Plutón podría haber generado un océano líquido tras formarse

La acumulación de nuevo material durante la formación de Plutón pudo haber generado suficiente calor para crear un océano líquido que habría persistido bajo una corteza helada hasta el día de hoy, a pesar de la órbita del planeta enano, situada muy lejos del Sol, en los fríos confines del sistema solar.

Este escenario de "arranque en caliente", presentado en la revista Nature Geoscience, contrasta con la visión tradicional de los orígenes de Plutón como una bola de hielo y roca congelada en la que la desintegración radiactiva podría haber llegado a generar suficiente calor como para derretir el hielo y formar un océano subterráneo.

"Durante mucho tiempo la gente ha pensado en la evolución térmica de Plutón y en la capacidad de un hipotético océano de sobrevivir hasta la actualidad", dijo el coautor Francis Nimmo, profesor de ciencias de la Tierra y planetarias en la Universidad de California en Santa Cruz. "Ahora que tenemos imágenes de la superficie de Plutón de la misión New Horizons de la NASA, podemos comparar lo que vemos con las predicciones de diferentes modelos de evolución térmica".

Debido a que el agua se expande cuando se congela y se contrae cuando se derrite, los escenarios de arranque en caliente y en frío tienen diferentes implicaciones para la tectónica y las características resultantes de la superficie de Plutón, explicó el primer autor y estudiante de postgrado de la UCSC, Carver Bierson.

"Si comenzó en frío y el hielo se derritió internamente, Plutón se habría contraído y deberíamos ver características de compresión en su superficie, mientras que si comenzó en caliente debería haberse expandido a medida que el océano se congelaba y deberíamos ver características de extensión en la superficie", dijo Bierson. "Vemos mucha evidencia de expansión, pero no vemos ninguna evidencia de compresión, así que las observaciones sugieren más un Plutón comenzando con un océano líquido".

Las fallas de extensión (flechas) en la superficie de Plutón indican la expansión de la corteza helada del planeta enano, atribuida a la congelación de un océano subterráneo. (Foto: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker)

La evolución térmica y tectónica de un Plutón con arranque en frío es en realidad un poco complicada, porque después de un período inicial de fusión gradual el océano subterráneo comenzaría a recongelarse. Por lo tanto, la compresión de la superficie ocurriría pronto, seguida de una extensión más reciente. Con un arranque en caliente, la extensión sucedería a lo largo de toda la historia de Plutón.

"Los rasgos más antiguos de la superficie de Plutón son más difíciles de entender, pero parece que hubo una extensión tanto antigua como moderna de la superficie", dijo Nimmo.

La siguiente pregunta era si había suficiente energía disponible para darle a Plutón un comienzo caliente. Las dos principales fuentes de energía serían el calor liberado por la desintegración de los elementos radiactivos en la roca y la energía gravitacional liberada a medida que nuevo material bombardeaba la superficie del protoplaneta en crecimiento.

Los cálculos de Bierson mostraron que si toda la energía gravitacional se retenía en forma de calor, inevitablemente se crearía un océano líquido inicial. En la práctica, sin embargo, gran parte de esa energía se irradiaría lejos de la superficie, especialmente si la acumulación de nuevo material se produjera lentamente.

"La forma en que Plutón se creó importa mucho para su evolución térmica", dijo Nimmo. "Si crece muy lentamente, el material caliente de la superficie irradia energía al espacio, pero si la acreción es lo suficientemente rápida, el calor queda atrapado en el interior".

Los investigadores calcularon que si Plutón se hubiera formado en un período de menos de 30.000 años, entonces habría empezado caliente. Si, en cambio, la acreción tuvo lugar durante unos pocos millones de años, un comienzo caliente solo sería posible si los grandes objetos que impactaron contra él enterraron su energía en las profundidades bajo la superficie.

Los nuevos resultados implican que otros grandes objetos del Cinturón de Kuiper probablemente también comenzaron calientes y podrían haber tenido océanos tempranos. Estos océanos podrían persistir hasta hoy en día en los objetos más grandes, como los planetas enanos Eris y Makemake.

"Incluso en este ambiente frío y tan lejos del Sol, todos estos mundos podrían haberse formado rápido y calientes, con océanos líquidos", dijo Bierson.

Además de Bierson y Nimmo, el artículo fue escrito por Alan Stern en el Southwest Research Institute, el principal investigador de la misión New Horizons. (Fuente: NCYT Amazings)