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Simulaciones de la deformación de los cráteres de Ceres durante millones de años revelan que este planeta enano fue alguna vez un mundo océanico fangoso y conserva una corteza de hielo sucia.
"Creemos que hay mucho hielo de agua cerca de la superficie de Ceres, y que se vuelve gradualmente menos helado a medida que se desciende más y más", explica Mike Sori, profesor adjunto en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias de la Universidad de Purdue y coautor de la nueva investigación, publicada en Nature Astronomy.
"La gente solía pensar que si Ceres estaba muy helado, los cráteres se deformarían rápidamente con el tiempo, como los glaciares que fluyen en la Tierra, o como la miel viscosa que fluye. Sin embargo, hemos demostrado a través de nuestras simulaciones que el hielo puede ser mucho más fuerte en las condiciones de Ceres de lo que se había predicho anteriormente si se mezcla con un poco de roca sólida".
SUPERFICIE DEL 90 POR CIENTO DE HIELO
El descubrimiento del equipo es contradictorio con la creencia anterior de que Ceres era relativamente seco. La suposición común era que Ceres tenía menos del 30% de hielo, pero el equipo de Sori ahora cree que la superficie tiene más bien un 90% de hielo.
"Nuestra interpretación de todo esto es que Ceres solía ser un 'mundo oceánico' como Europa (una de las lunas de Júpiter), pero con un océano sucio y fangoso", dijo Sori. "A medida que ese océano fangoso se congelaba con el tiempo, creó una corteza helada con un poco de material rocoso atrapado en ella".
Ian Pamerleau, estudiante de doctorado y coautor del estudio, explicó cómo utilizaron simulaciones por computadora para modelar cómo se produce la relajación de los cráteres en Ceres a lo largo de miles de millones de años.
"Incluso los sólidos fluyen en escalas de tiempo largas, y el hielo fluye más fácilmente que la roca. Los cráteres tienen cuencas profundas que producen altas tensiones que luego se relajan a un estado de tensión menor, lo que da como resultado una cuenca menos profunda mediante el flujo en estado sólido", dijo en un comunicado.
"La conclusión tras la misión Dawn de la NASA fue que, debido a la falta de cráteres relajados y poco profundos, la corteza no podía ser tan helada. Nuestras simulaciones por ordenador dan cuenta de una nueva forma en la que el hielo puede fluir con sólo un poco de impurezas no derivadas del hielo mezcladas, lo que permitiría que una corteza muy rica en hielo apenas fluyera incluso durante miles de millones de años. Por lo tanto, podríamos obtener un Ceres rico en hielo que aún coincida con la falta de relajación de cráteres observada. Probamos diferentes estructuras de la corteza en estas simulaciones y descubrimos que una corteza gradual con un alto contenido de hielo cerca de la superficie que se va reduciendo gradualmente hasta convertirse en hielo más bajo con la profundidad era la mejor forma de limitar la relajación de los cráteres de Ceres".
Sori es un científico planetario cuyo foco es la geofísica planetaria. Su equipo aborda cuestiones sobre los interiores planetarios, las conexiones entre los interiores planetarios y las superficies, y esas cuestiones podrían resolverse con misiones espaciales. Su trabajo abarca muchos cuerpos sólidos del sistema solar, desde la Luna y Marte hasta objetos helados en el sistema solar exterior.
"Ceres es el objeto más grande del cinturón de asteroides y un planeta enano. Creo que a veces la gente piensa en cosas pequeñas y abultadas como asteroides (¡y la mayoría lo son!), pero Ceres en realidad se parece más a un planeta", dijo Sori. "Es una gran esfera, de unos 950 kilómetros de diámetro, y tiene características superficiales como cráteres, volcanes y deslizamientos de tierra".
El 27 de septiembre de 2007, la NASA lanzó la misión Dawn. Esta misión fue la primera y única nave espacial en orbitar dos destinos extraterrestres: el protoplaneta Vesta y Ceres. Aunque se lanzó en 2007, Dawn no llegó a Ceres hasta 2015. Orbitó el planeta enano hasta 2018.
"Utilizamos múltiples observaciones realizadas con datos de Dawn como motivación para encontrar una corteza rica en hielo que resistiera la relajación del cráter en Ceres. Diferentes características de la superficie (por ejemplo, fosas, domos y deslizamientos de tierra, etc.) sugieren que el subsuelo cercano de Ceres contiene mucho hielo", dijo Pamerleau. "Los datos espectrográficos también muestran que debería haber hielo debajo del regolito en el planeta enano y los datos de gravedad arrojan un valor de densidad muy cercano al del hielo, específicamente al hielo impuro. También tomamos un perfil topográfico de un cráter complejo real en Ceres y lo usamos para construir la geometría para algunas de nuestras simulaciones".
Sori dice que debido a que Ceres es el asteroide más grande, existía la sospecha de que podría haber sido cualquier objeto helado en función de algunas estimaciones de su masa realizadas desde la Tierra. Esos factores lo convirtieron en una excelente opción para una visita espacial.
"Para mí, lo más emocionante de todo esto, si estamos en lo cierto, es que tenemos un mundo oceánico helado bastante cerca de la Tierra. Ceres puede ser un valioso punto de comparación para las lunas heladas del sistema solar exterior que albergan océanos, como Júpiter.
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