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El planeta enano Ceres tiene un océano de agua salada secreto

El planeta enano Ceres se muestra en falso color, con el cráter Occator visible.
El planeta enano Ceres se muestra en falso color, con el cráter Occator visible.
Imagen: NASA/JPL-CalTech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Un equipo de científicos ha atribuido la existencia de misteriosos puntos brillantes en Ceres, el objeto más grande del cinturón de asteroides, a una gigantesca reserva de agua salada debajo de la corteza del planeta enano.

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Los océanos subsuperficiales son el tipo de cosas que esperamos ver en el sistema solar exterior, específicamente en las lunas heladas que se encuentran en órbita alrededor de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Pero de acuerdo con siete (sí, siete) estudios nuevos publicados para una colección especial de la revista científica Nature, los océanos subterráneos también pueden aparecer en objetos espaciales sin un planeta anfitrión, como ha sido demostrado por Ceres, un planeta enano en el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter.

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Ceres, como muestra la nueva investigación, estuvo activo recientemente y aún podría estarlo, conteniendo una vasta reserva de agua subterránea y exhibiendo una forma de criovolcanismo (en el que el agua subterránea llega a la superficie) nunca antes vista en un objeto celeste. Los océanos subsuperficiales en lunas heladas, como Europa de Júpiter y Encelado de Saturno, se mantienen calientes por las interacciones de las mareas ejercidas por sus planetas anfitriones, pero no puede decirse lo mismo de los objetos espaciales sin planetas anfitriones que se encuentran en el cinturón de asteroides. En Ceres, este fenómeno es más una cuestión de química, ya que el agua subterránea permanece en un estado fangoso debido a su alto contenido de sal.

Imagen a falso color que muestra el interior del cráter Occator. Las áreas rosa muestran regiones en las que la salmuera expuesta se derramó sobre la superficie de Ceres.
Imagen a falso color que muestra el interior del cráter Occator. Las áreas rosa muestran regiones en las que la salmuera expuesta se derramó sobre la superficie de Ceres.
Imagen: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.
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La nueva investigación, descrita en artículos publicados en Nature Astronomy, Nature Geoscience y Nature Communications, incluyó a científicos de la NASA, el Instituto Lunar y Planetario de Estados Unidos (LPI), la Universidad de Münster en Alemania y el Instituto Nacional de Educación e Investigación Científica (NISER) en India, entre muchas otras instituciones.

Con 946 kilómetros de diámetro, Ceres es el objeto más grande del cinturón de asteroides. La nave espacial Dawn de la NASA visitó Ceres entre los años 2015 y 2018, recopilando datos de importancia crítica durante los últimos cinco meses de la misión, cuando el orbitador descendió en picado a 35 km de la superficie.

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Las imágenes de alta resolución enviadas a la Tierra revelaron el cráter Occator con un detalle sin precedentes. Este cráter, formado por un impacto gigante, es la característica más distintiva del planeta enano, mide 92 kilómetros de ancho, que es bastante grande incluso para los estándares de la Tierra. El cráter Occator se reveló como una estructura compleja, con una depresión central cubierta por una estructura en forma de cúpula, varias grietas y surcos, depósitos minerales brillantes y cúpulas más pequeñas esparcidas por todas partes.

Una vista del cráter Occator mostrando Cerealia Facula (B) y Vinalia Faculae (C).
Una vista del cráter Occator mostrando Cerealia Facula (B) y Vinalia Faculae (C).
Imagen: Nathues et al., Nature Astronomy.
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Se sospechaba que el agua pudo haber sido responsable de las características brillantes de la superficie de Ceres antes de la misión Dawn, y los datos recopilados por el orbitador sugieren que es así.

Un recuento de pequeños cráteres de impacto en Ceres apunta a una superficie relativamente joven. El cráter Occator se formó hace unos 22 millones de años, y algunas de las características superficiales más jóvenes de Ceres se formaron hace solo 2 millones de años.

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Una característica común de los cráteres de impacto es un pico que se forma en el centro. Tal característica se formó dentro de Occator, pero colapsó, creando una especie de depresión dentro de la depresión. Después, hace unos 7,5 millones de años, el agua, o más bien la salmuera, subió a la superficie y se filtró a través de este pico colapsado. Esta agua salada se evaporó, dejando depósitos reflectantes en forma de carbonato de sodio, es decir, una mezcla de sodio, carbono y oxígeno. La mancha blanca brillante en el centro de Occator, llamada Cerealia Facula, es el remanente de este proceso.

También aparecen depósitos similares en otras partes del cráter, incluyendo una característica prominente llamada Vinalia Faculae. En estos lugares, la salmuera subió a la superficie a través de grietas y surcos.

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Vistas cercanas de Cerealia Facula (B) y Vinalia Faculae (C).
Vistas cercanas de Cerealia Facula (B) y Vinalia Faculae (C).
Imagen: Nathues et al., Nature Astronomy.

Hace unos 2 millones de años, Cerealia Facula volvió a estar activa, arrojando mas salmuera, formando una cúpula central de material brillante. Estos procesos estaban en curso hace alrededor de 1 millón de años, y posiblemente todavía estén sucediendo hoy, aunque los procesos criovolcánicos se han debilitado considerablemente con el paso del tiempo.

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La evaporación y la sublimación (cuando el líquido se transforma directamente en gas) obligaron al agua a salir a la superficie, en una forma de criovolcanismo que no se ha visto en ningún otro lugar del Sistema Solar, según los investigadores. Los científicos tienen buenas razones para creer que este proceso puede existir en otras partes de otros cuerpos aparentemente inertes.

“La evidencia de una actividad geológica muy reciente en Ceres contradice la creencia general de que los cuerpos pequeños del sistema solar no son geológicamente activos”, dijo Guneshwar Thangjam, coautor del artículo de Nature Astronomy e investigador de NISER, en un comunicado de prensa.

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Es importante destacar que el océano subsuperficial probablemente se formó como resultado del evento de impacto que creó el cráter Occator, pero su fango continuo se debe a la sal disuelta en el agua subterránea.

“Para el gran depósito de Cerealia Facula, la mayor parte de las sales se suministraron desde un área fangosa justo debajo de la superficie que se derritió por el calor del impacto que formó el cráter hace unos 20 millones de años”, Carol Raymond, autora principal del estudio de Nature Astronomy e investigadora principal de Dawn, dijo en un comunicado de prensa de la NASA. “El calor del impacto disminuyó después de unos pocos millones de años; sin embargo, el impacto también creó grandes fracturas que podrían alcanzar el depósito profundo y de larga duración, permitiendo que la salmuera continúe filtrándose a la superficie”.

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Depósitos y cúpulas de color blanco brillante dentro del cráter Occator, formados a partir del agua subterránea.
Depósitos y cúpulas de color blanco brillante dentro del cráter Occator, formados a partir del agua subterránea.
Imagen: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Ceres presenta cientos y posiblemente miles de depósitos mas pequeños, la mayoría de los cuales tienen menos de 10 metros de espesor. Aparecen domos y hoyos en la superficie, que también se forman a partir del movimiento del agua subterránea.

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Al estudiar la gravedad de Ceres, los científicos pudieron inferir su estructura interna. El depósito salado se encuentra a unas 40 km debajo de la superficie y tiene cientos de kilómetros de ancho. Dado que Ceres en sí tiene solo 947 kilómetros de diámetro, es posible llamar a Ceres un mundo oceánico.

Al parecer, de la noche a la mañana, Ceres se ha convertido en un objetivo tentador para los astrobiólogos. Con su química compleja, agua líquida y dinámica superficial y subsuperficial en curso, puede haber sido habitable en algún momento de su historia reciente. Una misión para enviar una sonda a la superficie de repente parece una muy buena idea.

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