¿Ceres alguna vez tuvo un océano?

A la izquierda, Ceres visto por la nave espacial Dawn de la NASA desde su órbita de mapeo a gran altitud a 913 millas (1.470 km) sobre la superficie. A la derecha, un mapa que muestra variaciones en el campo de gravedad de Ceres medido por la nave espacial Dawn. Este mapa de gravedad apoya la idea de un antiguo océano en Ceres. Imagen vía NASA JPL.

Ceres, que orbitaba entre Marte y Júpiter, se clasificó como un planeta cuando se descubrió por primera vez en 1801, hasta la década de 1850, cuando se conoció como el más grande de los pequeños mundos en el cinturón de asteroides. En 2006, los astrónomos lo reclasificaron como un planeta enano. Aún así, puede parecerle extraño imaginar al pequeño Ceres, un mundo de solo 590 millas (950 km) de ancho, con un océano. Y, sin embargo, se sabe que Ceres tiene minerales que contienen agua en su superficie. Dos estudios recientes exploran la posibilidad de un océano en Ceres en el pasado distante, y arrojan luz sobre la cuestión de qué le sucedió a este océano, si existió, y si Ceres aún podría tener agua líquida en la actualidad.

Nuestro conocimiento de Ceres ha aumentado enormemente en los últimos años, desde que la nave espacial Dawn comenzó a orbitar a principios de 2015. Por cierto, la misión de Dawn se extendió recientemente. La NASA dijo:

El equipo de Dawn descubrió que la corteza de Ceres es una mezcla de hielo, sales y materiales hidratados que fueron sometidos a actividades geológicas pasadas y posiblemente recientes, y que esta corteza representa la mayor parte de [un] océano antiguo. El segundo estudio se basa en el primero y sugiere que hay una capa más suave y fácilmente deformable debajo de la corteza rígida de la superficie de Ceres, que también podría ser la firma del líquido residual que queda del océano.

Julie Castillo-Rogez, científica del proyecto Dawn y coautora de los estudios, basada en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en Pasadena, California, dijo:

Cada vez más, estamos aprendiendo que Ceres es un mundo complejo y dinámico que puede haber albergado una gran cantidad de agua líquida en el pasado y que aún puede tener algo subterráneo.

Comparación del tamaño de la Tierra-Ceres. Ceres es pequeño, pero representa aproximadamente 1/3 de la masa del cinturón de asteroides. En 2006, los astrónomos de la IAU consideraron brevemente cambiar el estado de Ceres a un planeta importante, pero luego optaron por hacer que los planetas enanos tanto de Ceres como de Plutón. La razón es que ni Ceres ni Plutón "dominan su órbita". Ambos comparten sus órbitas con muchos otros cuerpos más pequeños, en el caso de Ceres, asteroides en lo que llamamos el cinturón de asteroides. Imagen a través de ThePlanets.org.

Anton Ermakov, investigador postdoctoral en JPL, dirigió el primer estudio, que es un análisis de mediciones realizadas a través de la nave espacial Dawn de la gravedad de Ceres. Dichas mediciones permiten a los científicos estimar la composición y la estructura interior de un mundo como Ceres. Este estudio se publica en la revista Journal of Geophysical Research . Las mediciones provienen de observar los movimientos de la nave espacial con la Red de Espacio Profundo de la NASA. Los científicos estaban buscando pequeños cambios en la órbita de la nave espacial, que indican anomalías de gravedad. La NASA dijo:

Tres cráteres, Occator, Kerwan y Yalode, y la alta montaña solitaria de Ceres, Ahuna Mons, están todos asociados con 'anomalías de gravedad'. Esto significa discrepancias entre los modelos científicos de la gravedad de Ceres y lo que Dawn observó en estos cuatro lugares puede asociarse con estructuras subterráneas ...

[El estudio de Ermakov también encontró] que la densidad de la corteza es relativamente baja, más cercana a la del hielo que a las rocas. Sin embargo, un estudio realizado por el investigador invitado de Dawn Michael Bland del Servicio Geológico de EE. UU. Indicó que el hielo es demasiado blando para ser el componente dominante de la fuerte corteza de Ceres. Entonces, ¿cómo puede la corteza de Ceres ser tan ligera como el hielo en términos de densidad, pero a la vez mucho más fuerte? Para responder a esta pregunta, otro equipo modeló cómo la superficie de Ceres evolucionó con el tiempo.

Ahuna Mons en Ceres, una montaña de aproximadamente 4 millas (6 km) de altura, en una vista simulada usando las imágenes de la nave espacial Dawn de la NASA. Esta región en Ceres está asociada con anomalías de gravedad, lo que ayuda a los científicos a explorar la estructura interior de Ceres. Imagen vía NASA / JPL-Caltech / UCLA / MPS / DLR / IDA.

Roger Fu, de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, dirigió este segundo estudio, que se publica en la revista Earth and Planetary Science Letters . Investigó la fuerza y ​​la composición de la corteza y el interior más profundo de Ceres mediante el estudio de la topografía del planeta enano. La NASA explicó:

Al estudiar cómo evoluciona la topografía en un cuerpo planetario, los científicos pueden comprender la composición de su interior. Una corteza fuerte dominada por rocas puede permanecer sin cambios durante la edad de 4.500 millones de años del sistema solar, mientras que una corteza débil rica en hielo y sales se deformaría durante ese tiempo.

Al modelar cómo fluye la corteza de Ceres, Fu y sus colegas descubrieron que es probable que sea una mezcla de hielo, sales, rocas y un componente adicional que se cree que es el hidrato de clatrato. Un hidrato de clatrato es una jaula de moléculas de agua que rodea una molécula de gas. Esta estructura es de 100 a 1, 000 veces más fuerte que el hielo de agua, a pesar de tener casi la misma densidad.

Los investigadores creen que Ceres una vez tuvo características superficiales más pronunciadas, pero se han suavizado con el tiempo. Este tipo de aplanamiento de montañas y valles requiere una corteza de alta resistencia que descanse sobre una capa más deformable, que Fu y sus colegas interpretan que contiene un poco de líquido.

El equipo cree que la mayor parte del antiguo océano de Ceres ahora está congelado y atado en la corteza, quedando en forma de hielo, hidratos de clatrato y sales. Ha sido así durante más de 4 mil millones de años. Pero si hay líquido residual debajo, ese océano aún no está completamente congelado.

Esto es consistente con varios modelos de evolución térmica de Ceres publicados antes de la llegada de Dawn allí, lo que respalda la idea de que el interior más profundo de Ceres contiene líquido sobrante de su antiguo océano.

Concepto artístico de la nave espacial Dawn orbitando Ceres. Nuestro conocimiento de este pequeño mundo ha aumentado enormemente, gracias a Dawn, cuya misión se extendió recientemente. Sin embargo, los misterios permanecen. Imagen vía NASA / JPL-Caltech.

En pocas palabras: dos estudios recientes exploran la posibilidad de un océano en Ceres en el pasado distante, y arrojan luz sobre la cuestión de lo que le sucedió a este océano, si existió, y si Ceres aún podría tener agua líquida en la actualidad.

Vía NASA JPL