Se cree que Sputnik Planitia (el lóbulo izquierdo del "corazón" de Plutón) es el equivalente en el sistema solar exterior de un "mascon" lunar (concentración de masa). Como mascones en la luna, Se cree que Sputnik Planitia es una cuenca de impacto, lleno de lavas (en Plutón, hielos criogénicos reemplazan a las lavas). Crédito:James Keane
Sputnik Planitia, un 1, Cuenca de 000 kilómetros de ancho dentro de la icónica región en forma de corazón observada en la superficie de Plutón, podría estar en su ubicación actual porque la acumulación de hielo hizo que el planeta enano se volcara, creando grietas y tensiones en la corteza que apuntan hacia la presencia de un océano subterráneo.
Publicado en la edición del 17 de noviembre de Naturaleza , estas son las conclusiones de la investigación de James Keane, estudiante de doctorado en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, y su consejero, el profesor asistente Isamu Matsuyama. Proponen evidencia de acumulación de nitrógeno congelado que ha desequilibrado a todo el planeta, como una peonza con un chicle pegado, en un proceso llamado verdadero desplazamiento polar.
"Hay dos formas de cambiar el giro de un planeta, ", Dijo Keane." El primero, y con el que todos estamos más familiarizados, es un cambio en el planeta, es un cambio en la oblicuidad del planeta, donde el eje de giro del planeta se reorienta con respecto al resto del sistema solar. La segunda forma es a través del verdadero vagabundeo polar, donde el eje de giro permanece fijo con respecto al resto del sistema solar, pero el planeta se reorienta debajo de él ".
A los planetas les gusta girar de tal manera que minimizan la energía. En breve, esto significa que a los planetas les gusta reorientarse para colocar cualquier masa adicional más cerca del ecuador, y cualquier déficit de masa más cercano al polo. Por ejemplo, si un volcán gigante creciera en Los Ángeles, la tierra se reorientaría para colocar a Los Ángeles en el ecuador.
Para entender el vagabundeo polar en Plutón, primero hay que darse cuenta de que, a diferencia de la Tierra, cuyo eje de giro está ligeramente inclinado para que las regiones alrededor del ecuador reciban la mayor cantidad de luz solar, Plutón es como una peonza tumbada de lado. Por lo tanto, Los polos del planeta reciben la mayor cantidad de luz solar. Dependiendo de la temporada es uno u otro, mientras que las regiones ecuatoriales de Plutón son extremadamente frías, todo el tiempo.
Debido a que Plutón está casi 40 veces más lejos del sol que nosotros, A la pequeña bola de roca y hielo le toma 248 años terrestres completar uno de sus propios años. En las latitudes más bajas de Plutón cerca del ecuador, las temperaturas son casi tan frías como menos 400 grados Fahrenheit, lo suficientemente frío como para convertir el nitrógeno en un sólido congelado.
En el transcurso de un año de Plutón, el nitrógeno y otros gases exóticos se condensan en las regiones permanentemente en sombra, y eventualmente, mientras Plutón gira alrededor del sol, esos gases helados se calientan, volverse gaseosos de nuevo y volver a condensarse en el otro lado del planeta, resultando en "nevadas" estacionales en Sputnik Planitia.
Esta animación muestra cómo Plutón se reorientó en respuesta a los hielos volátiles que llenaban el Sputnik Planitia (el lóbulo izquierdo del "Corazón" de Plutón). Sputnik Planitia comenzó al noroeste de su posición actual, y como se llenó de hielos, las mareas de Caronte (la luna más grande de Plutón) hicieron que todo el planeta enano se reorientara, y alinee Sputnik Planitia con el eje de mareas de Plutón (la línea que pasa por Plutón y Caronte). Si Sputnik Planitia sigue acumulando hielo, entonces Plutón todavía puede estar reorientando. Crédito:Animación de James Tuttle Keane. Mapas de Plutón y Caronte por NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute.
"Cada vez que Plutón gira alrededor del sol, se acumula un poco de nitrógeno en el corazón, ", Dijo Keane." Y una vez que se haya acumulado suficiente hielo, tal vez cien metros de espesor, comienza a abrumar la forma del planeta, que dicta la orientación del planeta. Y si tienes un exceso de masa en un punto del planeta, quiere ir al ecuador. Finalmente, durante millones de años, arrastrará a todo el planeta ".
En un sentido, Plutón es un planeta (enano) cuya forma y posición en el espacio están controladas por su clima.
"Creo que esta idea de que un planeta entero sea arrastrado por el ciclo de los volátiles no es algo en lo que mucha gente hubiera pensado antes," "Dijo Keane.
Los dos investigadores utilizaron observaciones realizadas durante el sobrevuelo de New Horizons y las combinaron con modelos informáticos que les permitieron tomar una característica de la superficie como Sputnik Planitia, muévalo alrededor de la superficie del planeta y vea qué le hace eso al eje de rotación del planeta. Y efectivamente en los modelos, la ubicación geográfica del Sputnik Planitia terminó sospechosamente cerca de donde uno esperaría que estuviera.
Si Sputnik Planitia fuera una gran anomalía de masa positiva, tal vez debido a la carga de hielo de nitrógeno, migraría naturalmente al eje de mareas de Plutón con respecto a Caronte, La luna más grande de plutón, a medida que se acerca a un estado de energía mínima, según Keane y Matsuyama. En otras palabras, la acumulación masiva de hielo terminaría donde causa la menor oscilación en el eje de rotación de Plutón.
Este fenómeno de desplazamiento polar es algo que se descubrió con la luna de la Tierra y con Marte, así como, pero en esos casos sucedió en un pasado lejano, hace miles de millones de años.
"En Plutón, esos procesos están actualmente activos, ", Dijo Keane." Toda su geología:glaciares, montañas, valles - parece estar vinculado a procesos volátiles. Eso es diferente de la mayoría de los otros planetas y lunas de nuestro sistema solar ".
La estructura geológica debajo de la superficie de Sputnik Planitia, que se cree que es una antigua cuenca de impacto que desde entonces se ha llenado de hielos volátiles. En Plutón, es posible que la corteza adelgazada esté sobre un océano de agua líquida. Crédito:James Keane
Y no solo eso, las simulaciones y cálculos también predijeron que la acumulación de volátiles congelados en el corazón de Plutón causaría grietas y fallas en la superficie del planeta en los mismos lugares donde los vio New Horizons.
La presencia de fallas tectónicas en Plutón insinúa la existencia de un océano subsuperficial en algún momento de la historia de Plutón. Keane explicó.
"Es como congelar cubitos de hielo, ", dijo." A medida que el agua se convierte en hielo, se expande. A escala planetaria, este proceso rompe la superficie alrededor del planeta y crea las fallas que vemos hoy ".
El documento se publica junto con un informe de Francis Nimmo de la Universidad de California Santa Cruz y sus colegas, quienes también consideran las implicaciones para la aparente reorientación de Plutón. Los autores de ese artículo están de acuerdo con la idea de que las fuerzas de las mareas podrían explicar la ubicación actual del Sputnik Planitia, pero para que su modelo funcione, un océano subsuperficial tendría que estar presente en Plutón hoy.
Ambas publicaciones subrayan la noción de un Plutón sorprendentemente activo.
"Antes de New Horizons, la gente generalmente solo pensaba en los volátiles en términos de una fina capa de escarcha, un efecto de superficie que puede cambiar el color, o afectar la geología local o regional, ", Dijo Keane." Que el movimiento de los volátiles y el hielo en movimiento alrededor de un planeta podría tener un efecto dramático, El efecto de movimiento planetario no es algo que nadie hubiera predicho ".
