Plutón no habría sido siempre una roca fría y árida, habría tenido calor suficiente para que un océano líquido se forme bajo su corteza helada, que podría existir hasta nuestros días.

Un nuevo estudio ha determinado que la acumulación de material durante la formación de Plutón podría haber generado suficiente calor para crear un océano líquido que ha persistido bajo una corteza helada y gélida lejos del calor del Sol.

Este escenario de «arranque en caliente», presentado en un artículo publicado el 22 de junio en Nature Geoscience, contrasta con la visión tradicional de los orígenes de Plutón como una bola de hielo y roca congelados en los que la descomposición radiactiva podría haber generado suficiente calor para derretir el hielo y formar un océano subsuperficial.

Francis Nimmo, profesor de ciencias de la Tierra y planetarias en la University of California Santa Cruz (UCSC), dijo en un comuniado:

“Durante mucho tiempo, la gente ha pensado en la evolución térmica de Plutón y la capacidad de un océano para sobrevivir hasta nuestros día. Ahora que tenemos imágenes de la superficie de Plutón de la misión New Horizons de la NASA, podemos comparar lo que vemos con las predicciones de diferentes modelos de evolución térmica”.

Las fallas extensivas (flechas) en la superficie de Plutón indican la expansión de la corteza helada del planeta enano, atribuida a la congelación de un océano subsuperficial. Crédito: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / Alex Parker

«Arranque en caliente»

Debido a que el agua se expande cuando se congela y se contrae cuando se derrite, los escenarios de arranque en caliente y frío tienen diferentes implicaciones para la tectónica y las características de superficie resultantes de Plutón, explicó el primer autor y estudiante graduado de la UCSC, Carver Bierson.

Bierson dijo:

“Si comenzó a enfriarse y el hielo se derritió internamente, Plutón se habría contraído y deberíamos ver características de compresión en su superficie, mientras que si comenzó a calentarse debería haberse expandido a medida que el océano se congeló y deberíamos ver características de extensión en la superficie. Vemos mucha evidencia de expansión, pero no vemos evidencia de compresión, por lo que las observaciones son más consistentes con Plutón comenzando con un océano líquido”.

La evolución térmica y tectónica de un Plutón de arranque en frío es en realidad un poco complicado, porque después de un período inicial de fusión gradual, el océano subsuperficial comenzaría a volver a congelarse. Por lo tanto, la compresión de la superficie ocurriría al principio, seguida de una extensión más reciente. Con un arranque en caliente, la extensión ocurriría a lo largo de la historia de Plutón.

Nimmo agregó:

“Las características de superficie más antiguas en Plutón son más difíciles de entender, pero parece que hubo una extensión antigua y moderna de la superficie”.

La estructura interior propuesta de Plutón. Una capa delgada de hidrato de clatrato (gas) funciona como un aislante térmico entre el océano subsuperficial y la capa de hielo, evitando que el océano se congele. Crédito: Kamata S. et al., / Nature Geoscience

¿Energía suficiente?

La siguiente pregunta era si había suficiente energía disponible para darle a Plutón un buen comienzo. Las dos principales fuentes de energía serían el calor liberado por la descomposición de elementos radiactivos en la roca y la energía gravitacional liberada a medida que el nuevo material bombardeaba la superficie del protoplaneta en crecimiento.

Los cálculos de Bierson mostraron que si toda la energía gravitacional fuera retenida como calor, inevitablemente crearía un océano líquido inicial. Sin embargo, en la práctica, gran parte de esa energía se irradiaría lejos de la superficie, especialmente si la acumulación de material nuevo se produce lentamente.

Nimmo agregó:

“Cómo se formó Plutón en primer lugar es muy importante para su evolución térmica. Si se acumula muy lentamente, el material caliente en la superficie irradia energía al espacio, pero si se acumula lo suficientemente rápido, el calor queda atrapado dentro”.

El brillante «corazón» en Plutón se encuentra cerca del ecuador. Su mitad izquierda es una gran cuenca llamada Sputnik Planitia. Crédito: NASA /Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

Los investigadores calcularon que si Plutón se formó en un período de menos de 30.000 años, entonces habría comenzado caliente. Si, en cambio, la acumulación tuvo lugar durante unos pocos millones de años, un arranque en caliente solo sería posible si los grandes impactadores enterraran su energía profundamente debajo de la superficie.

Los nuevos hallazgos implican que otros objetos grandes del cinturón de Kuiper probablemente también comenzaron calientes y podrían haber tenido océanos tempranos. Estos océanos podrían persistir hasta nuestros días en los objetos más grandes, como los planetas enanos Eris y Makemake.

Bierson agregó:

“Incluso en este ambiente frío tan lejos del sol, todos estos mundos podrían haberse formado rápido y caliente, con océanos líquidos”.

El estudio científico ha sido publicado en Nature Geoscience.

Fuente: Phys.org