A primera vista, Ceres, el cuerpo más grande del cinturón de asteroides principal, puede que no se vea helado. Las imágenes de la nave espacial Dawn de la NASA han revelado un mundo lleno de cráteres cuya área más brillante está hecha de sales altamente reflectantes, no de hielo. Pero los estudios recientemente publicados de los científicos de Dawn muestran dos líneas distintas de evidencia de hielo en o cerca de la superficie del planeta enano. Los investigadores están presentando estos hallazgos en la reunión de la Unión Geofísica Estadounidense de 2016 en San Francisco.

"Estos estudios apoyan la idea de que el hielo se separó de la roca al principio de la historia de Ceres, formando una capa de corteza rica en hielo, y ese hielo ha permanecido cerca de la superficie durante la historia del sistema solar, "dijo Carol Raymond, investigador principal adjunto de la misión Dawn, con base en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California.

El hielo de agua en otros cuerpos planetarios es importante porque es un ingrediente esencial para la vida tal como la conocemos. "Al encontrar cuerpos ricos en agua en el pasado distante, podemos descubrir pistas sobre dónde pudo haber existido la vida en el sistema solar primitivo, "Dijo Raymond.

El hielo está por todas partes en Ceres

La superficie superior de Ceres es rica en hidrógeno, con concentraciones más altas en latitudes medias a altas, en consonancia con amplias extensiones de hielo de agua, según un nuevo estudio en la revista Ciencias .

"En Ceres, el hielo no solo se localiza en unos pocos cráteres. Está en todas partes, y más cerca de la superficie con latitudes más altas, "dijo Thomas Prettyman, investigador principal del detector de rayos gamma y neutrones de Dawn (GRaND), con sede en el Instituto de Ciencias Planetarias, Tucson, Arizona.

Los investigadores utilizaron el instrumento GRaND para determinar las concentraciones de hidrógeno, hierro y potasio en la yarda (o metro) más alta de Ceres. GRaND mide el número y la energía de los rayos gamma y neutrones que emanan de Ceres. Los neutrones se producen cuando los rayos cósmicos galácticos interactúan con la superficie de Ceres. Algunos neutrones se absorben en la superficie, mientras otros escapan. Dado que el hidrógeno ralentiza los neutrones, está asociado con un menor número de neutrones que escapan. En Ceres, Es probable que el hidrógeno esté en forma de agua congelada (que está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno).

En lugar de una capa de hielo sólido, Es probable que haya una mezcla porosa de materiales rocosos en los que el hielo llena los poros. los investigadores encontraron. Los datos de GRaND muestran que la mezcla contiene aproximadamente un 10 por ciento de hielo en peso.

“Estos resultados confirman las predicciones hechas hace casi tres décadas de que el hielo puede sobrevivir durante miles de millones de años justo debajo de la superficie de Ceres, "La evidencia refuerza el caso de la presencia de hielo de agua cerca de la superficie en otros asteroides del cinturón principal", dijo Prettyman.

Pistas de la vida interior de Ceres

Concentraciones de hierro, hidrógeno, el potasio y el carbono proporcionan evidencia adicional de que la capa superior del material que cubre Ceres fue alterada por agua líquida en el interior de Ceres. Los científicos teorizan que la desintegración de elementos radiactivos dentro de Ceres produjo calor que impulsó este proceso de alteración, separando a Ceres en un interior rocoso y una capa exterior helada. La separación de hielo y roca daría lugar a diferencias en la composición química de la superficie y el interior de Ceres.

Debido a que los meteoritos llamados condritas carbonáceas también fueron alterados por el agua, los científicos están interesados ​​en compararlos con Ceres. Estos meteoritos probablemente provienen de cuerpos que eran más pequeños que Ceres, pero tenía un flujo de fluido limitado, por lo que pueden proporcionar pistas sobre la historia interior de Ceres. El estudio de Science muestra que Ceres tiene más hidrógeno y menos hierro que estos meteoritos, quizás porque las partículas más densas se hundieron mientras los materiales ricos en salmuera subían a la superficie. Alternativamente, Es posible que Ceres o sus componentes se hayan formado en una región del sistema solar diferente a la de los meteoritos.

Hielo en sombra permanente

Un segundo estudio, dirigido por Thomas Platz del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar, Gottingen, Alemania, y publicado en la revista Astronomía de la naturaleza , se centró en cráteres que están persistentemente en sombra en el hemisferio norte de Ceres. Los científicos examinaron de cerca cientos de resfriados, cráteres oscuros llamados "trampas frías", a menos de menos 260 grados Fahrenheit (110 Kelvin), Son tan fríos que muy poco hielo se convierte en vapor en el transcurso de mil millones de años. Los investigadores encontraron depósitos de material brillante en 10 de estos cráteres. En un cráter que está parcialmente iluminado por el sol, El espectrómetro de mapeo infrarrojo de Dawn confirmó la presencia de hielo.

Esto sugiere que el hielo de agua se puede almacenar en frío, cráteres oscuros en Ceres. El hielo en trampas frías se ha visto previamente en Mercurio y, en algunos casos, en la Luna. Todos estos cuerpos tienen pequeñas inclinaciones con respecto a sus ejes de rotación, por lo que sus polos son extremadamente fríos y están salpicados de cráteres persistentemente sombreados. Los científicos creen que los cuerpos impactantes pueden haber entregado hielo a Mercurio y a la luna. Los orígenes del hielo de Ceres en trampas frías son más misteriosos, sin embargo.

"Estamos interesados ​​en cómo llegó este hielo y cómo se las arregló para durar tanto tiempo, ", dijo el coautor Norbert Schorghofer de la Universidad de Hawai." Podría haber venido de la corteza rica en hielo de Ceres, o podría haber sido entregado desde el espacio ".

Independientemente de su origen, Las moléculas de agua de Ceres tienen la capacidad de saltar desde las regiones más cálidas hasta los polos. Investigaciones previas han sugerido una atmósfera de agua tenue, incluidas las observaciones de vapor de agua del Observatorio Espacial Herschel en Ceres en 2012-13. Las moléculas de agua que salen de la superficie volverían a caer sobre Ceres, y podría aterrizar en trampas frías. Con cada salto existe la posibilidad de que la molécula se pierda en el espacio, pero una fracción de ellos termina en las trampas frías, donde se acumulan.

Los 'puntos brillantes' reciben nombres

La zona más luminosa de Ceres, en el cráter del hemisferio norte Occator, no brilla por el hielo, sino más bien debido a sales altamente reflectantes. Un nuevo video producido por el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) en Berlín simula la experiencia de volar alrededor de este cráter y explorar su topografía. Región brillante central de Occator, que incluye una cúpula con fracturas, Recientemente ha sido nombrada Cerealia Facula. El grupo de puntos menos reflectantes del cráter al este del centro se llama Vinalia Faculae.

"El interior único de Occator puede haberse formado en una combinación de procesos que estamos investigando actualmente, "dijo Ralf Jaumann, científico planetario y co-investigador de Dawn en DLR. "El impacto que creó el cráter podría haber provocado la afluencia de líquido desde el interior de Ceres, que dejó atrás las sales ".

Los próximos pasos de Dawn

Dawn comenzó su fase de misión extendida en julio, y actualmente vuela en una órbita elíptica más de 4, 500 millas (7, 200 kilómetros) de Ceres. Durante la misión principal, Dawn orbitó y logró todos sus objetivos originales en Ceres y el protoplaneta Vesta, que la nave espacial visitó desde julio de 2011 hasta septiembre de 2012.