Label: Pluton

Las imágenes obtenidas por New Horizons revelaron la existencia de dunas en Plutón.

Un estudio en Science explica cómo es posible la formación de estos sorprendentes montículos en el planeta enano.

En julio de 2015, una misión de la NASA logró un hito histórico: llegar a Plutón. La sonda New Horizons sobrevoló el planeta enano a más de 50.000 kilómetros por hora, obteniendo imágenes detalladas sobre su superficie. Algunas de las fotografías revelaban la existencia de unas características líneas espaciadas regularmente, que recordaban a las dunas que podemos encontrar en la Tierra. La existencia en Plutón de estos montículos, que también se han visto anteriormente en Marte, Titán, Venus o incluso el cometa 67P, eran todo un misterio. Las dunas de Plutón, probablemente generadas por vientos moderados, podrían haberse formado en un pasado geológico muy reciente

Una nueva investigación, publicada hoy en la revista Science, ha analizado la colección de 357 crestas pálidas, así como seis bandas más oscuras. Las dunas se encuentran en Sputnik Planitia, una meseta de hielo de metano, nitrógeno y monóxido de carbono. La región está situada en la parte occidental de la Tombaugh Regio, popularmente conocido como el corazón de Plutón. Los montículos cuentan con un ancho de entre 0,4 y 1 kilómetros y se localizan en un área con un diámetro de menos de 75 kilómetros.

Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Su existencia, explica el equipo de Matt W. Telfer, se explica por la acumulación de partículas de hielo de metano del tamaño de granos de arena (~200 a ~300 micrómetros). Las dunas de Plutón probablemente son generadas por vientos moderados que azotan el planeta enano, con velocidades menores de 10 metros por segundo. "La morfología intacta", afirman los autores en el artículo, "y las relaciones con el hielo glacial convectivo subyacente implican que se han formado en un pasado geológico muy reciente", posiblemente durante los últimos 500.000 años.

Las dunas de Plutón están hechas de metano

Los científicos, entre los que se encuentran investigadores de la NASA y del Instituto SETI, creen que los granos de metano se forman después de que se sublime el nitrógeno, un proceso por el que pasa de estado sólido a gas. Las partículas de hielo de metano son transportadas luego con el viento, llegando incluso a velocidades de entre 30 y 40 kilómetros por hora, hasta alcanzar la zona en la que se depositan dando lugar a las mencionadas dunas. Para que se produzcan estas estructuras, según los autores, es necesario que haya una atmósfera fluida de densidad suficiente para que se produzca el movimiento de los granos de hielo de metano. Plutón cuenta todavía con características parecidas a la Tierra a pesar de estar treinta veces más lejos del Sol

"Sabíamos que cada objeto del sistema solar con una atmósfera y una superficie rocosa tiene dunas, pero no que las íbamos a encontrar en Plutón. Resulta que, a pesar de que hay muy poca atmósfera y la temperatura superficial es aproximadamente de -230ºC, hay montículos formándose", sostiene en un comunicado Matt Telfer, profesor de Geografía Física de la Universidad de Plymouth y primer firmante del trabajo. Según comenta, "los datos de New Horizons nos han dado un nuevo nivel de detalle, aunque tuvimos que trabajar duro para explicar cómo fue posible obtener la fuente de sedimentos, la superficie y el viento que se necesita".

"Cuando vimos por primera vez las imágenes de New Horizons, pensemos de forma instantánea que eran dunas, pero fue realmente sorprendente", asegura Jani Radebaug. La profesora de la Universidad Brigham Young, que ha participado en el trabajo en Science, resalta que Plutón cuente todavía con características parecidas a la Tierra a pesar de estar treinta veces más lejos del Sol que nuestro planeta. Los resultados, según Telfer, ofrecen "otra pieza del rompecabezas para dar sentido a este cuerpo diverso y remoto, y nos da una mayor comprensión fundamental de los procesos geológicos que influyen"

Ofrece una "perspectiva geológica novedosa"

"Se trata de una investigación muy interesante", explica a Hipertextual Jesús Martínez Frías, jefe del Grupo de Investigación de Meteoritos y Geociencias Planetarias en el Instituto de Geociencias (UCM-CSIC). Los resultados, a su juicio, abren "una nueva visión al estudio de las partículas en las superficies planetarias de los cuerpos helados del sistema solar". El estudio "analiza y caracteriza pormenorizadamente" si la génesis de las dunas "puede deberse a procesos eólicos, de sublimación o tal vez a la interacción de ambos". "En lugar de representar el final del reino del Sol, Plutón tal vez suponga la puerta de entrada a un reino inexplorado"

En opinión de Alexander G. Hayes, de la Universidad de Cornell, "lo que hace este descubrimiento sorprendente es que el sedimento se puede movilizar a pesar de la atmósfera tenue de Plutón". El profesor de Astronomía, que no ha participado en la investigación, resalta en una tribuna publicada en Science que este proceso sea posible teniendo en cuenta que la presión superficial del planeta enano sea "un factor 100.000 veces más bajo que el de la Tierra". "En lugar de representar el final del reino del Sol, Plutón tal vez suponga la puerta de entrada a un reino inexplorado donde los hielos volátiles dominan los paisajes de los planetas enanos y de los objetos irregulares del cinturón de Kuiper", sostiene.

NASA/JHUAPL/SwRI

"En la Tierra existen algunos ejemplos similares (con nieve y hielo) pero normalmente estamos acostumbrados a asignar las dunas con partículas de arena de distinta composición, como silícea, carbonatada y sulfatada", comenta a Hipertextual Martínez Frías, que no ha participado en el estudio. "Plutón nos ha traído una perspectiva geológica novedosa considerando que el hielo —un mineral reconocido por la Asociación Mineralógica Internacional (IMA, en inglés)— también puede generar estas interesantes estructuras", apunta. El también director de la Red Española de Planetología y Astrobiología (REDESPA) destaca que las dunas sean recientes, "lo que apunta a una actividad actual en la superficie de Plutón que produce morfologías geológicamente jóvenes", zanja el especialista consultado. Tras las exitosas observaciones en el planeta enano, la misión New Horizons se dirige ahora hacia su próximo destino, donde llegará en Año Nuevo.

hipertextual

Dunas en Plutón con arena de metano

Tras analizar las imágenes que tomó la nave New Horizons cuando sobrevoló Plutón, los científicos han descubierto que este planeta enano tiene dunas, y con una particularidad: están formadas por pequeños granos de metano sólido. También resulta sorprendente que estas estructuras se movilicen bajo la extremadamente tenue atmósfera de Plutón.

<p>Campos de dunas (líneas negras) en los márgenes de la planicie Sputnik Planitia occidental, con diversas anotaciones de los científicos. / Parteli, Telfer, Radebaugh et al./Science</p>

Campos de dunas (líneas negras) en los márgenes de la planicie Sputnik Planitia occidental, con diversas anotaciones de los científicos. / Parteli, Telfer, Radebaugh et al./Science

La Tierra, Marte, Venus, Titán y el cometa 67P son algunos de los objetos del sistema solar que tienen dunas, y ahora se suma Plutón, según cuenta esta semana en la revista Science un equipo internacional de geógrafos, físicos y científicos planetarios. Los autores consideran que granos helados de metano liberados en la atmósfera enrarecida de este diminuto planeta son los que originan sus dunas.

El descubrimiento ha sido posible gracias al sobrevuelo que realizó la sonda New Horizons de la NASA cerca de Plutón en julio de 2015. Sus imágenes muestran que en el límite de la planicie helada Sputnik Planitia, y empujadas hacia una cadena montañosa importante, aparecen una serie de dunas repartidas por un área de menos de 75 km de ancho.

Los granos de metano son lanzados a la atmósfera por un proceso de sublimación desde una capa de hielo junto a una cordillera

Los científicos han observado la distribución espacial de las dunas y el rastro del viento sobre su superficie, además de elaborar modelos computacionales. Así han deducido que las dunas se forman sobre una capa de hielo situada junto a una cordillera. En esas condiciones los cristales de nitrógeno y metano subliman, es decir, pasan directamente de estado sólido a gas.

De esta forma, los granos de metano son lanzados a la atmósfera. Luego son transportados por los vientos moderados de Plutón (que pueden alcanzar entre 30 y 40 km/h), y donde la baja gravedad facilita el proceso. Al caer al suelo, las partículas también pueden golpear y movilizar más granos.

Los autores consideran que la morfología poco alterada de las dunas y su relación con el hielo glacial subyacente indican que estas estructuras probablemente se hayan formado en los últimos 500.000 años. y con más probabilidad, en una época mucho más reciente.

Poca gravedad y 230 grados bajo cero

"Sabíamos que los cuerpos del sistema solar con una atmósfera y una superficie rocosa sólida tenían dunas, pero desconocíamos lo que encontraríamos en Plutón. Resulta que, a pesar de que hay muy poca atmósfera y que su temperatura superficial es de alrededor de -230 °C, todavía se forman dunas”, destaca Matt Telfer, profesor de la Universidad de Plymouth (Reino Unido) y autor principal del artículo.

"Lo que hace sorprendente este descubrimiento es que el sedimento se puede movilizar por el viento a pesar de la tenue atmósfera de Plutón", destaca Hayes

Por su parte, otro de los autores, Eric Parteli, investigador de la Universidad de Colonia (Alemania) añade: "La considerablemente menor gravedad de Plutón, así comola presión atmosférica extremadamente baja, significa que los vientos necesarios para mantener el transporte de sedimentos pueden ser cien veces menor que en la Tierra. Además, los gradientes de temperatura en la capa de hielo granular, causados por la radiación solar, también desempeñan un papel importante. Estos procesos combinados permite crear dunas en condiciones de viento normales en Plutón".

Otro de los participantes en el estudio, el profesor Jani Radebaugh de la Universidad Brigham Young (EE UU), destaca que Plutón, a pesar de estar 30 veces más lejos del Sol que la Tierra, todavía tiene características similares a nuestro planeta: “Nos hemos centrado en lo que está cerca, pero también hay una gran cantidad de información en los confines del sistema solar".

Ahora los investigadores planean continuar sus investigaciones a través de simulaciones por ordenador, lo que les permitirá conocer mejor el papel que ha desempeñado el viento en la geología del planeta enano.

"Lo que hace sorprendente el descubrimiento de dunas en Plutón es que el sedimento se puede movilizar por el viento a pesar de la tenue atmósfera de Plutón, cuya presión superficial (1 pascal) es 100.000 veces menor que la de la Tierra", valora el investigador Alexander Hayes de la Universidad de Cornell (EE UU) en otro artículo de Science, donde se pregunta: “¿Qué tipo de actividad eólica podríamos ver entonces en lugares como Io o Tritón?".

SINC

La Unión Astronómica Internacional ha aprobado los nombres de una docena de cráteres, valles y montes de Caronte, la luna más grande de Plutón. Los términos fueron propuestos por el equipo de la misión New Horizons de la NASA e incluyen algunos tan conocidos como el del cineasta Stanley Kubrick, el escritor Arthur C. Clarke, el capitán Nemo o el personaje de Dorothy Gale de El mago de Oz, además de barcos fantasma y mitológicos.

Caronte es el satélite más grande de Plutón. Con un diámetro de unos 1.215 km y un tamaño similar al de Francia, es uno de los objetos más grandes del cinturón de Kuiper, la región de cuerpos helados y rocosos que se mueven más allá de Neptuno. El nombre de Caronte hace referencia al barquero que guiaba las sombras errantes de los difuntos de un lado a otro del río Aqueronte, según la mitología griega.

Los nombres los ha propuesto el equipo de la misión New Horizons con la ayuda de una campaña abierta al público denominada 'Our Pluto'

Esta luna tiene gran cantidad de cráteres, montes y valles largos y profundos conocidos como ‘chasmas’. Ahora una docena de estas estructuras geológicas han recibido su nombre oficial por parte de la Unión Astronómica Internacional (IAU), la autoridad reconocida para nombrar a los cuerpos celestes y los elementos de su superficie.

Los nombres los había propuesto el equipo de la misión y nave New Horizons de la NASA, que llevó a cabo el primer reconocimiento de Plutón y sus satélites en 2015. Ese mismo año ya recopilaron ideas a través de una campaña on line abierta al público denominada Our Pluto, en la que participaron voluntarios de todo el mundo.

"Me complace que las características de Caronte se hayan elegido con un espíritu internacional", ha destacado Rita Schulz, presidenta del Grupo de Trabajo de la IAU para la Nomenclatura del Sistema Planetario.

Como una forma de honrar la épica exploración de Plutón y sus lunas que realizó la sonda New Horizons, muchos de los nombres característicos del sistema de este planeta enano rinden homenaje al espíritu de la exploración humana, recordando a viajeros, científicos, viajes pioneros y destinos misteriosos.

Literatura y mitología de viajes exploratorios

En el caso de Caronte, se han elegido términos centrados en la literatura y la mitología de los viajes exploratorios. Así se ha denominado Argo Chasma a una depresión que debe su nombre al barco con el que navegaron Jason y los Argonautas en busca del vellocino de oro, según se describe en la obra Las Argonáuticas.

El monte Butler Mons honra a la estadounidense Octavia E. Butler, la primera escritora de ciencia ficción que ganó una beca MacArthur. Su trilogía de Xenogenesis (Amanecer, Ritos de madurez e Imago) describe la salida de la humanidad de la Tierra y su posterior regreso.

Caleuche Chasma recibe su nombre del barco fantasma mitológico que viaja por los mares que rodean la pequeña isla chilena de Chiloé

Por su parte, Caleuche Chasma recibe su nombre del barco fantasma mitológico que viaja por los mares que rodean la pequeña isla de Chiloé, frente a la costa de Chile. Según la leyenda, el Caleuche o Barco de los Brujos recorre el litoral recogiendo a los muertos, que viajarán para siempre a bordo de la nave.

La barca Mandjet de la mitología egipcia que transportaba cada día al dios del sol Ra, uno de los primeros ejemplos mitológicos de una nave espacial, también da nombre al valle Mandjet Chasma.

Inspirado en el mundo marino, Nemo Crater lleva el nombre del capitán del Nautilus, el submarino de las novelas de Julio Verne protagonista de 20.000 leguas de viaje submarino (1870) y La isla misteriosa (1874). Y otro cráter, el Sadko Crater, reconoce al aventurero que viajó al fondo del mar en la epopeya rusa medieval Bylina.

2001: Odisea en el espacio protagoniza otras dos estructuras geológicas de Caronte. Una es el monte Kubrick Mons, para recordar al cineasta Stanley Kubrick que dirigió esa película, donde cuenta la historia de la evolución de la humanidad desde los homínidos que usaban herramientas hasta los exploradores del espacio y más allá.

El autor de la obra, Arthur C. Clarke, también aparece representado en los Clarke Montes. El prolífico escritor de ciencia ficción y de novelas futuristas es conocido por presentar imaginativas representaciones de la exploración espacial.

Dos de los montes Caronte se llamarán Kubrick y Clarke, en honor del director y autor de '2001: Odisea en el espacio'

Por su parte, el Dorothy Crater reconoce a la protagonista de la serie de novelas para niños que escribió el estadounidense Lyman Frank Baum, que sigue los viajes y aventuras de Dorothy Gale por el mágico mundo de Oz.

Nasreddin, un personaje mítico de la tradición popular sufí, una especie de antihéroe del islam protagonista de miles de cuentos populares humorísticos contados en Oriente Medio, otras partes de Asia y sur de Europa, da nombre al Nasreddin Crater.

Un caso similar es el del Pirx Crater, que ha sido bautizado así por el personaje principal de una serie de cuentos del escritor polaco Stanislaw Lem, que viaja entre la Tierra, la Luna y Marte.

Finalmente, el Revati Crater hace referencia al personaje principal de la narrativa épica hindú Mahabharata, una obra escrita alrededor del 400 a.C y considerada como la primero en la historia que incluye el concepto de viaje en el tiempo.

IAU

La composición del gas de la atmósfera de un planeta determina generalmente cuánto calor queda atrapado en ella. Para el planeta enano Plutón, sin embargo, la temperatura pronosticada a partir de la composición de su atmósfera resultó ser mucho más alta que la indicada por las mediciones reales que efectuó la sonda New Horizons de la NASA en 2015.

"Ello ha sido un misterio desde que obtuvimos por primera vez los datos de temperatura de la New Horizons", destaca Xi Zhang, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California en Santa Cruz, Estados Unidos.

Zhang y sus colaboradores, tras realizar una investigación al respecto, proponen un mecanismo de enfriamiento capaz de explicar por qué la sonda New Horizons midió temperaturas en Plutón que son mucho más frías que lo predicho.

Según las conclusiones del estudio, es la niebla de hidrocarburos de Plutón el agente que mantiene al astro más frío de lo esperado. "Plutón es el primer cuerpo planetario que conocemos donde el balance térmico atmosférico está dominado por partículas de niebla en fase sólida en vez de por gases", destaca Zhang.

El mecanismo de enfriamiento se basa en la absorción de calor por parte de las partículas de niebla, las cuales emiten entonces radiación infrarroja, enfriando la atmósfera al radiar energía hacia el espacio. El resultado es una temperatura atmosférica de unos 203 grados centígrados bajo cero, en vez de la de aproximadamente 173 grados bajo cero que se había predicho.

Según Zhang, el exceso de radiación infrarroja procedente de las partículas de niebla en la atmósfera de Plutón debería ser detectable por el Telescopio Espacial James Webb, permitiendo la confirmación de la hipótesis de su equipo. Dicho telescopio se lanzará al espacio en 2019.

NCYT

Los científicos exploran la misteriosa atmósfera de Plutón.
Un estudio en Nature propone un modelo que explica sus bajas temperaturas.

El 14 de julio de 2015 será recordado como un día histórico, en el que la humanidad consiguió completar la exploración de todo el sistema solar. Lo hizo gracias a la sonda New Horizons de la NASA, que sobrevoló por primera vez Plutón, un planeta enano que escondía sorpresas inesperadas. New Horizons sobrevoló Plutón y descubrió varias sorpresas sobre el planeta enano

Además de las espectaculares imágenes sobre Plutón, que nos mostraron la existencia del mayor glaciar del sistema solar o la diversidad geológica del planeta enano, la NASA también descubrió que su azulada atmósfera era rica en hidrocarburos. Los datos obtenidos por New Horizons sugerían además que la envuelta de Plutón era mucho más fría de lo que se pensaba, una cuestión que atrajo inmediatamente la atención de los científicos.

La culpa es de la niebla de Plutón

"Ha sido un misterio desde que conocimos por primera vez los datos de temperatura obtenidos por New Horizons", explica Xi Zhang, profesor en la Universidad de California (Santa Cruz). Su equipo ha propuesto un mecanismo que explica por qué la atmósfera de Plutón presenta temperaturas tan bajas a una altitud por encima de los cincuenta kilómetros. Normalmente las moléculas gaseosas, como el vapor de agua, son las responsables de atrapar el calor. El caso de Plutón, según la hipótesis publicado en Nature, sería diferente.

La atmósfera de Plutón presenta temperaturas más bajas de lo que se creía, todo un "misterio" para los científicos

La investigación realizada por el equipo de Zhang sugiere que las neblinas que envuelven al planeta enano, y no las partículas gaseosas, actuarían como un refrigerante planetario. Según el trabajo publicado en Nature, las partículas que forman parte de la bruma absorberían el calor, que emitirían posteriormente en forma de radiación infrarroja, enfriando la atmósfera al irradiar energía al espacio. Como resultado, la temperatura atmosférica es de -203ºC, en lugar de los -173ºC estimados en el pasado.

"Plutón es el primer objeto planetario conocido donde la estimación de energía atmosférica está dominada por partículas sólidas de la neblina en lugar de por gases", sostiene Zhang. La niebla que aparece en el planeta enano se forma como resultado de las reacciones químicas, en las que la radiación ultravioleta del Sol ioniza nitrógeno y metano, que a su vez dan lugar a pequeñas partículas de hidrocarburos, de apenas unas decenas de nanómetros de diámetro. Cuando estas partículas descienden en la atmósfera, se van formando agregados que pueden ocasionalmente depositarse en la superficie. "Creemos que las partículas de hidrocarburos están relacionadas con las manchas rojizas y marrones que se observan en la superficie de Plutón", comenta Zhang.

Jesús Martínez Frías, jefe del Grupo de Investigación del CSIC de Meteoritos y Geociencias Planetarias en el Instituto de Geociencias (IGEO), explica a Hipertextual que el estudio publicado en Nature es "interesante". "Propone una hipótesis novedosa para Plutón, basándose en la distribución de partículas, las temperaturas y los efectos radiativos", afirma Martínez Frías, que no ha participado en la investigación.

Según la hipótesis, las partículas de la neblina de Plutón actuarían como refrigerantes

Aunque el modelo presentado hoy resulta "elegante y coherente", a su juicio se necesitan "más datos experimentales y composicionales para confirmar esta hipótesis". "Me inclino a pensar que este estudio puede ser muy útil para los exoplanetas, mucho más que para los planetas de nuestro sistema solar", opina Martínez Frías, director de la Red Española de Planetología y Astrobiología (REDESPA). En opinión de Robert A. West, del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, que tampoco ha participado en el estudio, "los resultados del modelo son coherentes con el perfil de temperatura que determinó New Horizons, e implican que la temperatura atmosférica de Plutón está regulada por su niebla".

West coincide con Martínez Frías al destacar que los resultados presentados en Nature tendrán implicaciones a la hora de modelizar qué sucede en las atmósferas de los exoplanetas, los mundos situados fuera del sistema solar. Sin embargo, el científico cree que no hay modo de verificar en la actualidad que las propiedades ópticas inferidas representen realmente lo que sucede con la neblina de Plutón. Tampoco contamos por el momento con ningún instrumento que tenga la suficiente sensibilidad para detectar la radiación infrarroja que supuestamente se emitiría, algo que se logrará con el lanzamiento del futuro telescopio James Webb a partir de 2019.

El lanzamiento del telescopio James Webb será una buena oportunidad para verificar si el modelo es correcto

Comprender los efectos de la niebla que envuelve a este planeta enano será útil para entender qué ocurre en otros lugares dentro del sistema solar, como Tritón, la luna de Neptuno, o Titán, el satélite de Saturno, según los autores del trabajo. Además, los resultados publicados son relevantes para analizar posibles exoplanetas, mundos situados fuera de las fronteras del sistema solar, que presenten atmósferas con este tipo de brumas. La hipótesis sugerida ahora podría confirmarse dentro de unos meses, según Zhang, con el lanzamiento del James Webb, el potente instrumento que jubilará al telescopio Hubble.

hipertextual

En julio de 2015, la sonda New Horizons de la NASA tomó las primeras imágenes cercanas de Plutón y sus lunas. Esas impresionantes imágenes han inspirado a muchos a preguntarse cómo se vería un sobrevuelo de esos lejanos mundos.

La luna Caronte vista por New Horizons en 2015. Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI/Instituto Lunar y Planetario

No tendrán que preguntárselo más. Usando datos reales de New Horizons y modelos de elevación digitales de Plutón y su luna más grande Caronte, científicos de la misión han creado videos de sobrevuelos que ofrecen espectaculares nuevas perspectivas de las muchas características inusuales que fueron descubiertas y que han reformado nuestra vista del sistema de Plutón.

En primer lugar vemos el sobrevuelo de Plutón y luego el de su luna Caronte. En ambos videos el relieve topográfico ha sido exagerado en un factor de dos a tres veces para resaltar la topografía; los colores de las superficies también han sido realzados para hacer notar los detalles.

New Horizons

Plutón ha sido un misterio desde que fue descubierto en 1930. Considerado primero un planeta, fue reclasificado en 2006 como planeta enano y, desde entonces, no deja de sorprender a los científicos como *Elliot Sefton-Nash* de la Agencia Espacial Europea:"Una de las cosas que deberíamos comprender sobre Plutón es la escala de este planeta enano respecto a las dimensiones del sistema solar. Caminado por esta playa podemos hacernos una idea de las escalas y las distancias. Si dibujo en la arena el Sol con un diámetro de 30 centímentros, tendré que caminar unos 35 pasos para llegar hasta la Tierra. El Sol se situaría allí, con unos 30 centímetros de diámetro, y la Tierra aquí, con 3 milímetros. Si tuviéramos que dibujar a Plutón a la misma escala, su diámetro sería de 0.3 milímetros y tendríamos que alejarnos un kilómetro más en esta dirección de la playa."

"Obviamente no puedo dibujar algo con 0,3 milímetros de diámetro, para que lo veamos tengo que hacerlo más grande. Si esto es Plutón, su luna más importante es Caronte, que representa la mitad de su tamaño. Los otros cuatro satélites son Nix, Hidra, Cerbero y Estigia. La actividad alrededor de Plutón es intensa, no se trata solo de una roca, helada y muerta."

Actividad observada por primera vez por la sonda de la NASA New Horizons en 2015 y que superó con creces las expectativas de los expertos.

*Bernard Schmitt y Tanguy Bertrand* se quedaron asombrados con las imágenes captadas por la sonda. Estos científicos aseguran que Plutón es muy diferente de otros planetas rocosos como la Tierra o Marte o los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno.

"Cuando New Horizons se acercó a Plutón, lo primero que nos impresionó fue su orografía. ¿Por qué? porque hay montañas de 4 kilómetros de altitud al lado de depresiones de 3 kilómetros de profundidad. Eso ofrece unas diferencias topográficas enormes para un cuerpo celeste tan pequeño como el de Plutón", explica *Tanguy Bertrand*, estudiante de doctorado de la Universidad Pierre y Marie Curie.

Los 6 gigavatios de imágenes y datos enviados poco a poco por la misión New Horizons suplen el vacío de información que se tenía hasta ahora sobre Plutón.

Los investigadores descubrieron un impresionante mundo dominado por el hielo.

Para comparar su orografía con la de la Tierra, Bernard y Tanguy han realizado una demostración en las aguas heladas de un lago cerca de Grenoble en el sureste francés.

"El hielo, aquí, está próximo a cero grados, como en todos los glaciares, así que es muy blando, se desmorona y forma los glaciares, mientras que, en Plutón, el hielo está a 230 grados bajo cero, es tan duro como una roca. De hecho, en Plutón, el hielo forma montañas", explica *Bernard Schmitt*, director de investigación de CNRS.

Las montañas de Plutón son una mezcla de agua helada recubierta de manchas de escarcha de metano, mientras que el inmenso glaciar que se encuentra en su superficie está compuesto de nitrógeno.

Los científicos piensan que en Plutón también existen las estaciones lo que podría explicar los cambios inusuales apreciados en su superficie.

"El ecuador es un enigma. No hay hielo volátil, solamente una base de agua helada recubierta de una materia negra, resultado de la fotólisis del hielo por efecto de los rayos UVA. Vemos todo un contraste de color entre las zonas oscuras del ecuador y las zonas brillantes del norte y ese gigantesco glaciar de azote equivalente a la superficie de Francia", describe *Tanguy Bertrand*.

El glaciar conocido como Sputnik Planitia se formó, probablemente, hace unos 100 millones de años, lo que comparado al resto de formaciones planetarias es realmente joven. Los científicos no consiguen explicar el origen de esta planicie.

Comprender Plutón puede ayudarnos a comprender el sistema solar en su conjunto por eso los científicos se empeñan en desentrañar sus misterios.

"Creo que sería fantástico poder aterrizar en su superficie para comprender su estructura y su mineralogía, así como poder estudiar su orografía durante un largo periodo de tiempo. Por ahora, solo podemos observar Plutón de manera momentánea desde su órbita pero solo podríamos apreciar los cambios estacionales si pudiéramos observarlos durante todo un año", explica *Elliot Sefton-Nash* de la Agencia Espacial Europea:

"Es curioso, deseamos poder simular las condiciones de ese planeta enano, realizar experimentos para comprender cómo funciona, porque existe un clima, Plutón tiene atmósfera, hay hielo pero no podemos compararlo al que hay en la Tierra", explica *Tanguy Bertrand*, estudiante de doctorado de la Universidad Pierre y Marie Curie.

"No podíamos imaginarnos un planeta tan dinámico a esa distancia del Sol. Eso nos lleva a cuestionarnos más problemáticas que las que la misión espacial ha resuelto, en ese sentido es una misión con éxito", explica *Bernard Schimitt*, director de investigación de CNRS.

Hace tan solo unos años, Plutón y sus lunas no eran más que unos puntos en nuestros telescopios, detrás del cinturón de asteroides de Neptuno. Hoy sabemos mucho más.

esa

Plutón, el icónico planeta enano en el extremo del Sistema Solar, puede tener un gran océano bajo su superficie. Así lo indican las últimas investigaciones realizadas a partir de las imágenes tomadas por la sonda New Horizons de la NASA durante el sobrevuelo de ese lejano mundo en julio de 2015. Entonces se descubrió una brillante región en su superficie con una curiosa forma de corazón, conocida como Sputnik Planitia. Ahí debajo, concretamente en el «ventrículo» izquierdo, escondido bajo una capa helada, es donde puede existir ese mar exótico, espeso y frío. Pero, ¿puede contener vida?

William McKinnon, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de Washington en St. Louis y coautor de dos de los cuatro nuevos estudios sobre Plutón publicados esta semana en la revista «Nature», sostiene que es posible, pero que en ese caso sería muy básica y primitiva, ya que ese océano está cargado de amoníaco.

La presencia del líquido acre e incoloro ayuda a explicar no sólo la orientación del planeta enano en el espacio, sino también la persistencia del enorme océano cubierto de hielo de casi 1.000 km de ancho y más de 80 de espesor que otros investigadores llaman de «aguanieve» o «medioderretido», pero que McKinnon prefiere presentar como viscoso o meloso.

«De hecho, la New Horizons ha detectado amoníaco como compuesto en Caronte, la gran luna de Plutón, y en una de las pequeñas lunas. Por lo que es casi seguro que está también en el interior de Plutón», dice McKinnon. «Lo que creo que está ahí abajo en el océano es bastante nocivo, muy frío, salado y muy rico en amoníaco, como un jarabe o un sirope».

«No es un lugar para los gérmenes, y mucho menos para los peces, calamares, o cualquier forma de vida tal y como la conocemos», agrega. «Pero al igual que con los mares de metano en Titán -la luna principal de Saturno- se plantea la cuestión de si algunas formas de vida verdaderamente nuevas podrían existir en estos líquidos exóticos, fríos».

A medida que la humanidad explora el Cinturón de Kuiper y llega cada vez más lejos, hay más posibilidades de descubrir nuevos mares subterráneos y más posibilidades para la existencia de vida exótica. «La idea es que los cuerpos de escala de Plutón, de los cuales hay más de uno por ahí en el Cinturón de Kuiper, podrían tener este tipo de océanos. Pero serían muy exóticos en comparación con lo que pensamos que es un océano», apunta el investigador.

Y continúa: «La vida puede tolerar un montón de cosas: una gran cantidad de sal, frío extremo, calor extremo, etc, pero no creo que se pueda tolerar la cantidad de amoníaco que Plutón necesita para evitar que su océano se congele (el amoníaco es un excelente anticongelante). No es que el amoníaco sea del todo malo. En la Tierra, los microorganismos en el suelo fijan el nitrógeno en amoníaco, que es importante para la fabricación de ADN y las proteínas».

Vida precelular

Pero a su juicio, si se especula sobre la vida en un océano que está completamente cubierto con una capa de hielo, lo más probable es que lo mejor que pueda esperar es una especie muy primitiva de organismo. «Incluso podría ser precelular, como pensamos que era la vida en la Tierra temprana».

La investigación recientemente publicada se adentra en la creación, probablemente por un objeto de 200 km de ancho proveniente del cinturón de Kuiper que golpeó Plutón hace más de 4.000 millones de años, de la cuenca que incluye Sputnik Planitia.

El colapso del enorme cráter levantó el océano bajo la superficie de Plutón, y la densa agua, en combinación con la densa superficie de hielo de nitrógeno que ocupa el agujero, formó un enorme exceso de masa que provocó que Plutón volcara y se reorientara sobre sí mismo con respecto a Caronte.

Pero la elevación del océano no durará si el hielo de agua caliente en la base de la capa de hielo puede fluir y adaptarse a la manera de los glaciares en la Tierra. Agregando suficiente amoníaco al agua, a temperaturas increíblemente frías (de hasta menos 145 grados Fahrenheit) aún puede ser líquida, aunque muy viscosa, como el sirope frío de las tortitas. A estas temperaturas, el hielo de agua es rígido, y la superficie del océano elevado se convierte en permanente.

«Todas estas ideas acerca de un océano interior de Plutón son creíbles, pero son inferencias, no detecciones directas», advierte McKinnon. «Si queremos confirmar que existe un océano así, necesitaremos mediciones de la gravedad o radar de sonido del subsuelo, lo cual podría lograrse mediante una futura misión orbital a Plutón. ¡Todo depende de la próxima generación para continuar donde lo dejó la New Horizons!».

ABC

La cuenca de Sputnik Planitia, que constituye el lóbulo izquierdo del “corazón” de Plutón, probablemente se originó tras el impacto de un cometa contra este planeta enano (como se ilustra en la imagen).

Al principio se situaría al noroeste de su ubicación actual, pero luego Sputnik Planitia se fue reorientando a la posición en la que se observa hoy en día según la cuenca se fue llenando de hielo volátil.

Las imágenes de Plutón muestran lo que parecen ser glaciares de nitrógeno fluyendo hacia el exterior del terreno montañoso alrededor de Sputnik Planitia, pero en lo que se refiere a ese posible océano bajo la superficie, Nimmo sospecha que está formado principalmente por agua con alguna clase de anticongelante en ella, probablemente amoniaco.

Este corte en sección muestra el área de Sputnik Planitia, representando el azul oscuro un océano subterráneo y el azul claro la corteza congelada. (Imagen: Pam Engebretson)

Así lo sugieren dos estudios publicados en la revista Nature con datos de la sonda New Horizons de la NASA.

Uno de los artículos, liderado por el investigador James Keane de la Universidad de Arizona (EE.UU.), propone que la ubicación actual de Sputnik Planitia fue determinada por la fuerzas de marea que actúan entre Plutón y su luna Caronte.

Según se fue llenando la cuenca de hielo, se alteraron esas fuerzas –relacionadas con la gravedad– y provocaron que se reorientara todo el planeta enano, produciendo una red de fallas que crearon cañones y montañas.

Por su parte, el trabajo del profesor Francis Nimmo de la Universidad de California en Santa Cruz (EE.UU.) coincide en que las fuerzas de marea podrían explicar la situación actual de Sputnik Planitia, pero indican algo más: que estos procesos requerirían la existencia de un océano bajo la superficie de Plutón.

Esa lenta recolocación del planeta enano generó grietas y tensiones en la corteza que apuntan a la existencia de ese océano subterráneo. Futuros estudios y misiones confirmarán si las nuevas teorías son ciertas.

Existen otros grandes objetos en el Cinturón de Kuiper que son similares a Plutón en cuanto a tamaño y densidad, y tal como señala Nimmo, es posible que tengan también océanos bajo sus superficies congeladas.

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Unas fotografías de un punto de la superficie de Plutón tomadas por la sonda espacial New Horizons de la NASA han intrigado vivamente a la comunidad científica. El sitio retratado, y en especial una llamativa estructura, denotan que allí tiene lugar alguna actividad inusual.

Esta imagen del centro de Sputnik Planum, la planicie que forma el lado derecho del “corazón” de Plutón, ha llamado mucho la atención de los científicos. La mancha oscura en el centro de la imagen es probablemente un bloque sucio de hielo de agua “flotando” en nitrógeno sólido más denso, aunque está dando pie a todo tipo de especulaciones. (Foto: NASA/JHUAPL/SwRI)

Lo captado por la New Horizons tiene su escenario en el mismo centro de Sputnik Planum, la planicie helada llamada así informalmente que forma el lado izquierdo de la estructura semejante a un corazón de Plutón.

Sputnik Planum se halla en una altitud unos 3 kilómetros más baja que la mayor parte del área circundante, pero no es completamente plana. Su superficie está dividida en forma de células o polígonos de 16 a 40 kilómetros de lado a lado, y cuando se observa bajo ángulos reducidos de iluminación solar (con sombras visibles), estas estructuras geológicas parecen tener centros ligeramente elevados y márgenes con forma de cresta, con unos 100 metros de variación general en altura.

Los científicos de la misión creen que el patrón de las células procede de la convección térmica lenta de los hielos mayoritariamente de nitrógeno que llenan Sputnik Planum. El nitrógeno sólido, conformando un depósito que probablemente tiene varios kilómetros de profundidad en algunos lugares, se ve calentado subterráneamente por el modesto calor interno de Plutón, alcanza una cierta flotabilidad, lo que hace que se eleve en grandes glóbulos, y después se enfría y se hunde de nuevo, reiniciándose el ciclo.

La extraña estructura divisada puede deberse a un proceso de este tipo, aunque habrá que investigar más antes de poder decantarse definitivamente por una explicación.

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Las imágenes del telescopio espacial Hubble han facilitado nueva información sobre las órbitas, formas y tamaños de los pequeños satélites de Plutón. Así se ha podido conocer la relación entre las órbitas de Estigia, Nix e Hidra, además de confirmar la oscuridad de Cerbero. Los técnicos de la NASA usarán estos descubrimientos para planificar mejor el vuelo de New Horizons, la primera nave espacial que se aproximará en julio a estos remotos objetos del sistema solar.

Estigia, Nix, Cerbero e Hidra, las cuatro pequeñas lunas que orbitan alrededor del planeta enano Plutón muestran características inusuales. Así lo refleja el estudio que los investigadores Marcos Showalter del Instituto SETI y Douglas Hamilton de la Universidad de Maryland (EE UU) publican esta semana en la revista Nature.

“Estas cuatro lunas siguen una órbita casi circular y casi ecuatorial alrededor del ‘planeta binario’ integrado por Plutón y su gran luna Caronte”, apuntan los autores en su estudio, aunque destacan un fenómeno curioso: la resonancia orbital entre tres de las lunas.

En concreto, las observaciones sugieren que las órbitas de Estigia, Nix e Hidra están ligadas mediante una resonancia (donde algunos periodos orbitales son fracción de otros) de tres cuerpos, que recuerda a la denominada ‘resonancia de Laplace’ que existe entre las lunas de Ganímedes, Europa e Ío del planeta Júpiter.

Las órbitas de las lunas Estigia, Nix e Hidra están ligadas mediante una resonancia triple

Entre los satélites de este gigante gaseoso se establece una resonancia de tipo 1:2:4, es decir, por cada vuelta de Ganímedes alrededor de Júpiter, Europa da dos, y por cada vuelta de esta, Ío da otras dos. En el caso de las tres lunas de Plutón parece ocurrir algo parecido, “pero perturbaciones de otros cuerpos inyectan caos en una configuración que de otra manera sería estable”, explican Showalter y Hamilton.

Otros datos que aporta el estudio son los valores diferentes de luminosidad que presentan los satélites de Plutón. Así, las superficies de Hidra y Nix –que también se ha observado rotan de forma caótica por la torsión que ejerce el ‘planeta binario’– son bastante brillantes como ocurre en Caronte. Sin embargo, Cerbero es mucho más oscuro. Esto plantea interrogantes acerca de cómo pudo haberse formado este sistema satelital tan heterogéneo.

Inminente llegada de New Horizons

Algunas de las respuestas las podría facilitar la nave espacial New Horizons de la NASA, que el próximo 14 de julio de 2015 volará cerca de Plutón. Los responsables de esta misión, la primera a esta región tan remota del sistema solar, tendrán en cuenta los resultados del estudio, que también puede ayudar a comprender otros sistemas similares en el universo.

De hecho, en el mismo número de Nature aparece otro artículo del astrónomo Scott J. Kenyon del Smithsonian Astrophysical Observatory (EE UU) donde se señala que la arquitectura orbital de los satélites de Plutón-Caronte se asemeja a la de otras lunas de exoplanetas descubiertos por el observatorio espacial Kepler, como en los sistemas Kepler 730 y Kepler 2179.

Las primeras imágenes a color de las brumas atmosféricas de Plutón, enviadas la semana pasada por la sonda New Horizons de la NASA, revelan que la niebla es de color azul.

“¿Quién habría esperado un cielo azul en el cinturón de Kuiper? Es maravilloso”, dijo Alan Stern del Instituto de Investigación del Suroeste (Southwest Research Institute, SwRI), investigador principal de New Horizons.

Es probable que las partículas de la niebla sean grises o rojas, pero la manera en que dispersan la luz azul ha llamado la atención del equipo de científicos de la misión. “Ese llamativo tinte azul nos habla del tamaño y composición de las partículas de la niebla”, dijo Carly Howett, investigador del equipo y también del SwRI. “A menudo un cielo azul es el resultado de la dispersión de luz solar por partículas muy pequeñas. En la Tierra, esas partículas son moléculas muy pequeñas de nitrógeno. En Plutón, parecen ser partículas más grandes –pero aún relativamente pequeñas– similares a hollín, las que llamamos tolinas”.

Los científicos creen que las partículas de tolina se forman en la alta atmósfera, donde la luz solar ultravioleta separa e ioniza las moléculas de nitrógeno y metano y las permite reaccionar unas con otras para formar iones cada vez más complejos. Cuando se recombinan, forman macromoléculas muy complejas, un proceso que fue descubierto por primera vez en la atmósfera superior de la luna Titán de Saturno. Las moléculas más complejas continúan combinándose y creciendo hasta que se convierten en partículas pequeñas; los gases volátiles se condensan y cubren sus superficies con escarcha de hielo antes de tener tiempo de caer a través de la atmósfera y añadir un color rojizo a la superficie de Plutón.

En un segundo hallazgo importante, New Horizons ha detectado numerosas regiones pequeñas y expuestas de hielo de agua en el planeta enano.

“Grandes extensiones de Plutón no muestran hielo de agua expuesto, debido a que aparentemente está enmascarado por otros hielos más volátiles a lo largo de la mayor parte del planeta. Comprender por qué el agua aparece exactamente donde está, y no en otros lugares, es un desafío en el que estamos ahondando”, dijo Jason Cook, miembro del equipo y del SwRI.

Regiones de Plutón con hielo de agua expuesto (en azul). Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI.

Un aspecto curioso de la detección es que las áreas que muestran los espectros de agua más obvios corresponden a zonas que se ven rojas en las imágenes a color. “Estoy sorprendida de que este hielo de agua sea tan rojo”, dice Silvia Protopapa, miembro del equipo, de la Universidad de Maryland. “Todavía no comprendemos la relación entre el hielo de agua y las tolinas rojizas colorantes en la superficie de Plutón”.

New Horizons

La sonda New Horizons se halla en la fase definitiva de su viaje, que le permitirá sobrevolar Plutón y sus lunas a mediados de julio. En la actualidad, su cámara ya va tomando periódicamente imágenes de su objetivo, hasta el punto de que éstas empiezan a ofrecer detalles superficiales muy curiosos.

Plutón se encuentra tumbado respecto a la nave, con su eje de rotación apuntando hacia nosotros, de modo que la New Horizons está observando actualmente su polo norte. En las imágenes, además de los movimientos de su satélite más grande, Caronte, que gira alrededor de Plutón cada 6,4 días, pueden apreciarse señales de una zona brillante, que podría señalar la hipotética presencia de un casquete polar.

Las imágenes se captaron a principios de abril, cuando la sonda se hallaba aún a unos 113 millones de kilómetros de su objetivo, gracias a la cámara telescópica LORRI. A medida que la proximidad sea mayor, las fotografías serán más y más detalladas. Está previsto que la New Horizons pase a solo 12.500 km del planeta.

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