La acumulación de material nuevo durante la formación de Plutón puede haber generado suficiente calor para crear un océano líquido que ha persistido debajo de una corteza helada hasta el día de hoy. a pesar de la órbita del planeta enano lejos del sol en los fríos confines del sistema solar.

Este escenario de "inicio en caliente", presentado en un artículo publicado el 22 de junio en Naturaleza Geociencia , contrasta con la visión tradicional de los orígenes de Plutón como una bola de hielo y roca congelados en la que la desintegración radiactiva podría haber generado eventualmente suficiente calor para derretir el hielo y formar un océano subterráneo.

"Durante mucho tiempo, la gente ha pensado en la evolución térmica de Plutón y la capacidad de un océano para sobrevivir hasta nuestros días, "dijo el coautor Francis Nimmo, profesor de Ciencias de la Tierra y planetarias en UC 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 ".

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

"Si empezó a enfriarse y el hielo se derritió internamente, Plutón se habría contraído y deberíamos ver características de compresión en su superficie, mientras que si comenzó a calentarse, debería haberse expandido cuando el océano se congeló y deberíamos ver características de extensión en la superficie, ", Dijo Bierson." Vemos mucha evidencia de expansión, pero no vemos ninguna evidencia de compresión, por lo que las observaciones son más consistentes con Plutón comenzando con un océano líquido ".

La evolución térmica y tectónica de un Plutón de arranque en frío es en realidad un poco complicada, porque después de un período inicial de derretimiento gradual, el océano subsuperficial comenzaría a volver a congelarse. Entonces, la compresión de la superficie se produciría desde el principio, seguido de una extensión más reciente. Con un comienzo caliente la extensión ocurriría a lo largo de la historia de Plutón.

"Las características de la superficie más antiguas de Plutón son más difíciles de descifrar, pero parece que hubo una extensión antigua y moderna de la superficie, "Dijo Nimmo.

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

Los cálculos de Bierson mostraron que si toda la energía gravitacional se retiene como calor, inevitablemente crearía un océano líquido inicial. En la práctica, sin embargo, gran parte de esa energía irradiaría desde la superficie, especialmente si la acumulación de material nuevo se produjo lentamente.

"La forma en que se formó Plutón en primer lugar es muy importante para su evolución térmica, ", Dijo Nimmo." Si se acumula demasiado lento, el material caliente en la superficie irradia energía al espacio, pero si se acumula lo suficientemente rápido, el calor queda atrapado en el interior ".

Los investigadores calcularon que si Plutón se formó durante un período de menos de 30, 000 años, entonces habría comenzado caliente. Si, en lugar de, la acreción tuvo lugar durante unos pocos millones de años, un arranque en caliente solo sería posible si los grandes impactadores enterraran su energía profundamente debajo de la superficie.

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

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

Además de Bierson y Nimmo, Alan Stern es coautor del artículo en el Southwest Research Institute, el investigador principal de la misión New Horizons.