martes, 19 de julio de 2016

Las sorpresas de Plutón que nos descubrió la New Horizons hace un año

El 14 de julio de 2015 pasará a la historia como el día que la humanidad completó su primer reconocimiento del sistema solar. Ese día la sonda New Horizons sobrevoló el sistema de Plutón y en unas pocas horas revolucionó nuestro conocimiento del principal objeto del cinturón de Kuiper. Plutón ha resultado ser un mundo mucho más complejo y diverso de lo esperado. Un año después repasamos las principales sorpresas de la misión:

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Plutón, con la planicie Sputnik en su centro, visto por la New Horizons el 14 de julio de 2015 (NASA/JHUAPL/SwRI).

1. Sputnik: el mayor glaciar del sistema solar

Se esperaba encontrar hielo de nitrógeno en la superficie de Plutón, pero nadie imaginaba que este material estaría formando el mayor glaciar conocido. Con una consistencia similar a la pasta de dientes, el hielo de nitrógeno —mezclado con hielo de metano y monóxido de carbono— cubre toda la región de Sputnik Planum, el lóbulo izquierdo del característico ‘corazón’ de Plutón (que a su vez es parte de Tombaugh Regio). Con una superficie de 870 000 kilómetros cuadrados, Sputnik ha sorprendido a todos debido a su extrema juventud. La falta de cráteres indican que Sputnik tiene una edad inferior a diez millones de años, es decir, ayer mismo en términos geológicos. La llanura de Sputnik está dominada por células de convección y, más al sur, vemos numerosas oquedades debidas a la sublimación de los hielos. La evidencia indica que Sputnik Planum se ha formado a partir de una cuenca de impacto que sirve como trampa de frío para los diferentes hielos de la superficie de Plutón, aunque el mecanismo preciso que permite su existencia es desconocido.

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Sputnik Planum en todo su esplendor (NASA/JHUAPL/SwRI).

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Foto en alta resolución de la cámara LORRI de la frontera entre Sputnik y las montañas de agua circundantes. Se aprecian las células de convección (NASA/JHUAPL/SwRI).



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Zona de Sputnik Planum donde se ve la frontera entre células de convección y las oquedades debidas a la sublimación (NASA/JHUAPL/SwRI).

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Cráteres descubiertos en Plutón. Sputnik Planum no tiene ninguno (NASA).

2. Una atmósfera repleta de sustancias orgánicas

Plutón es una especie de cometa gigante rodeado de una tenue atmósfera producida por la sublimación de los hielos que forman su superficie, principalmente nitrógeno. Sin embargo, antes de la llegada de la New Horizons nadie sabía la presión superficial exacta que existía en Plutón. La sonda descubrió que la presión de la atmósfera de nitrógeno era más baja de lo esperado, de tan solo diez microbares, pero también pudo comprobar que es más fría (entre -236º C y -228º C) y que se extendía más lejos de lo esperado. Pero la sorpresa más llamativa fue comprobar que esta fina atmósfera esta repleta de partículas orgánicas en suspensión distribuidas en unas veinte capas que se pueden encontrar hasta unos 200 kilómetros de altura (las principales capas están a 10, 30, 90 y 190 kilómetros) y que probablemente se han formado por efecto de ondas atmosféricas creadas por los vientos plutonianos al soplar sobre las montañas. Las partículas orgánicas que forman esta neblina, denominadas tolinas, se han creado por la acción de la luz ultravioleta del Sol y los rayos cósmicos sobre las moléculas de metano y nitrógeno. Estas tolinas caen continuamente sobre la superficie plutoniana otorgando a Plutón su característico color rojizo. Las imágenes que la New Horizons tomó de la atmósfera del planeta enano a contraluz muestran un hermoso color azul, aunque hay que recordar que este color se debe a la dispersión de la luz solar por partículas de gran tamaño —dispersión de Mie—, no a la dispersión Rayleigh por moléculas de la atmósfera terrestre. Por eso esta imagen se hubiera visto de color rojo de haberse tratado de la Tierra.

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La atmósfera de Plutón vista por la New Horizons tras pasar por Plutón. Una perspectiva imposible desde la Tierra (NASA/JHUAPL/SwRI).

La imagen anterior coloreada a partir de los datos de la cámara Ralph/MVIC por Ian Reagan (NASA/JHUAPL/SwRI/Ian Reagan).
Las capas de neblinas de la atmósfera sobre Plutón (NASA/JHUAPL/SwRI).



3. Las montañas flotantes de hielo de agua.

Hay montañas en el cinturón de Kuiper. Plutón presenta numerosas cadenas montañosas de varios kilómetros de altura alrededor de la zona de Sputnik Planum. La presencia de montañas ‘de verdad’ —y no simples bordes o picos de cráteres— en cualquier cuerpo del sistema solar es siempre una muestra de actividad interna. La altura de varios kilómetros que presentan estas montañas indican que deben estar formadas forzosamente por hielo de agua (el resto de hielos de la superficie de Plutón no tiene la consistencia necesaria para formar montañas estables). Pero la sorpresa fue mayúscula cuando los investigadores comprobaron que, al menos las montañas de Al Idrisi, son en realidad grandes bloques de hielo de agua flotan en los glaciares de nitrógeno de Sputnik Planum como si fueran gigantescos icebergs.

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Montañas de hielo de agua de Plutón (NASA/JHUAPL/SwRI).

(siencemag.org/NASA).
Los montes Al-Idrisi, en el borde de Sputnik Planum, son bloques de hielo de agua que flotan en un glaciar de nitrógeno (siencemag.org/NASA).

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Montañas de la zona sur del hemisferio que vio la New Horizons. Aunque están formadas por hielo de agua, están cubiertas por nieve de metano (NASA/JHUAPL/SwRI).

4. ¿Criovolcanes?

Pero Plutón podría ser incluso más activo. El planeta enano tiene, como mínimo, dos montañas, Wright Mons (4 kilómetros de altura) y Piccard Mons (6 kilómetros), que se sospecha podrían ser criovolcanes, es decir, volcanes que expulsan agua líquida procedente del interior. De confirmarse su existencia se convertirían en una evidencia sólida de que dentro de Plutón hay un océano de agua líquida.

Wright Mons, en Plutón, el principal candidato a criovolcán ( NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).
Wright Mons, en Plutón, el principal candidato a criovolcán ( NASA/JHUAPL/SwRI).

5. Un sistema de lunas diversas.

Las cinco lunas de Plutón, con Caronte a la cabeza, parecen haberse formado en un gran y único impacto primigenio. Caronte, a diferencia de Plutón, tiene una superficie formada principalmente por hielo de agua con leves trazos de amoniaco. En el polo norte posee una misteriosa mancha oscura denominada Mordor Macula cuyo origen es un misterio. También ha llamado la atención la red ecuatorial de cañones y fracturas que presenta este satélite. Las más importantes son los cañones Serenity Chasma (de 50 kilómetros de ancho y 5 de profundidad) y Mandjet Chasma (de 7 kilómetros de profundidad). El hemisferio sur de Caronte presenta pocos cráteres, sobre todo Vulcan Planum, y en él destaca la presencia de una extraña montaña rodeada por un ‘foso’. En cuanto al resto de pequeñas lunas, su albedo es más elevado de lo esperado. Cerbero probablemente sea una luna doble, formada por la unión de dos pequeñas lunas, mientras que Nix destaca por un curioso cráter de color rojizo.

Caronte es con 1214 km de diámetro el mayor satélite de Plutón (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).
Caronte con Mordor Macula en el polo norte (NASA/JHUAPL/SwRI).

El retrato anterior en color procesado por Roman Tkachenko ().
Las lunas menores de Plutón procesadas por Roman Tkachenko (NASA/JHUAPL/SwRI/Roman Tkachenko).

Imagen a color de Plutón y Caronte. Caronte es más grisáceo y oscuro que Plutón ().
Plutón y Caronte. La imagen refleja el verdadero albedo de estos mundos (Caronte es más oscuro)(NASA/JHUAPL/SwRI).

5. Cambios climáticos.

La combinación de la elevada inclinación del eje de rotación de Plutón (58º) con la gran excentricidad de su órbita hace que Plutón sea famoso por tener estaciones dobles. Pero la New Horizons ha descubierto que las variaciones climáticas podrían no ser solamente estacionales. Todo indica que el planeta enano sufre periodos en los que su presión atmosférica aumenta lo suficiente (hasta 4 o 40 veces la presión atmosférica de Marte) para que puedan existir ríos y lagos de nitrógeno líquido. Imagínate, un mundo con un ciclo del nitrógeno equiparable al ciclo del agua en la Tierra. Con todos estos elementos, ¿hace falta algo más para confirmar que Plutón es ya uno de los mundos más fascinantes del sistema solar?¿Qué otras maravillas se esconderán en los miles de mundos del cinturón de Kuiper?

Un depósito de hielo de nitrógeno que en el pasado pudiera haber sido un lago (NASA).
Un depósito de hielo de nitrógeno que en el pasado pudiera haber sido un lago (NASA/JHUAPL/SwRI).

(NASA/JHU-APL/SwRI).
La inclinación del eje de Plutón y su órbita provocan extrañas zonas climáticas y un ‘doble invierno’ (NASA/JHUAPL/SwRI).

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Plutón visto el 13 de julio de 2015, un día antes del encuentro. La mancha oscura bajo el corazón (Tombaugh Regio) se denomina Krun Macula (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).

La imagen anterior a color tratada por Corey S. Powell ().
Todas la superficie de Plutón vista por la New Horizons (NASA/JHUAPL/SwRI/Corey S. Powell).
FUENTE


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