This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
Los planetas enanos en nuestro sistema solar exterior no son todos unas bolas de hielo sin vida. Observaciones recientes realizadas con el telescopio espacial de la NASA, James Webb Space Telescope (JWST, por sus siglas en inglés) demostraron que las superficies de algunos de los planetas han sido remodelados por el hielo de metano que salió desde océanos interiores de agua líquida. Algunas de esas actividades podrían haber ocurrido en el pasado geológico reciente y puede que continúen hoy en día en al menos uno de los mundos.
El telescopio JWST “nos está brindado una buena oportunidad para comparar y contrastar estos diferentes cuerpos” comenta Christopher Glein, un científico planetario del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. Glein es el autor principal del estudio sobre de los planetas enanos Eris y Makemake, el segundo y el cuarto objeto más grandes del cinturón de Kuiper, una región en forma de rosquilla que se encuentra más allá de Neptuno.
“El NIRSpec nos brinda una visión en el punto justo donde previamente no habíamos tenido información”.
Glein y sus colegas utilizaron información del (NIRSpec, por sus siglas en inglés) del telescopio, el cual observa en longitudes de ondas en el infrarrojo que se encuentran ocultas para los telescopios terrestres debido a la atmósfera de la Tierra, para confirmar la presencia de hielo de metano en la superficie de Eris y Makemake. Sin embargo, por primera vez el NIRSpec reveló la composición isotópica de hidrógeno y carbono en las moléculas de metano que le brindaron información a los miembros del equipo sobre el origen del gas. Estos resultados se publicaron en Icarus.
“El NIRSpec nos brinda una visión en el punto justo donde previamente no habíamos tenido información” dijo Glein. “Significa que podemos empezar a utilizar las herramientas y trucos de la geoquímica isotópica para comprender la información y la evolución de estos objetos transneptunianos lejanos”.
Modificar la configuración predeterminada
“El modelo por defecto [de la formación de los planetas enanos], en mi mente era que quizás Eris y Makemake eran como cometas grandes que se formaron a partir de muchos fragmentos helados y que su metano lo heredaron de aquellos bloques primordiales” agregó Glein. “Pero no fue de esa manera”.
El JWST midió el cociente de deuterio-hidrógeno, una forma pesada del hidrógeno, y reveló que el deuterio es solo una décima parte tan abundante como en los hielos de metano en Eris y Makemake como en la mayoría de los cometas.
En cambio el cociente del hidrógeno-deuterio tiene gran similitud con el hielo de agua hallado en el cometa. Eso sugiere que el metano en Eris y Makemake heredó su hidrógeno de agua del interior donde las condiciones pueden haber sido lo suficientemente cálidas para las moléculas de agua y carbono para reaccionar y formar metano.
Sin embargo, el cociente del hidrógeno-deuterio no revela cuándo el metano llegó a la superficie. Pero NIRSpec también midió los isótopos de carbono en el metano y se halló que el carbono-13 era solo cerca del 1 % tan abundante como el carbono-12. Si el metano era tan antiguo, el carbono-13 sería mucho más abundante, comentó Glein.
Además el hielo de metano se oscurece cuando es expuesto a la radiación solar y a los rayos cósmicos pero tanto Eris como Makemake son bastantes brillantes. Eris es de hecho el cuerpo más reflectante en el sistema solar después de Encelado, la luna de Saturno que es constantemente remodelada con hielo fresco que se condensa desde los chorros de agua y hielo que se vierten desde el océano interior a través de las grietas de la corteza. Eso incrementa las posibilidades de que Eris pueda estar activo todavía (Makemake no es tan brillante como Eris y su superficie es más rojiza lo que es el resultado del metano que se “erosiona” mediante la radiación lo que indica que su metano es más antiguo que el hielo en Eris).
“El metano debe ser producido constantemente en el interior para explicar estos cocientes” dice Bonnie Buratti, una científica planetaria en el Laboratorio de Propulsión a Chorro quién no está involucrada en el nuevo estudio.
Las simulaciones en las que se basan las nuevas medidas isotópicas del JWST sugieren que ambos están diferenciados con capas de agua y hielo que circundan un núcleo rocoso, cubierto con una corteza helada. Eris podría tener un océano templado por puntos cálidos en en el núcleo o el océano podría que se encuentre sepultado más allá de la superficie y es calentado por rocas calientes que proliferan a través del núcleo – un posible escenario para Makemake también.
“No estamos seguros cómo lucen las superficies de estos mundos” agrega el coautor Will Grundy, un científico planetario del Observatorio Lowell y el autor principal del segundo estudio sobre Eris y Makemake. “Definitivamente podemos especular que Eris luce como Plutón [el objeto más grande del cinturón de Kuiper], pero luego llegaremos allí y observaremos que es completamente diferente. La naturaleza es así de creativa”.
A más planetas enanos, más posibles mundos océanos
Los nuevos datos se añaden a un creciente número de investigaciones que muestran que los cuerpos del sistema solar exterior producen su propio metano.
Las observaciones adicionales realizadas con el JWST muestran que procesos similares podrían haber ocurrido en otros tres planetas enanos, Sedna, Quaoar y Gonggong. Los tres muestran evidencias de hielo de etano – un producto de la radiación del metano – con indicios de metano en la superficie de Quaoar que es el más pequeño y más recóndito de los tres cuerpos añadió Joshua Emery, un científico planetario de la Universidad del Norte de Arizona en Flagstaff y el autor principal de un estudio que ha sido aceptado para su publicación en Icarus. Grundy es el coautor del estudio.
“Probablemente el etano no sea primordial y no fue acrecionado con estos cuerpos pero puede haberse formado después” indica Emery “Cada uno de ellos seguro tenía metano en su superficie pero fue irradiado”.
“Necesitamos pensar mucho más en nuestro sistema solar o en los sistemas solares en general como lugares potencialmente habitables”.
Sin embargo, si se lo deja por mucho tiempo la radiación destruiría el metano y a las moléculas relacionadas, declara Emery, lo que sugiere que el metano debe haber sido traído a la superficie de estos tres cuerpos hace poco.
Eso en cambio propone que tanto Eris, Makemake, Sedna, Quaoar y Gonggong deben ser cuerpos diferenciados que generaron suficiente calor para producir metano el cual llegó a la superficie a través de grietas, lentas emisiones de gases o algún otro proceso “Cualquier cuerpo en el sistema solar exterior que se diferenció tuvo probablemente un océano líquido en algún momento” mencionó Emery. Los océanos en Quaoar, Gonggong y Sedna, sin embargo “podrían no haber durado hasta el día de hoy”.
Más allá de revelar algo de la historia evolutiva de estos mundos helados, los equipos de investigación comentan que estas observaciones recientes también implican que al menos algunos de los planetas enanos podría haber sido habitables “Los ingredientes que necesitas para la vida – agua líquida, energía química y gradientes térmicos – todos se encuentran o se encontraban allí” agrega Grundy “Demuestra que necesitamos pensar mucho más acerca de nuestro sistema solar o sistemas solares en general como cuerpos potencialmente habitables”.
—Damond Benningfield, Escritor de ciencia
This translation by Mariana Rossi was made possible by a partnership with Planeteando. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando.