El planeta enano Ceres puede estar a cientos de millones de millas de Júpiter, y aún más lejos de Saturno, pero la tremenda influencia de la gravedad de estos gigantes gaseosos tiene un efecto apreciable en la orientación de Ceres. En un nuevo estudio, Los investigadores de la misión Dawn de la NASA calculan que la inclinación axial de Ceres, el ángulo en el que gira mientras viaja alrededor del sol, varía ampliamente en el transcurso de aproximadamente 24, 500 años. Los astrónomos consideran que este es un período de tiempo sorprendentemente corto para desviaciones tan dramáticas.

Cambios en la inclinación axial, o "oblicuidad, "a lo largo de la historia de Ceres están relacionados con la cuestión más amplia de dónde se puede encontrar agua congelada en la superficie de Ceres, los científicos informan en la revista Cartas de investigación geofísica . Dadas las condiciones en Ceres, el hielo solo podría sobrevivir a temperaturas extremadamente frías, por ejemplo, en áreas que nunca ven el sol.

"Encontramos una correlación entre los cráteres que permanecen en la sombra con la máxima oblicuidad, y depósitos brillantes que probablemente sean agua helada, "dijo Anton Ermakov, investigador postdoctoral en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, y autor principal del estudio. "Las regiones que nunca ven la luz del sol durante millones de años tienen más probabilidades de tener estos depósitos".

Ciclos de oblicuidad

A lo largo de los últimos 3 millones de años, Ceres ha pasado por ciclos en los que su inclinación oscila entre aproximadamente 2 grados y aproximadamente 20 grados, los cálculos indican.

"No podemos observar directamente los cambios en la orientación de Ceres a lo largo del tiempo, así que usamos las medidas de forma y gravedad de la nave espacial Dawn para reconstruir con precisión lo que resultó ser una historia dinámica, "dijo Erwan Mazarico, coautor del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

La última vez que el planeta enano alcanzó una inclinación máxima, que fue de unos 19 grados, tenía 14 años, 000 años atrás, dijeron los investigadores. Para comparacion, La Tierra está inclinada 23,5 grados. Esta inclinación significativa hace que nuestro planeta experimente estaciones:el hemisferio norte experimenta el verano cuando está orientado hacia el sol, e invierno cuando apunta en dirección opuesta al sol. Por el contrario, La inclinación actual de Ceres es de unos 4 grados, por lo que no tendrá efectos estacionales tan fuertes en el transcurso de un año allí (que son aproximadamente 4,6 años terrestres).

Cómo la oblicuidad se relaciona con el hielo

Cuando la inclinación axial es pequeña, regiones relativamente grandes de Ceres nunca reciben luz solar directa, particularmente en los polos. Estas regiones persistentemente sombreadas ocupan un área de aproximadamente 800 millas cuadradas (2, 000 kilómetros cuadrados). Pero cuando aumenta la oblicuidad, más cráteres en las regiones polares reciben exposición directa al sol, y las áreas persistentemente sombreadas solo ocupan de 0,4 a 4 millas cuadradas (1 a 10 kilómetros cuadrados). Estas áreas en la superficie de Ceres, que permanecen en la sombra incluso en alta oblicuidad, puede ser lo suficientemente fría para mantener la superficie del hielo, Dijeron los científicos del amanecer.

Estos cráteres con áreas que permanecen en la sombra durante largos períodos de tiempo se denominan "trampas frías, "debido a que son tan fríos y oscuros que los volátiles (sustancias que se vaporizan fácilmente) que migran a estas áreas no pueden escapar, incluso más de mil millones de años. Un estudio de 2016 realizado por el equipo de Dawn en Nature Astronomy encontró material brillante en 10 de estos cráteres, y los datos del espectrómetro de mapeo visible e infrarrojo de Dawn indican que uno de ellos contiene hielo.

El nuevo estudio se centró en los cráteres polares y modeló cómo progresa el sombreado a medida que varía la inclinación axial de Ceres. En el hemisferio norte, solo dos regiones persistentemente sombreadas permanecen en la sombra con la inclinación máxima de 20 grados. Ambas regiones tienen depósitos brillantes hoy. En el hemisferio sur, También hay dos regiones persistentemente sombreadas con la mayor oblicuidad, y uno de ellos claramente tiene un deposito brillante.

Regiones sombreadas en contexto

Ceres es el tercer cuerpo del sistema solar que tiene regiones en sombra permanente. Mercurio y la luna de la Tierra son los otros dos, y los científicos creen que recibieron su hielo al impactar cuerpos. Sin embargo, Mercurio y la luna no tienen una variabilidad tan amplia en sus inclinaciones debido a la influencia gravitacional estabilizadora del sol y la Tierra. respectivamente. El origen del hielo en las trampas frías de Ceres es más misterioso:puede provenir de la propia Ceres, o puede ser provocado por impactos de asteroides y cometas. A pesar de todo, la presencia de hielo en las trampas frías podría estar relacionada con una atmósfera de agua tenue, que fue detectado por el Observatorio Espacial Herschel de la ESA en 2012-13. Las moléculas de agua que salen de la superficie volverían a caer sobre Ceres, con algunos aterrizando en trampas frías y acumulándose allí.

“La idea de que el hielo podría sobrevivir en Ceres durante largos períodos de tiempo es importante a medida que continuamos reconstruyendo la historia geológica del planeta enano, incluyendo si ha estado emitiendo vapor de agua, "dijo Carol Raymond, investigador principal adjunto de la misión Dawn y coautor del estudio, basado en JPL.