Hay agua por todas partes en el planeta enano Ceres, de acuerdo con una nueva investigación. Nuevas observaciones han proporcionado evidencia directa de que el hielo de agua es omnipresente en la superficie y en el subsuelo superficial de este asteroide masivo.

Ceres es el objeto más grande en el cinturón de asteroides que se encuentra entre Marte y Júpiter, y desde hace tiempo se sospecha que contiene cantidades significativas de agua – estimaciones proyectadas hasta el 30 por ciento de su masa total. La evidencia ha señalado que el hielo de agua se mezcla con la roca en la superficie de Ceres, y en algunos raros casos, se han encontrado manchas más concentradas de hielo expuesto. Ceres incluso ha eructado plumas de vapor de agua.

Los nuevos resultados provienen de un mapa global de Ceres que muestra la distribución de hidrógeno, que luego se puede utilizar para inferir la presencia de agua. Los datos apoyan la teoría de que el contenido de agua de Ceres se separa del contenido de roca y forman una corteza rica en hielo en el planeta enano. El hecho de que tanta agua todavía esté presente en Ceres «confirma las predicciones de que el hielo de agua puede permanecer durante miles de millones de años a un metro de la superficie», escriben los autores en el nuevo documento detallando los hallazgos.

El mapa global fue creado usando un instrumento en la sonda Dawn de la NASA, que actualmente está orbitando el planeta enano, llamado «Gamma Ray and Neutron Detector» (GRaND) en español «Detector de Rayos Gamma y Neutrones». Este instrumento detecta dos clases de partículas: los neutrones, una de las partículas que componen los átomos, y los rayos gamma, la luz de muy alta energía. Cuando los rayos cósmicos (partículas de muy alta energía del espacio) chocan contra la superficie del planeta enano, la colisión puede crear un rocío de partículas de desechos, incluyendo neutrones y rayos gamma. Pero los escombros no son aleatorios; las características de algunos de esos rayos gamma y neutrones pueden proporcionar información sobre la composición química de la superficie de Ceres a ciertas profundidades debajo de la superficie. Así que los científicos que buscan datos de GRaND pueden aprender sobre la abundancia de diversos elementos, incluyendo potasio, hierro e hidrógeno en la superficie de Ceres, a una profundidad de aproximadamente 3 pies (1 metro).

Cráteres en los polos de Ceres están sumidos en la oscuridad permanente, y estos puntos son lo suficientemente fríos para haber almacenado hielo durante miles de millones de años. En este gráfico, las regiones azules muestran los cráteres oscuros, donde se ha formado el hielo. Crédito: Nature

El instrumento no puede detectar directamente las moléculas de agua, pero eso puede deducirse de los datos, según los autores. Una forma de hacerlo es con modelos de computadora, que pueden recrear la evolución de Ceres, produciendo varios resultados posibles que muestran cómo esos elementos (y agua) se distribuirían hoy.

La comparación de los modelos con el nuevo mapa muestra que el hielo de agua en Ceres se concentra cerca de los polos: A altas latitudes (más allá de unos 40 grados en ambos hemisferios), el hielo de agua en la superficie de Ceres y en las capas justo debajo de la superficie puede componer el 27 por ciento de la masa de Ceres, según la nueva investigación. Cerca del ecuador, la concentración de hielo de agua es mucho menor.

Los investigadores también compararon el mapa de Ceres con un mapa de Vesta, otro cuerpo en el cinturón de asteroides. Los datos de esos mapas globales muestran que Ceres tiene más de 100 veces más hidrógeno que Vesta, y que el hidrógeno se distribuye más uniformemente sobre la superficie. Eso indica algún tipo de proceso global, lo que implica que el agua era (y sigue siendo) un gran componente en Ceres, según el autor principal de la nueva investigación, Thomas Prettyman, investigador principal de GRaND. Prettyman habló en una conferencia de prensa hoy (15 de diciembre) en la reunión anual de la Unión Geofísica Americana en San Francisco.

Impresión artística de la corteza de Ceres, incluyendo el fangoso océano de hielo bajo su corteza, que puede albergar vida extraterrestre. Crédito: Nature

Prettyman también señaló que la composición de Ceres se ha comparado con una familia de meteoritos llamados carbonaceous chondrites (condritas carbonáceas). Estas rocas, como la mayoría de los asteroides en el cinturón de asteroides, han evolucionado muy poco desde los primeros días del sistema solar. Pero el nuevo mapa (que también muestra la distribución de hierro y potasio en Ceres) muestra algunas diferencias clave entre Ceres y estos meteoritos.

«Si nos fijamos en la composición elemental de Ceres, tiene cierta semejanza con los meteoritos carbonosos contritos», dijo Prettyman. «Pero hay diferencias que apoyan la idea de que el hielo y la roca que se unieron y formaron Ceres realmente se separaron en el interior y fueron redistribuidos por procesos como la convección».

Es posible que Ceres tenga un océano líquido profundo debajo de su superficie, pero si ese es el caso, el océano está probablemente compuesto por una mezcla química muy salada, con poco o nada de agua, según Carol Raymond, investigadora principal adjunta de la Misión Dawn, que también habló en la conferencia de prensa. En cambio, los nuevos resultados indican que el agua de Ceres está en gran parte almacenada en depósitos de hielo cerca de la superficie.

Un estudio aparte que apareció en la revista Nature y también publicado hoy reveló la presencia de un parche concentrado de hielo superficial en Ceres, ubicado en una región envuelta en sombra permanente. Pero esta y otras manchas de depósitos superficiales de hielo son «raras», según los autores del documento, y no se suman a la cantidad total de hielo que ahora se cree que está enterrado justo debajo de la superficie de Ceres.

La sonda Dawn entró en órbita alrededor de Ceres en marzo de 2015. La nave espacial completó su misión principal en junio y continúa estudiando Ceres como parte de su misión extendida.

El estudio ha sido publicado en Nature Astronomy.