de UC Santa Cruz.
Esta imagen recortada de Plutón muestra una sección a través del área del Sputnik Planitia, donde el azul oscuro representa un océano subterráneo y el azul claro la corteza congelada. Obra de Pam Engebretson, cortesía de UC Santa Cruz.

Nimmo dijo que sospecha que el océano es principalmente agua con amoníaco que actúa como anticongelante. Este océano subterráneo también está abultado, similar a los ‘mascons’ en la Luna, ejerciendo presión sobre la capa exterior helada de Plutón, causando fracturas consistentes con las características vistas en las imágenes de New Horizons.

Otro artículo también publicado hoy en Nature por James Keane de la Universidad de Arizona, también muestra cómo un océano subsuperficial abultado hizo que el corazón de Plutón fuera «pesado», reorientando a Plutón sobre su eje, de modo que el corazón de Plutón siempre apunta en sentido contrario a la luna Caronte.

Las imágenes de alta resolución de Plutón tomadas por la nave espacial New Horizons de la NASA justo antes del acercamiento más cercano el 14 de julio de 2015 revelan características tan pequeñas como 270 yardas (250 metros) de ancho, desde cráteres hasta fracturas y bloques montañosos con fallas, hasta la superficie texturizada del vasta cuenca llamada informalmente Sputnik Planitia.  Crédito: NASA/JHUAPL/SWRI
Las imágenes de alta resolución de Plutón tomadas por la nave espacial New Horizons de la NASA justo antes del acercamiento más cercano el 14 de julio de 2015 revelan características tan pequeñas como 270 yardas (250 metros) de ancho, desde cráteres hasta fracturas y bloques montañosos con fallas, hasta la superficie texturizada del vasta cuenca llamada informalmente Sputnik Planitia. Crédito: NASA/JHUAPL/SWRI

Sputnik Planitia forma un lado de la característica prominente en forma de corazón que se ve en algunas de las primeras imágenes de primer plano del sobrevuelo de New Horizons en julio de 2015. Probablemente fue creado por el impacto de un meteorito gigante, que habría destruido una gran cantidad de la corteza helada de Plutón.

Pero una cuenca profunda es solo un «agujero grande y elíptico en el suelo», dijo Nimmo, que no proporcionaría la masa adicional necesaria para causar ese tipo de reorientación. “Entonces, el peso extra debe estar escondido en algún lugar debajo de la superficie. Y un océano es una forma natural de conseguir eso”.

Estos diagramas esquemáticos muestran cómo la anomalía de gravedad en Sputnik Planitia se ve afectada por un océano levantado y el espesor de la capa de nitrógeno.  Ya sea una capa de nitrógeno de más de 40 km de espesor (panel b) o un océano levantado (panel c) podría resultar en una anomalía de gravedad positiva actual en Sputnik Planitia;  de lo contrario, la anomalía de gravedad será fuertemente negativa (panel a).  (Imagen de Nimmo et al., Nature, 2016)
Estos diagramas esquemáticos muestran cómo la anomalía de gravedad en Sputnik Planitia se ve afectada por un océano levantado y el espesor de la capa de nitrógeno. Ya sea una capa de nitrógeno de más de 40 km de espesor (panel b) o un océano levantado (panel c) podría resultar en una anomalía de gravedad positiva actual en Sputnik Planitia; de lo contrario, la anomalía de gravedad será fuertemente negativa (panel a). (Imagen de Nimmo et al., Nature, 2016)

Pero Plutón es frío, con temperaturas que van desde -387 a -369 Fahrenheit (-233 a -223 Celsius). ¿Cómo podría haber un océano?

«Plutón es lo suficientemente pequeño como para casi enfriarse, pero todavía tiene un poco de calor, y es aproximadamente el 2 por ciento del presupuesto de calor de la Tierra, en términos de cuánta energía está saliendo», dijo el coautor Richard Binzel, de MIT. “Así que calculamos el tamaño de Plutón con su flujo de calor interior y descubrimos que debajo del Sputnik Planitia, a esas temperaturas y presiones, podría haber una zona de hielo de agua que podría ser al menos viscosa. No es un océano líquido que fluye, pero tal vez fangoso. Y descubrimos que esta explicación era la única forma de armar el rompecabezas que parece tener algún sentido”.

La cuenca masiva también parece extremadamente brillante en relación con el resto del planeta, y los datos de New Horizons sugieren que está llena de hielo de nitrógeno congelado.

Investigaciones anteriores de la misión mostraron evidencia de que el nitrógeno líquido puede estar refrescándose o convectándose constantemente, como resultado de un punto débil en el fondo de la cuenca, y este punto débil puede permitir que el calor suba a través del interior de Plutón para refrescar continuamente el hielo. .

Además, el peso extra de un océano subterráneo podría ayudar a explicar la cuestión de por qué el corazón de Plutón se alinea casi exactamente opuesto al de Caronte. Nimmo dijo que esta alineación es «sospechosa» y que la probabilidad de que esto sea solo una coincidencia es solo del 5 por ciento. Por lo tanto, la alineación sugiere que la masa adicional en ese lugar interactuó con las fuerzas de marea entre Plutón y Caronte para reorientar a Plutón, colocando a Sputnik Planitia directamente frente al lado que mira a Caronte.

Un océano espeso y pesado, según sugieren los nuevos datos, puede haber servido como una «anomalía gravitacional», lo que influiría en gran medida en el tira y afloja gravitacional de Plutón y Caronte, dijeron los investigadores. Durante millones de años, el planeta habría girado, alineando su océano subterráneo y la región en forma de corazón sobre él, casi exactamente opuesta a lo largo de la línea que conecta Plutón y Caronte.

Si bien los científicos aún están estudiando los datos de New Horizons, es seguro decir que Plutón sigue sorprendiendo a todos, incluso a los científicos que mejor lo conocen.

“Plutón es difícil de comprender en tantos niveles diferentes”, dijo Binzel.

Otras lecturas:
UC Santa Cruz
MIT
Artículo de Nature: La reorientación de Sputnik Planitia implica un océano subterráneo en Plutón
Artículo de Nature: Reorientación y fallas de Plutón debido a la carga volátil dentro de Sputnik Planitia

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