Plutón adquirió un "corazón" tras colisionar 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 característico corazón, que podría revelar nuevas pistas sobre los orígenes del planeta enano.

El rasgo se denomina Tombaugh Regio en honor al astrónomo Clybe Tombaugh, quien descubrió Plutón en 1930. Pero el corazón no es todo un elemento, 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 altamente reflectante de un blanco más brillante que el resto de Plutón, han desafiado toda explicación.

Una profunda cuenca 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 Estados Unidos, pero también es de 3 a 4 kilómetros más baja en elevación 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. Tras un análisis que incluía simulaciones numéricas, los investigadores llegaron a la conclusión de que un cuerpo planetario de unos 700 kilómetros de diámetro, o aproximadamente dos veces el tamaño de Suiza de este a oeste, probablemente colisionó con Plutón al principio 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 rasgos inusuales en todo el sistema solar, como los de la cara oculta de la Luna, que probablemente se crearon por colisiones durante los primeros y caóticos días de la formación del sistema.

Investigadores crearon las simulaciones numéricas utilizando un software de hidrodinámica de partículas suavizadas, considerado la base de una amplia gama de estudios sobre colisiones planetarias, para modelar diferentes escenarios de impactos potenciales, velocidades, ángulos y composiciones de la colisión del cuerpo planetario teorizado con Plutón.

Los resultados mostraron que el cuerpo planetario probablemente chocó contra Plutón en un ángulo oblicuo, en lugar de hacerlo de frente.

“El núcleo de Plutón es tan frío que (el cuerpo rocoso que colisionó con el planeta enano) permaneció muy duro y no se derritió a pesar del calor del impacto, y gracias al ángulo de impacto y a la baja velocidad, el núcleo del impactador no se hundió en el núcleo de Plutón, sino que permaneció intacto como una salpicadura sobre él”, afirma en un comunicado el autor principal del estudio, el Dr. Harry Ballantyne, investigador asociado de la Universidad de Berna (Suiza).

Pero, ¿qué le ocurrió al cuerpo planetario después de chocar contra Plutón?

“En algún lugar bajo el Sputnik se encuentra el núcleo remanente de otro cuerpo masivo, que Plutón nunca llegó a digerir del todo”, afirma 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 de 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 acontecimientos increíblemente intensos en los que se pueden ignorar los detalles, excepto aspectos como la energía, el momento 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 empieza la diversión”.

Los turbios orígenes de Plutón

Mientras estudiaban la característica del corazón, el equipo también se centró en la estructura interna de Plutón. Un impacto al principio de la historia de Plutón habría creado un déficit de masa, generando que Sputnik Planitia migrara lentamente hacia el polo norte del planeta enano con el paso del tiempo, mientras el planeta aún se estaba formando. Esto se debe a que la cuenca es menos masiva que sus alrededores, según las leyes de la física, explican los investigadores en el estudio.

Sin embargo, Sputnik Planitia está cerca del ecuador del planeta enano.

Investigaciones anteriores han sugerido que Plutón podría tener un océano subsuperficial y, de ser así, la corteza helada sobre el océano subsuperficial sería más delgada en la región de Sputnik Planitia, creando una densa protuberancia de agua líquida y causando una migración de masa hacia el ecuador, señalaron 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 primigenio 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 a lo sumo uno muy delgado”, 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 de 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 minucioso al explorar el modelado y desarrollar sus hipótesis, aunque le habría gustado ver “un vínculo más estrecho con las pruebas geológicas”.

“Por ejemplo, los autores sugieren que la parte sur de Sputnik Planitia es muy profunda, pero muchas de las pruebas geológicas se han interpretado como 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 dado 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”, afirma Singer. “Lo que ayudaría a distinguir entre las distintas hipótesis es más información sobre el subsuelo de Plutón. Eso sólo podremos conseguirlo enviando una misión espacial a orbitar Plutón, potencialmente con un radar que pueda escudriñar a través del hielo”.