Caronte, a dos años del sobrevuelo de la sonda New Horizons

El post anterior hicimos un breve recuento de los fabulosos (a no dudarlo) hallazgos que la sonda New Horizons nos reportó sobre el planeta enano Plutón. Siempre es bueno recordar que -hasta ese sobrevuelo- la mayoría de los científicos imaginaban a Plutón como un aburrido pedrusco helado y más muerto que Tutankamón, así que el hallazgo de un tan mundo dinámico fue una deliciosa sorpresa.

Por supuesto, New Horizons también obtuvo ingente cantidad de datos de Caronte, la mayor luna de Plutón. De hecho, aunque el sobrevuelo ocurrió el día 14 de Julio, desde una semana antes la sonda New Horizons estuvo captando imágenes del sistema Plutón-Caronte, como una forma de obtener fotografías de toda la superficie de ambos mundos. Caronte es el objetivo de este post, el resto de satélites de Plutón: Estigia, Nix, Hidra y Cerbero, lo podemos dejar para más adelante.

Toda la superficie de Caronte, fotografiada por la New Horizons desde una semana antes del sobrevuelo (NASA).

Caronte fue descubierto en 1978, gracias al astrónomo estadounidense James Christy. Está a unos 20.000 kilómetros de Plutón y tarda unos seis días en trasladarse sobre un centro de masas común. Constituyó un hallazgo afortunado, pues su presencia permitió obtener estimaciones más precisas sobre la masa de Plutón. Además, los ocultamientos mutuos permitieron formarse una idea sobre la composición de ambos mundos por análisis espectroscópico. No ha sido posible detectar una atmósfera (digna de ese nombre) en Caronte.

Caronte en todo su esplendor. Los colores son reales (NASA/ Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest research institute).

Caronte tiene un diámetro de 1.200  kilómetros, aproximadamente la mitad de su compañero, aunque su masa equivale a un 12% de la masa de Plutón (un porcentaje relativamente alto). Está constituido en su mayor parte por hielo de agua, a diferencia de Plutón, cuya superficie está dominada por una capa congelada de hielos de nitrógeno, metano y monóxido de carbono.

La superficie de Caronte es más homogénea que la de Plutón, pero no faltan los rasgos fascinantes. Quizá el accidente más conspicuo de la superficie es Mordor Mácula, una enorme cuenca de color rojizo que cubre casi por completo el polo norte de Caronte. Tiene unos 475 kilómetros de diámetro y su origen sigue siendo un misterio, aunque su llamativo color estaría dado por gases que escaparon de la atmósfera de Plutón y terminaron por condensar sobre Caronte.

Mordor Mácula, la tierra de las sombras en "El Señor de los anillos"

Otro rasgo llamativo es la red de cañones y fracturas que rodean el ecuador del satélite, verdadero cinturón que divide ambos hemisferios del satélite. Se podría afirmar que el hemisferio norte de Caronte es mucho más prominente -más alto y abundante en cráteres- que el hemisferio sur. La falla más espectacular -con diferencia- es Serenity Chasma, pues se extiende por unos 1.000 kilómetros de largo y unos 10 de profundidad. Otras "chasmatas" son Tardis Chasma, Argos Chasma y Nostromo Chasma. El punto más bajo en la superficie de Caronte es Caleuche Chasma, una fosa que se extiende por unos 350 kilómetros de largo y que tendría nada menos que 14 kilómetros de profundidad. En proporción respecto a su mundo deben ser los acantilados más altos de todo el sistema solar, y una formación impresionante para ver in situ.

El espectacular sistema de cañones que rodea el ecuador de Caronte (NASA/ Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/ Southwest Research Institute).

Calecuche Chasma, el punto más bajo de Caronte, debe su nombre a la leyenda del Caleuche, barco fantasma de la isla  Chiloé en Chile.

Vulcan Planum es otro rasgo destacable. Bautizada con ese nombre en homenaje al planeta nata del "Señor Spock" personaje en la serie de culto Star Trek. Es una zona mayormente plana que contiene un buen número de cráteres, aunque sería más joven que otras regiones del satélite. Vulcan Planum también alberga la intrigante Kubrick Mons, una montaña de unos 4.000 metros de altitud que está ubicada al interior de un cráter. Todo el conjunto recuerda a una fortaleza medieval rodeada por un foso de protección. Su origen es desconocido, aunque hay quien especula que Kubrick Mons es un antiguo criovolcán.

La estructura interna de Caronte sigue siendo desconocida, aunque es probable que mantenga (al igual que Plutón) una estructura diferenciada de núcleo rocoso y un manto de hielo de agua

Es posible que Caronte albergue un océano subterráneo congelado, algo nada extraño, puesto que el agua es muy abundante en el cinturón de Kuiper. En el pasado este océano se habría mantenido en estado líquido gracias a la fricción de marea o al calor residual que pudo emanar del interior del satélite, gracias a la desintegración de los elementos radioactivos del núcleo, pero una vez agotada esta fuente el océano terminó por pasar a estado sólido. Esta expansión en el volumen del agua congelada sería consistente con el sistema de fracturas que existe en la superficie de Caronte.

Caronte es menos brillante que Plutón (menor albedo). En general, las zonas ecuatoriales son más brillantes y las zonas polares más oscuras.

Los nombres de las características superficiales de Plutón y Caronte fueron decididos por votación popular y tienen carácter de provisorios. Acá hemos tratamos el tema. Para ser oficiales deben ser aprobados por la Unión Astronómica Internacional. Ya han pasado dos años del sobrevuelo y el organismo aún no se ha pronunciado, sin embargo, muchos dan por descontado que la propuesta friki será aprobada.

En síntesis, que el sistema Plutón-Caronte resultó fecundo en hallazgos de interés. Se debe recordar que ambos mundos son los representantes más destacados del cinturón de Kuiper. Ahora la sonda New Horizons se encuentra en viaje hasta el objeto 2014 MU69, un "super escombro" de unos 20 kilómetros de diámetro y superviviente de los primeros días de nuestro sistema solar, ubicado a nada menos que ocho mil millones de kilómetros del Sol. El encuentro tendría lugar durante enero del 2019. Aquí el post. En todo caso 2014 MU69 es un típico representante del cinturón de Kuiper y los hallazgos de este nuevo sobrevuelo no serán tan mediáticos ni espectaculares como los que dejó la pasada por el dios de los infiernos. De todas formas seguiremos relatando las novedades con el mayor interés.

Plutón y Caronte con sus colores reales. Notar la diferencia de albedo (NASA).

Comparativa de tamaños entre la Luna, Caronte y la Tierra (NASA)

A dos años del sobrevuelo de la sonda New Horizons por Plutón

¡Como vuela el tiempo!...hace algo más de dos años la sonda estadounidense New Horizons completó su visita al otrora ultimo planeta del sistema solar. He de confesarles que mis recuerdos de su pasada no son los mejores: mientras la sonda enviaba sus espectaculares imágenes (que eran titular hasta en los medios dedicados a la moda y los líos de faldas), este servidor estaba postrado en cama, contagiado por una traicionera varicela, con el rostro lleno de granos y una fiebre insoportable

Bien, ahora es un buen momento para que hagamos un repaso al listado de hallazgos (todos impresionantes) de la New Horizons en su fugaz pasada por el dios de los infiernos. Parte de la proeza reside en las mismas características de la misión. Se debe recordar que la New Horizons no es un orbitador. No fue diseñada para dar vueltas y vueltas alrededor de su objetivo. Toda la información que captó sobre Plutón y sus lunas tuvo que recogerla de una sola pasada

La sonda reveló una superficie planetaria bastante más dinámica de lo que se creía. Zonas muy jóvenes (Sputnik planitia) se codean con regiones oscuras y antiquísimas (Cthulhu regio). En el caso de Sputnik Planitia, es una amplia región ubicada en el lóbulo izquierdo del llamado "Corazón de Tombaugh", formada por hielos de nitrógeno, metano y monóxido de carbono. Tiene una superficie de unos 870.000 kilómetros cuadrados y sería la zona más profunda de Plutón. La ausencia de cráteres delata la juventud de la formación, que no sobrepasaría los 10 millones de años. Al parecer, toda la zona sería la cuenca de un antiguo impacto, que se habría transformado en una trampa de frío. Fenómenos de convección bajo la capa de hielos provocaría la continua renovación de la superficie.

Primer plano de la alba Sputnik Planitia, en el sector izquierdo del corazón de Tombaugh. A su lado tenemos la oscura y compleja región de Cthulhu (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory /Southwest Research Institute).

Nombres informales de las principales características geográficas de Plutón. Esta toponimia necesita ser aprobada por la Unión Astronómica Internacional.

Cthulhu Regio (Lovecraft presente) es una zona muy heterógenea, más elevada y de tonos oscuros debido a la presencia de tolinas. Tiene unos 3.000 kilómetros de diámetro y sus formas recuerdan vagamente la silueta de una ballena. Multitud de cráteres la salpican por doquier, sobre todo en su porción oriental, lo que ha llevado a algunos a datar la región con una antigüedad de miles de millones de años. Con todo, la zona central de "la ballena"es mucho más lisa y es posible que tenga una edad intermedia, y que se haya formado a partir de enormes erupciones criovolcánicas.

La región fronteriza entre Cthulhu Regio y Sputnik Planitia. La diferencia en la composición de los paisajes es patente. Al centro de la imagen se distinguen  los Montes Hillary, de 1600 metros de altitud (NASA).

Densidad de cráteres en Cthulu Regio y otras zonas que rodean a Sputnik Planitia. La diferencia salta a la vista y hace teorizar que la última sea una región mucho más joven en términos de eras geológicas.

Las cadenas montañosas se hacen presentes en Plutón. En algunos casos -los montes Al Idrisi- son verdaderas montañas de hielo de agua (duro como el metal, que flotan como iceberg gigantes sobre los hielos de nitrógeno de Sputnik Planitia. La presencia de montañas implica la existencia de procesos geológicos muy dinámicos, algo que era difícil de imaginar en Plutón, pues antes del paso de New Horizons la mayoría de los científicos pensaban que el planeta enano sería un pedrusco congelado, salpicado de cráteres y sin mayores sorpresas.

Los Montes Norgay a la izquierda de la imagen, a la derecha se divisa la lisa y blanca Sputnik Planitia (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/SouthWest Research Institute).

Otra de las particularidades de Sputnik Planitia es la posible existencia de un océano subterráneo bajo su superficie, específicamente entre el núcleo rocoso del planeta y la capa de hielo superficial. Las imágenes aportadas por la sonda New Horizons han revelado una superficie dinámica, cruzada por extensas fracturas tectónicas. Algunas de estas fracturas alcanzan cientos de kilómetros de largo y unos cuatro de ancho.

Uno de los argumentos esgrimidos para sostener la existencia de este océano es que el eje de las mareas de Plutón y Caronte estaría alineado de tal forma que Sputnik Planitia estaría situado justo en uno de los ejes, en el lado opuesto de Caronte. Los científicos sostienen que solo existe un 5% de probabilidades de que este arreglo sea una coincidencia. Creen que bajo Sputnik Planitia existe una cantidad adicional de masa que reorientó el eje de las mareas, algo conocido como "anomalía gravitacional positiva" y según el equipo de investigadores la existencia de un océano subterráneo sería la posibilidad más consistente.

Este océano subterráneo estaría a unos 100 km bajo la gruesa capa de hielo que cubre el planeta y tendría una profundidad entre 150-200 km. La cantidad de agua contenida por este océano sería largamente superior al agua almacenada en los océanos de la Tierra y se mantendría en estado semilíquido (consistencia de "pasta de dientes")  gracias a la energía generada por la desintegración radiactiva de elementos pesados en el núcleo de Plutón. A medida que esta fuente de calor se agota el océano interior de congela y expande, dando lugar al sistema de fracturas tectónicas fotografiado por la New Horizons.

Posible océano interior de Plutón, entre el núcleo de roca y la capa superficial de nitrógeno congelado (NASA/Pat Rawlings).

Incluso tenemos candidatos a criovolcanes: Piccard Mons y Wright Mons, de 4.000 y 5.000 metros de altitud respectivamente. Si esto es cierto, el agua expulsada por estos volcanes debe provenir de alguna fuente interna y pueden ser una prueba indirecta de la existencia del océano interior de Plutón.

Fracturas en la superficie de Plutón, consistentes con la presencia de un océano subterráneo (NASA).

El clima también sufre cambios notables, debidos a la excentricidad e inclinación de la órbita del planeta (que era uno de los argumentos favoritos de los detractores de Plutón para transferirlo de categoría). La diferencia entre el afelio y el perihelio en la órbita de Plutón es de 1.200 millones de kilómetros, esto es, igual a la distancia que separa al Sol de Saturno. Una de las principales consecuencias de esta configuración es que posibilita la existencia de una atmósfera extremadamente tenue (apenas 1 Pa, 100.000 veces menor que la atmósfera terrestre), formada por gases de nitrógeno, metano y monóxido de carbono. A medida que Plutón se aproxima al perihelio la temperatura global asciende, sublimando el nitrógeno congelado de su superficie, que llega a formar una atmósfera de cierta consideración. La presión de esta atmósfera varía según la distancia existente entre Plutón y el Sol, pero a medida que Plutón alcanza el afelio (mayor lejanía al Sol) las temperaturas descienden y los gases atmosféricos se condensan para caer nuevamente a la superficie. En este momento Plutón se está alejando del Sol y alcanzará su afelio el año 2114. 

Múltiples capas de neblina (formada por tolinas) cubren todo el planeta y pueden alcanzar una altitud de hasta 150 kilómetros. Otra de las sorpresas es que New Horizons habría sido capaz de fotografiar tenues nubes sobre el planeta. La composición de las mismas no se conoce, aunque lo más natural sería que estén formadas por nitrógeno, que es el principal componente de la atmósfera de Plutón.

Capaz de neblina envuelven a Plutón, Pese a su escasa densidad, la atmósfera del planeta permite captar paisajes de gran belleza (NASA/JHUAPL/SwRI).

Asi que Plutón es el único cuerpo del cinturón de Kuiper en poseer una atmósfera, aunque sea despreciable si la comparamos con la terrestre. De todas formas los mecanismos que posibilitan la existencia de esta atmósfera son más complejos de lo que se suponía en un principio y aún son objeto de investigación.

Las lunas de Plutón también confesaron algunos de sus secretos. Los hallazgos en Caronte dan espacio para otro post, que espero será nuestra próxima publicación.