Vista global de color mejorada de Plutón, tomada cuando la nave espacial New Horizons de la NASA tenía 280, 000 millas (450, 000 kilómetros) de distancia. Crédito:NASA / JHUAPL / SwRI
Hace cinco años hoy, La nave espacial New Horizons de la NASA hizo historia. Después de un viaje de casi 10 años y más de 3 mil millones de millas, la intrépida sonda del tamaño de un piano voló a 7, 800 millas de Plutón. Por primera vez, Vimos la superficie de este mundo lejano en espectacular, detalle de color.
El encuentro, que también incluyó una mirada detallada a la mayor de las cinco lunas de Plutón, Caronte:coronó el reconocimiento inicial de los planetas iniciado por el Mariner 2 de la NASA más de 50 años antes, y reveló un mundo helado repleto de magníficos paisajes y geología:imponentes montañas, capas de hielo gigantes, pozos escarpes valles y terrenos que no se ven en ningún otro lugar del sistema solar.
Y eso fue sólo el principio.
En los cinco años transcurridos desde ese revolucionario sobrevuelo, casi todas las conjeturas acerca de que Plutón posiblemente sea una bola de hielo inerte han sido arrojadas por la ventana o volteadas.
"¡Para mí está claro que el sistema solar guardó lo mejor para el final!" dijo Alan Stern, Investigador principal de New Horizons del Southwest Research Institute, Roca, Colorado. "No podríamos haber explorado un planeta más fascinante o científicamente importante en el borde de nuestro sistema solar. El equipo de New Horizons trabajó durante 15 años para planificar y ejecutar este sobrevuelo y Plutón nos pagó con creces!"
Los científicos ahora saben que, a pesar de estar literalmente afuera en el frío, Plutón es un emocionante mundo activo y científicamente valioso. Increíblemente, incluso contiene algunas de las claves para comprender mejor los otros pequeños planetas en los confines de nuestro sistema solar.
Aquí están 10 de los más geniales, Los hallazgos más extraños e inesperados de los científicos sobre el sistema de Plutón que los científicos han aprendido desde 2015, gracias a los datos de New Horizons.
1. Plutón tiene un "corazón, "e impulsa la actividad en el planeta
A veces solo tienes que seguir tu corazón y Plutón parece haber tomado ese consejo de manera bastante literal.
El corazón de Plutón, una de las características distintivas de New Horizons observado en la aproximación y fotografiado en alta resolución durante el sobrevuelo, es un vasto, glaciar de nitrógeno de un millón de millas cuadradas. El ventrículo izquierdo del corazón, llamado Sputnik Planitia, literalmente obligó al planeta enano a reorientarse, por lo que la cuenca ahora se enfrenta casi de frente a la luna de Plutón Caronte.
Vista en color natural de Plutón y su gran luna Caronte, compilado a partir de imágenes tomadas por la nave espacial New Horizons de la NASA el 13 y 14 de julio, 2015. Crédito:NASA / JHUAPL / SwRI
"Es un proceso llamado verdadero vagabundeo polar:es cuando un cuerpo planetario cambia su eje de rotación, generalmente en respuesta a grandes procesos geológicos, "dijo James Tuttle, un científico planetario y miembro del equipo de New Horizons en el Jet Propulsion Laboratory en Pasadena, California.
La posición actual de Sputnik Planitia no es un accidente. Es una trampa fría donde los hielos de nitrógeno se han acumulado para formar una capa de hielo de al menos 4 kilómetros (2,5 millas) de espesor. El constante desequilibrio de esa enorme masa, combinado con los tirones y tirones de la marea de Caronte mientras orbitaba Plutón, literalmente inclinó el planeta enano para que la cuenca se alineara más estrechamente con el eje de las mareas entre Plutón y Caronte.
"Ese evento también fue probablemente responsable de agrietar la superficie de Plutón y crear las muchas fallas gigantes en su corteza que zigzaguean sobre grandes porciones de Plutón, "Dijo Tuttle.
Se cree que la cuenca se formó al noroeste de su ubicación actual, y más cerca del polo norte de Plutón. Y si los hielos continúan acumulándose en la cuenca, Plutón seguirá reorientándose.
Pero hay más en esa historia ...
2. Probablemente haya una gran líquido, océano de agua chapoteando debajo de la superficie de Plutón
Los hielos acumulados pueden no ser lo único que ayudó a reorientar el Sputnik Planitia. Los datos de New Horizons de la cuenca indicaron que puede haber una masa más pesada debajo de ella que jugó un papel, y los científicos sospechan que la masa más pesada es un océano de agua.
"Ese fue un descubrimiento asombroso, ", Dijo Tuttle." Haría de Plutón un mundo oceánico escurridizo, "en la misma línea que Europa, Encelado y Titán ". Varias otras líneas de evidencia, incluidas las estructuras tectónicas vistas en las imágenes de New Horizons, también apuntan a un océano debajo de la corteza de Plutón.
Sputnik Planitia probablemente fue creado hace unos 4 mil millones de años por el impacto de un objeto del Cinturón de Kuiper de 30 a 60 millas (50 a 100 kilómetros) de ancho que talló un trozo masivo de la corteza helada de Plutón y dejó solo una delgada capa de hielo. capa débil en el piso de la cuenca. Un océano subsuperficial probablemente invadió la cuenca desde abajo al empujar hacia arriba contra la corteza debilitada, y más tarde, el grueso de hielo de nitrógeno que se ve ahora se colocó encima.
Los modelos recientes basados en imágenes del planeta sugieren que este océano líquido puede haber surgido de un rápido, formación violenta de Plutón.
Ilustración de Sputnik Planitia en Plutón. Crédito:James Tuttle Keane
3. Plutón todavía puede estar tectónicamente activo porque ese océano líquido todavía es líquido.
Enormes fallas se extienden por cientos de millas y cortan aproximadamente 2.5 millas en la corteza helada que cubre la superficie de Plutón. Una de las únicas formas en que los científicos razonan que Plutón tiene esas fisuras, aunque, es por la congelación gradual de un océano debajo de su superficie.
El agua se expande al congelarse y bajo una costra helada, esa expansión empujará y agrietará la superficie, como un cubo de hielo en tu congelador. Pero si la temperatura es lo suficientemente baja y la presión lo suficientemente alta, Los cristales de agua pueden comenzar a formar una configuración de cristal más compacta y el hielo se contraerá una vez más.
Los modelos que utilizan los datos de New Horizons mostraron que Plutón tiene las condiciones para ese tipo de contracción, pero no tiene características geológicas conocidas que indiquen que se ha producido una contracción. Para los científicos, eso significa que el océano subsuperficial todavía está en proceso de congelación y potencialmente está creando nuevas fallas en la superficie hoy.
"Si Plutón es un mundo oceánico activo, entonces eso sugiere que el Cinturón de Kuiper puede estar lleno de otros mundos oceánicos entre sus planetas enanos, expandiendo drásticamente el número de lugares potencialmente habitables en nuestro sistema solar, "Dijo Tuttle.
Pero aunque es probable que el océano líquido de Plutón todavía exista hoy, Los científicos sospechan que está aislado en la mayoría de los lugares (aunque no debajo del Sputnik) por casi 200 millas (320 kilómetros) de hielo. Eso significa que probablemente no toque la superficie hoy; pero en el pasado puede haber rezumado a través de una actividad volcánica llamada criovolcanismo.
4. Plutón era, y aún puede ser, volcánicamente activo.
Pero tal vez no sea "volcánico" en la forma en que podría pensar.
En la tierra, escupitajos de lava fundida, babea burbujas y erupciones de fisuras submarinas a través de volcanes asentados a millas de altura y que sobresalen de los océanos, como en Hawaii. Pero en Plutón, Existen numerosos indicios de que una especie de resfriado, Cryolava fangosa se ha derramado sobre la superficie en varios puntos.
Los científicos lo llaman "criovolcanismo".
Ilustración de la estructura interior del Sputnik Planitia en Plutón. Crédito:James Tuttle Keane
Wright Mons y Piccard Mons, dos grandes montañas al sur de Sputnik Planitia, cada uno tiene un pozo central profundo que los científicos creen que probablemente sean las bocas de criovolanoes a diferencia de cualquier otro que se encuentre en el sistema solar.
Al oeste del Sputnik se encuentra Viking Terra, con sus largas fracturas y grabens que muestran evidencia de criolavas que alguna vez fluyeron por toda la superficie allí también.
Y más al oeste de Sputnik Planitia está la región de Virgil Fossae, donde las criolavas ricas en amoníaco parecen haber salido a la superficie y recubierto un área de varios miles de kilómetros cuadrados con moléculas orgánicas de color rojo hace no más de mil millones de años, si no más recientemente.
Y hablando de recientemente ...
5. Los glaciares atraviesan la superficie de Plutón incluso hoy, y lo han hecho durante miles de millones de años
Plutón se une a las filas de la Tierra, Marte, y un puñado de lunas que tienen glaciares que fluyen activamente.
Al este de Sputnik Planitia hay docenas de glaciares de hielo de nitrógeno (en su mayoría) que descienden desde las tierras altas con hoyos hacia la cuenca, tallando valles a medida que avanzan. Los científicos sospechan ciclos estacionales y "megaestacionales" de hielos nitrogenados que subliman del hielo al vapor, flotan alrededor del planeta enano y luego se congelan de nuevo en la superficie son la fuente del hielo de los glaciares.
Pero estos glaciares no son como nuestros propios glaciares de hielo de agua aquí en la Tierra. Para uno, cualquier derretimiento dentro de ellos no caerá hacia el fondo del glaciar, se elevará hasta la cima, porque el nitrógeno líquido es menos denso que el nitrógeno sólido. Cuando ese nitrógeno líquido emerge sobre el glaciar, potencialmente incluso entra en erupción como chorros o géiseres.
Adicionalmente, Existe el hecho de que parte de la superficie de Plutón está compuesta de hielo de agua, que es un poco menos denso que el hielo de nitrógeno. Mientras los glaciares de Plutón tallan la superficie, algunas de esas "rocas" de hielo de agua se elevarán a través del glaciar y flotarán como icebergs. Estos icebergs se ven en varias imágenes de New Horizons del Sputnik Planitia, el más grande de los glaciares conocidos de Plutón, que se extiende más de 620 millas (1, 000 kilómetros) de ancho, aproximadamente del tamaño de Oklahoma y Texas juntos.
Esta imagen detallada de los glaciares en el Sputnik Planitia de Plutón, unas 50 millas de ancho, muestra miles de hoyos en su superficie de hielo de nitrógeno, así como patrones de circulación más grandes. Los científicos sospechan que las "islas" son témpanos flotantes de hielo de agua, o quizás las puntas de las montañas de hielo. Crédito:NASA / JHUAPL / SwRI
6. Plutón tiene células de convección de calor en su glaciar gigante Sputnik
Acérquese a la superficie del Sputnik Planitia y verá algo diferente a cualquier otro lugar del sistema solar:una red de extrañas formas poligonales en el hielo, cada uno de al menos 6 millas (10 kilómetros) de ancho, batiendo en la superficie del glaciar.
Aunque se parecen a las células al microscopio, estos no lo son; son evidencia del calor interno de Plutón tratando de escapar por debajo del glaciar, y formando burbujas de hielo de nitrógeno ascendente y descendente, algo así como una lámpara de lava caliente.
El hielo tibio se eleva hacia el centro de las células mientras que el hielo frío se hunde a lo largo de sus márgenes. No hay nada parecido en ninguno de los glaciares de la Tierra, ¡y en cualquier otro lugar del sistema solar que hayamos explorado!
7. Plutón tiene un "corazón" que late que controla su atmósfera y clima.
Frío y lejano como Plutón puede ser, su "corazón" helado todavía late a diario, tambor rítmico que impulsa la atmósfera y el clima de Plutón de la misma manera que Groenlandia y la Antártida ayudan a controlar el clima de la Tierra.
Los hielos de nitrógeno en el Tombaugh Regio en forma de corazón de Plutón pasan por un ciclo todos los días, sublimándose de hielo a vapor durante el día y condensándose en la superficie durante la noche helada. Cada ronda actúa como un latido del corazón, impulsando vientos de nitrógeno que circulan alrededor del planeta a una velocidad de hasta 20 mph.
"El corazón de Plutón realmente controla la circulación de su atmósfera, "Dijo Tanguy Bertrand, un científico planetario del Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain View, California.
Los sofisticados modelos de pronóstico del tiempo que Bertrand ha creado utilizando datos de New Horizons muestran que a medida que estos hielos sublimes en los confines norte del corazón helado de Plutón y se congelan en la parte sur, impulsan vientos fuertes en dirección oeste, curiosamente opuestos al giro este de Plutón.
Esos vientos del oeste chocando contra la topografía accidentada en los límites del corazón de Plutón, explicar por qué hay rayas de viento en el borde occidental del Sputnik Planitia, un hallazgo notable considerando que la atmósfera de Plutón es solo 1/100, 000 la de la Tierra, Bertrand dijo. También explican algunas otras características sorprendentes similares a las del desierto ...
Los científicos de la misión New Horizons de la NASA utilizaron simulaciones por computadora de última generación para mostrar que la superficie del Sputnik Planitia de Plutón está cubierta de "células" de hielo en movimiento que son geológicamente jóvenes y que se voltean debido a un proceso llamado convección. Crédito:NASA / JHUAPL / SwRI
8. Plutón tiene dunas
No es el desierto del Sahara o el desierto de Gobi. Este es Plutón. Cientos de dunas se extienden por al menos 45 millas (75 kilómetros) del borde occidental de Sputnik Planitia, y los científicos sospechan que se formaron recientemente.
Las dunas requieren partículas pequeñas y sostenidas, vientos impulsores que pueden levantar y soplar las motas de arena o cualquier otra cosa. Y a pesar de su débil gravedad, atmósfera fina, frío extremo y composición de toda la superficie de los hielos, Plutón aparentemente tenía (o puede que todavía tenga) todo lo necesario para hacer dunas.
Las montañas de hielo de agua en la franja noroeste del glaciar Sputnik pueden proporcionar las partículas, y el "corazón" de nitrógeno palpitante de Plutón proporciona vientos. En lugar de cuarzo, arenas de basalto y yeso arrastradas por vientos a veces huracanados en la Tierra, aunque, Los científicos sospechan que las dunas de Plutón son granos de hielo de metano del tamaño de arena transportados por vientos que soplan a no más de 20 mph. aunque dado el tamaño de las dunas, los vientos pueden haber sido más fuertes y la atmósfera mucho más espesa en el pasado.
9. Plutón y Caronte casi no tienen pequeños cráteres, y eso tiene grandes implicaciones
Encontrar cráteres en la superficie de los planetas es una especie de norma en el espacio. Pero si hay algo anormal en el sistema de Plutón, es que ni Plutón ni Caronte tienen muchos cráteres pequeños; casi todos son grandes.
"Eso nos sorprendió porque había menos cráteres pequeños de los que esperábamos, lo que significa que también hay menos objetos pequeños del cinturón de Kuiper de lo que esperábamos, "dijo Kelsi Singer, un científico adjunto del proyecto New Horizons y coinvestigador del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado.
Los análisis de imágenes de cráteres de New Horizons indican que pocos objetos de menos de una milla de diámetro bombardearon ambos mundos. Debido a que los científicos no tienen ninguna razón para creer que la actividad tectónica habría limpiado preferentemente la superficie de estos pequeños cráteres, Podría significar que el Cinturón de Kuiper está mayormente desprovisto de objetos muy pequeños.
"Estos resultados nos dan pistas sobre cómo se formó el sistema solar porque nos informan sobre la población de bloques de construcción de objetos más grandes, como Plutón e incluso quizás la Tierra, "Dijo Singer.
"Cada vez que vamos a algún lugar nuevo del sistema solar, encontramos sorpresas que desafían las teorías actuales, ", Agregó Singer." El sobrevuelo de New Horizons hizo exactamente eso, ¡y de muchas formas! "
9. Cerca de las escarpadas llanuras heladas llenas de cráteres en la cuenca Burney de Plutón. Crédito:NASA / JHUAPL / SwRI
10. Caronte tuvo un pasado volcánico, y podría ser clave para comprender otros mundos helados
New Horizons también capturó impresionantes imágenes de Caronte, la luna de Plutón, y allí también revelaron una geología sorprendente.
En el lado de Caronte que New Horizons captó en alta resolución, Caronte tiene dos tipos de terreno distintos:un inmenso, llanura que se extiende hacia el sur oficialmente llamada Vulcan Planitia que es al menos del tamaño de California, y un terreno accidentado llamado coloquialmente Oz Terra que se extiende hacia el norte hasta el polo norte de Caronte. Ambos parecen haberse formado a partir de la congelación y expansión de (¡lo adivinaste!), un océano antiguo debajo de la corteza de Caronte.
La expansión moderada en el norte creó la accidentada, terreno montañoso de Oz Terra visto hoy, mientras que la expansión en el sur se abrió paso a través de respiraderos, grietas y otras aberturas como criolava, derramando por la superficie. De hecho, Se cree que Vulcan Planitia es un crioflujo gigante que cubrió toda la región al principio de la historia de Caronte.
Existen características similares en algunos satélites helados en todo el sistema solar, incluida la luna gigante de Neptuno, Tritón, Las lunas de Saturno, Tetis, Dione y Encelado, y las lunas de Urano Miranda y Ariel. Y gracias a las imágenes detalladas de Charon de New Horizons, los modelos del pasado de Caronte serán una piedra de Rosetta para ayudar a comprender la actividad volcánica y geológica de esos otros mundos helados también.
"New Horizons transformó a Plutón de un punto telescópico difuso, en un mundo vivo con una diversidad asombrosa y una complejidad sorprendente, "dijo Hal Weaver, Científico del proyecto New Horizons en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland. "Todos estábamos asombrados por la variedad de fenómenos en todo el sistema de Plutón, de la coloración polar de Caronte y el abismo gigante, a la composición de la "bola de hielo" de los cuatro satélites más pequeños que ofrecían pistas valiosas sobre los orígenes del sistema. El encuentro con Plutón fue la exploración en su máxima expresión, un verdadero tributo a la visión y perseverancia del equipo de NASA New Horizons ".