Una capa aislante gaseosa debajo de las superficies heladas de objetos celestes distantes podría significar que hay más océanos en el universo de lo que se pensaba anteriormente. De acuerdo con un estudio publicado en la revista Nature Geoscience, las simulaciones por computadora proporcionan evidencia convincente de que una capa aislante de hidratos de gas podría evitar que un océano subsuperficial se congele bajo el exterior helado de Plutón.

En julio de 2015, la nave espacial New Horizons de la NASA voló a través del sistema de Plutón, brindando las primeras imágenes de primer plano de este distante planeta enano y sus lunas. Las imágenes mostraron la topografía inesperada de Plutón, incluida una cuenca elipsoidal de color blanco llamada Sputnik Planitia, ubicada cerca del ecuador y aproximadamente del tamaño de Texas.

Debido a su ubicación y topografía, los científicos creen que existe un océano subsuperficial debajo de la capa de hielo que se adelgaza en Sputnik Planitia. Sin embargo, estas observaciones son contradictorias con la edad del planeta enano porque el océano debería haberse congelado hace mucho tiempo y la superficie interna de la capa de hielo que mira hacia el océano también debería haberse aplanado.

Océano líquido en Plutón

Un equipo de investigadores de la Hokkaido University de Japón, el Tokyo Institute of Technology, la Tokushima University, la Osaka University, la Kobe University, y la University of California en Santa Cruz, consideraron qué podría mantener caliente el océano subsuperficial y mantener la superficie interna de la capa de hielo congelada y desigual.

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

El equipo planteó la hipótesis de que existe una «capa aislante» de hidratos de gas debajo de la superficie helada de Sputnik Planitia. Los hidratos de gas son sólidos cristalinos del hielo formados por un gas atrapado dentro de las jaulas de agua molecular. Son muy viscosos, tienen baja conductividad térmica y, por lo tanto, podrían proporcionar propiedades aislantes.

Los investigadores realizaron simulaciones por computadora que cubrieron una escala de tiempo de 4.600 millones de años, cuando el sistema solar comenzó a formarse. Las simulaciones mostraron la evolución térmica y estructural del interior de Plutón y el tiempo requerido para que un océano subsuperficial se congele y para que la cubierta de hielo que lo cubre se vuelva uniformemente espesa. Simularon dos escenarios: uno donde existía una capa aislante de hidratos de gas entre el océano y la cáscara helada, y otro donde no existía.

Simulación de las condiciones en Plutón

Las simulaciones mostraron que, sin una capa aislante de hidrato de gas, el mar subsuperficial se habría congelado completamente hace cientos de millones de años; pero con una, apenas se congela. Además, toma aproximadamente un millón de años para que una capa de hielo uniformemente espesa se forme completamente sobre el océano, pero con una capa aislante de hidrato de gas, lleva más de mil millones de años.

Los resultados de la simulación apoyan la posibilidad de que exista un océano líquido de larga vida debajo de la corteza helada de Sputnik Planitia.

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

El equipo cree que el gas más probable dentro de la hipotética capa aislante es el metano que se origina en el núcleo rocoso de Plutón. Esta teoría, en la que el metano queda atrapado como un hidrato de gas, es consistente con la composición inusual de la atmósfera de Plutón: pobre en metano y rica en nitrógeno.

Los investigadores concluyen que las capas aislantes de hidratos de gas similares podrían mantener los océanos subsuperficiales de vida prolongada en otras lunas heladas relativamente grandes pero mínimamente calentadas y objetos celestes distantes.

Shunichi Kamata, de la Hokkaido University, quien dirigió el equipo, dijo en un comunicado:

Esto podría significar que hay más océanos en el universo de lo que se pensaba, lo que hace más plausible la existencia de vida extraterrestre”.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Nature Geoscience.