Investigadores de la Universidad de Brown y el Instituto SETI descubrieron que el objeto de doble lóbulo, que oficialmente se llama Objeto del Cinturón de Kuiper 486958 Arrokoth y se parece a un muñeco de nieve, puede tener hielos antiguos almacenados en lo profundo de su interior desde que se formó por primera vez hace miles de millones de años. Pero eso es sólo el comienzo de sus hallazgos.

Utilizando un nuevo modelo que desarrollaron para estudiar cómo evolucionan los cometas, los investigadores sugieren que esta hazaña de perseverancia no es exclusiva de Arrokoth, sino que muchos objetos del Cinturón de Kuiper, que se encuentra en las regiones más exteriores del sistema solar y se remonta a principios de formación del sistema solar hace unos 4.600 millones de años—también puede contener los antiguos hielos con los que se formó.

"Hemos demostrado aquí en nuestro trabajo, con un modelo matemático bastante simple, que se pueden mantener estos hielos primitivos encerrados en lo profundo del interior de estos objetos durante períodos de tiempo realmente largos", dijo Sam Birch, científico planetario de Brown y uno de los los coautores del artículo. "La mayor parte de nuestra comunidad había pensado que estos hielos deberían haberse perdido hace mucho tiempo, pero ahora creemos que puede que no sea el caso".

Birch describe el trabajo en la revista Icarus. con el coautor Orkan Umurhan, científico investigador senior del Instituto SETI.

Hasta ahora, a los científicos les ha resultado difícil determinar qué sucede con el hielo de estas rocas espaciales a lo largo del tiempo. El estudio cuestiona los modelos de evolución térmica ampliamente utilizados que no han tenido en cuenta la longevidad de los hielos que son tan sensibles a la temperatura como el monóxido de carbono. El modelo que los investigadores crearon para el estudio explica este cambio y sugiere que los hielos altamente volátiles en estos objetos permanecen mucho más tiempo de lo que se pensaba anteriormente.

"Básicamente estamos diciendo que Arrokoth es tan súper frío que para que se sublime más hielo, o pase directamente de sólido a gas, omitiendo la fase líquida dentro de él, el gas en el que se sublima primero tiene que viajar hacia afuera a través de sus poros. interior parecido a una esponja", dijo Birch. "El truco es que para mover el gas, también hay que sublimar el hielo, así que lo que se obtiene es un efecto dominó:dentro de Arrokoth hace más frío, se sublima menos hielo, se mueve menos gas, se enfría aún más, y así sucesivamente. Al final, todo se apaga y te quedas con un objeto lleno de gas que poco a poco va saliendo."

El trabajo sugiere que los objetos del Cinturón de Kuiper pueden actuar como "bombas de hielo" inactivas, preservando gases volátiles en su interior durante miles de millones de años hasta que los cambios orbitales los acerquen al Sol y el calor los vuelva inestables. Esta nueva idea podría ayudar a explicar por qué estos objetos helados del cinturón de Kuiper entran en erupción tan violentamente cuando se acercan por primera vez al sol. De repente, el gas frío de su interior se presuriza rápidamente y estos objetos evolucionan hasta convertirse en cometas.

"La clave es que corregimos un profundo error en el modelo físico que la gente había estado asumiendo durante décadas para estos objetos tan viejos y fríos", dijo Umurhan, coautor del artículo de Birch. "Este estudio podría ser el impulso inicial para reevaluar la teoría de la evolución y actividad del interior del cometa."

En conjunto, el estudio desafía las predicciones existentes y abre nuevas vías para comprender la naturaleza de los cometas y sus orígenes. Birch y Umurhan son coinvestigadores en la misión Comet Astrobiology Exploration Sample Return (CAESAR) de la NASA para adquirir al menos 80 gramos de material de la superficie del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko y devolverlo a la Tierra para su análisis.

Los resultados de este estudio podrían ayudar a guiar las estrategias de exploración y muestreo de CAESAR, ayudando a profundizar nuestra comprensión de la evolución y actividad de los cometas.

"Es muy posible que haya reservas masivas de estos materiales primitivos encerrados en pequeños cuerpos en todo el sistema solar exterior, materiales que están esperando estallar para que los observemos o permanezcan congelados hasta que podamos recuperarlos y traerlos a casa. Tierra", dijo Birch.