Posible solución al enigma de los puntos brillantes en Ceres

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Ceres es un planeta enano que se encuentra en el cinturón principal de asteroides, entre Marte y Júpiter. Varios cráteres muestran misteriosas manchas brillantes. Un artículo publicado en Nature propone que las manchas en cráteres como el famoso Occator son depósitos de sulfato de magnesio (MgSO4); se cree que Ceres las ha acretado recientemente (menos de 78 millones de años), Otro artículo propone que este planeta enano tiene muchas regiones con arcillas ricas en amoniaco, de lo que se deduce que se formó en el Sistema Solar exterior y acabó en su posición actual durante la migración planetaria en el Sistema Solar primigenio.

La sonda Dawn de la NASA que orbita Ceres ha observado más de 130 puntos brillantes en su superficie, sobretodo en el interior de cráteres de impacto. El sulfato de magnesio (MgSO4), en forma del mineral hexahidrita (un material de color claro comparado con el oscuro color de la superficie de Ceres), también se ha observado en Ganímedes y Europa (ambos satélites galileanos de Júpiter). Se cree que Ceres ha acretado (capturado material) en una región más allá de la llamada línea de nieve, la distancia desde el Sol a la que las moléculas de agua se pueden condensar. Los detalles del proceso son una nueva incógnita a desvelar.

Los nuevos artículos son A. Nathues et al., “Sublimation in bright spots on (1) Ceres,” Nature 528: 237–240 (10 Dec 2015), doi: 10.1038/nature15754, y M. C. De Sanctis et al., “Ammoniated phyllosilicates with a likely outer Solar System origin on (1) Ceres.” Nature 528: 241–244 (10 Dec 2015), doi: 10.1038/nature16172.

En español recomiendo leer el estupendo post de Daniel Marín, “Resuelto el misterio de las manchas blancas de Ceres,” Eureka, 11 Dic 2015. Además, “Una solución al enigma de los puntos brillantes de Ceres,” Agencia SINC, 09 Dic 2015, Nuño Domínguez, “‘Dawn’ sobrevuela Ceres más cerca que nunca,” Materia, El País, 09 Dic 2015, y Nahúm Chazara, “Dos nuevos estudios aportan nuevos detalles sobre los puntos claros de Ceres,” Un Geólogo en Apuros, 09 Dic 2015.

Dibujo20151209 Spectral fit of the spectrum of Ceres including different carbonates nature16172-sf5

La sonda Dawn tiene un espectrómetro infrarrojo llamado VIR (Visible-Infrared Mapping Spectrometer) que obtiene espectros en el rango 0,4–5,0 μm (micrómetros). Estos espectros de la superficie se han obtenido a distancias entre 82.000 y 4.300 kilómetros. El espectro promedio de la superficie de Ceres muestra una reflectancia muy baja, luego la superficie es muy oscura. Durante el día, la temperatura de la superficie de Ceres está entre 180 y 240 K, a una distancia heliocéntrica del 2,86 UA. Su albedo geométrico es 0,088 ± 0,006 a la longitud de onda de 0,55 micras (en acuerdo con lo observado por el Telescopio Espacial Hubble).

La interpretación de los espectros es difícil (por la baja precisión de VIR). Muestran una banda de absorción fuerte y estrecha centrada entre 2,72 y 2,73 micras. El hielo de agua no encaja (aunque se han detectado neblinas de vapor de agua en el cráter Occator). Usando un programa de ordenador de simulación de la radiación en función de la composición se ha tratado de reproducir el espectro observado. El proceso de optimización es complicado y el ajuste resultante no es del todo firme. El mejor resultado se obtiene para una mezcla concreta de arcillas ricas en amoniaco (filosilicatos como antigorita, brucita, cronstedtita, dolomita y magnetita). Por supuesto, repito, la interpretación de los espectros es difícil y futuros estudios serán necesarios para confirmar estas conclusiones.

Dibujo20151209 Enhanced colour mosaic of the surface of Ceres nature15754-f1

Los resultados apuntan a que Ceres se formó en el Sistema Solar exterior, a partir de materia transneptuniana. De hecho, el amoniaco ya se ha observado en otros objetos transneptunianos, como Orcus y Caronte. Durante la fase migratoria de los planetas gigantes, alguna inestabilidad orbital acercó a Ceres a su posición actual. Los detalles son todavía un misterio, pues simular la formación de los planetas rocosos interiores y del cinturón de asteroides es muy difícil; de hecho, un nuevo estudio apunta a que es imposible lograrlo (Kleomenis Tsiganis, “How the Solar System didn’t form,” Nature 528: 202–204 (10 Dec 2015), doi: 10.1038/nature16322).

Dibujo20151209 The inner Solar System and outcomes of simulations of its formation nature16322-f1

Hasta ahora los modelos de formación planetaria no han sido capaces de reconstruir la distribución de masas de los pequeños planetas rocosos y de los asteroides del cinturón principal que se observa en el Sistema Solar. Se logran simular sistemas solares parecidos, pero sus detalles son extremadamente difíciles de reproducir. Lo habitual es obtener un planeta Marte de tamaño similar a Venus y la Tierra, así como un cinturón de asteroides con órbitas mucho más circulares de las observadas.

Lo solución a este problema podría estar en el proceso de migración de Júpiter y Saturno hacia el interior del Sistema Solar. Muchos cuerpos del cinturón de asteroides se podrían haber formado a las afueras del Sistema Solar y haber migrado hasta una órbita interior a la del planeta Júpiter. Sin embargo, se requieren futuras simulaciones más detalladas de este proceso para confirmar esta posibilidad.

En resumen, Ceres aún guarda muchos misterios. La sonda Dawn, como ha ocurrido con New Horizons, nos está ofreciendo más preguntas que respuestas. Las ciencias planetarias, incluso dentro del Sistema Solar, son cada día más apasionantes.



3 Comentarios

  1. “Uno de los problemas para entender el Universo es el poco tiempo del que disponen los humanos comparado con el tiempo de acontecimientos cosmológicos. Es lo que pasaría si alguien apareciera en la Tierra a observarnos durante una fracción de segundo: quizás creería que los niños, los adultos y los ancianos ¡son especies diferentes!”

    Personalmente, creo que un día se demostrará que uno de los grandes lastres de la ciencia (entre tantos…) habrá sido durante siglos el mal entendimiento de la formación planetaria, y de otros cuerpos celestes: la teoría nebular (una gran idea, y creativa, para la època en la que se formuló) es, para mí, altamente sospechosa.

    Pero ahí está, aguantando el tipillo…

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 10 diciembre, 2015
Categoría(s): ✓ Ciencia
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