martes, 20 de octubre de 2015

Los agujeros de Plutón y Caronte

No, no nos hemos olvidado de la New Horizons y Plutón. Las últimas imágenes publicadas por el equipo de la misión nos permiten observar la suave planicie Sputnik en el corazón de Plutón -nunca mejor dicho- con una precisión sin precedentes de 250 metros por píxel. ¿Y qué es lo que se ve? Pues con este nivel de resolución la helada superficie nos revela detalles nunca vistos y, además del patrón de celdas poligonales ya conocido, se aprecian líneas de color oscuro y curiosos agujeros alineados de cientos de metros de longitud y decenas de metros de profundidad cada uno.

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Superficie de Sputnik Planum vista por la cámara LORRI con una resolución de 150 m/píxel (NASA/JHUAPL/SwRI).
¿Qué son estos agujeros? Probablemente se trate de estructuras formadas por la evaporación o sublimación cíclica de los hielos de nitrógeno y monóxido de carbono que cubren la llanura Sputnik, aunque todavía es muy pronto para saberlo. Estas oquedades se distribuyen formando estructuras con formas extrañas, en algunos casos lineales. El hecho de que a esta resolución siga sin poder verse ningún cráter significa que la planicie es incluso más joven de lo que se esperaba.

Detalle de las marcas lineales oscuras formadas por varios agujeros en el hielo de Sputnik (NASA/JHUAPL/SwRI).
Detalle de las marcas lineales oscuras formadas por varios agujeros en el hielo de Sputnik (NASA/JHUAPL/SwRI).

Mosaico LORRI completo que abarca casi toda la llanura Sputnik (NASA/JHUAPL/SwRI/Unmmanedspaceflight.com).
Mosaico LORRI completo que abarca casi toda la llanura Sputnik (NASA/JHUAPL/SwRI/Unmmanedspaceflight.com).
Estas no son las imágenes de mayor resolución que obtuvo la cámara LORRI durante el encuentro del pasado 14 de julio, ya que también tomó fotografías de Sputnik Planum con una resolución de 70-80 metros por píxel que todavía no han sido enviadas a la Tierra. Pero no solo hemos podido disfrutar de imágenes de Plutón, ya que ahora tenemos a nuestra disposición instantáneas de alta resolución de su extraño satélite principal, Caronte. La primera sorpresa es que Caronte también posee hoyos debidos, probablemente, a la sublimación de hielos:

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Superficie de Caronte vista por la cámara LORRI. Llaman la atención los cráteres deformados a la derecha (NASA/JHUAPL/SwRI).



No obstante, sabemos que el componente principal de la corteza de Caronte es el hielo de agua, no de nitrógeno, así que los procesos erosivos que operan en esta luna deben ser distintos a los que vemos en Sputnik Planum, lo que explicaría su diferente morfología y profunidad.

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Atentos a este curioso cráter joven en Caronte (parte central de la imagen), con una zona central oscura rodeada de otra más clara (NASA/JHUAPL/SwRI).

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Mosaico del terminador de Caronte (NASA/https://twitter.com/volcanopele).

Mosaico de Caronte (NASA/https://www.flickr.com/photos/lunexit/).
Mosaico de Caronte (NASA/https://www.flickr.com/photos/lunexit/).
Casi simultáneamente a la difusión de estas imágenes se ha publicado el primer artículo científico en la revista Science a partir de los resultados del sobrevuelo de Plutón por la New Horizons. El paper es un resumen de todo lo que ya hemos comentado por este blog a lo largo de los últimos meses (eso es lo que tiene publicar los datos en abierto y casi en tiempo real, no como otros), pero es una buena oportunidad para resumir los principales hallazgos de la misión:
  • El radio de Plutón es de 1187 ± 4, casi en el extremo superior de las estimaciones de antes del sobrevuelo (1150-1200 km), por lo que su densidad es menor de la esperada -tiene mayor proporción de hielos- y, por lo tanto, no tan diferente a la de Eris.

Algunas zonas fotografiadas por la New Horizons (Stern et al.).
Algunas zonas fotografiadas por la New Horizons. Abajo, diferencias en albedo del terreno (Stern et al.).
  • Plutón es prácticamente esférico, con una diferencia entre el radio polar y ecuatorial menor a los doce kilómetros. Esto significa que el planeta enano nunca giró mucho más rápido que en la actualidad como proponen algunos modelos de la formación del sistema Plutón-Caronte.
  • La superficie de Plutón presenta zonas muy viejas (Cthulhu Regio) y muy jóvenes (Sputnik Planum). En las regiones antiguas se aprecian grietas y fallas de hasta 600 kilómetros de longitud y cráteres de hasta 260 kilómetros de diámetro, pero algunos aparecen deformados o rellenos por depósitos de otros hielos. La juventud de Sputnik Planum es un misterio teniendo en cuenta la limitada energía interna de Plutón y su origen podría estar relacionado con procesos tectónicos o de erosión superficial.

Nombres provisionales de Plutón y Caronte (Stern et al.).
Nombres provisionales de Plutón y Caronte (Stern et al.).
  • Existen montañas formadas por hielo de agua en la frontera entre Cthulhu Regio y Sputnik Planum que se elevan hasta tres kilómetros por encima de las planicies circundantes.
  • Sputnik Planum está formada por hielos de nitrógeno, metano y monóxido de carbono, aunque su proporción relativa no se ha podido determinar. En los bordes de Sputnik se han visto lo que parecen ser estructuras similares a los glaciares terrestres. A la temperatura de Plutón (-235º C), una mezcla de hielos de nitrógeno, metano y monóxido de carbono se comportaría de forma parecida al hielo de agua de un glaciar terrestre.

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Región de Sputnik vista por LORRI (A), Ralph (B) y LEISA (C). En la imagen de Ralph las zonas ricas en metano se ven más rojizas. La imagen de LEISA mide la abundancia de hielo de CO (Stern et al.)
  • Plutón es, después de Japeto (una luna de Saturno) el mundo del sistema solar con un mayor contraste de albedo.
  • El color rojizo de Plutón se debe a la presencia de tolinas, sustancias orgánicas complejas de color amarillo, marrón o rojo oscuro formadas por la acción de la luz ultravioleta y el viento solar sobre diferentes compuestos de nitrógeno y metano que se hallan en estado sólido en la superficie y en suspensión en la tenue atmósfera plutoniana.
  • La atmósfera de nitrógeno de Plutón tiene una presión superficial de 10 microbares, bastante inferior a lo esperado. A cambio, su estructura vertical está muy desarrollada y presenta varias capas de neblinas orgánicas, especialmente a 50 y 80 kilómetros de altura, así como un curioso color azul a contraluz. La neblina se extiende hasta 150 kilómetros por encima de la superficie. La cantidad de metano en la atmósfera ronda el 0,25%, muy por debajo del 0,44% estimado. Se ha detectado directamente la presencia de eteno y etino.

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Estructura de la atmósfera de Plutón (Stern et al.).
  • Caronte tiene un radio de 606 ± 3, similar a lo calculado por los instrumentos terrestres. Al igual que Plutón, es prácticamente esférico. La densidad de Caronte y la de Plutón solo difieren en un 10%.
  • Se ha detectado hielo de agua en la superficie de Caronte, corroborando las observaciones hechas desde la Tierra. Las desigualdades del terreno alcanzan los 3 kilómetros de altura, consistentes con una corteza de hielo de cientos de kilómetros de profundidad.

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Algunas zonas fotografiadas de Caronte (Stern et al.).
  • La mancha oscura del polo norte de Caronte, Mordor Macula, tiene un diámetro de 450 kilómetros y podría ser una antigua cuenca de impacto.
  • Caronte posee dos complejos ecuatoriales de fracturas denominados Macross Chasma y Serenity Chasma con acantilados de hasta 5 kilómetros de altura. La dicotomía entre el hemisferio norte y el sur es evidente y su origen no está claro.
  • Caronte tiene varias montañas extrañas rodeadas por ‘fosos’. La mayor de ellas es Kubrick Mons, de 4 kilómetros de altura. El origen de estas estructuras es desconocido.
  • La edad de la mayor parte de la superficie de Caronte parece rondar los cuatro mil millones de años, pero los modelos no son muy precisos y algunos, una minoría, apuntan a una edad para ciertas zonas de unos 300 millones de años.
  • Caronte carece de una atmósfera digna de mención.
  • Nix tiene unas dimensiones de 54 × 41 × 36 kilómetros y aparentemente está formada por hielo de agua más brillante que el que compone Caronte. Por su parte, Hidra posee unas dimensiones de 43 × 33 kilómetros

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