Los descubrimientos de New Horizons

El pasado 14 de julio la sonda New Horizons de la NASA sobrevoló Plutón y echó un vistazo al planeta enano y a alguna de sus lunas. Aquel suceso fue uno de los mayores hitos de la investigación planetaria reciente y superó con mucho nuestras expectativas, haciendo que la imagen que teníamos de ese mundo tan lejano cambiase para siempre. La gran cantidad de información que recopiló la sonda y que ha estado enviando desde entonces ha sido abrumadora pero crucial para comprender qué hay en los confines de nuestro Sistema Solar y para arrojar un poco de luz al único planeta que no visitaron las Voyager. Esta entrada, que llega cinco meses después de aquel importante día estival, es un resumen de todo lo que hemos aprendido en estos meses de Plutón y de sus lunas, en qué estábamos acertados y en qué estábamos equivocados antes de la llegada de la sonda.

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Ilustración artística de la sonda espacial New Horizons llegando al sistema binario Plutón-Caronte (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

Un mundo policromático

Uno de los motivos por los que surgió el debate de si Plutón debía ser considerado o no un planeta surgió con el descubrimiento de un cuerpo planetario más alejado del  Sol y que aparentemente era más masivo (Eris). Esto llevó a considerar dos opciones: o relegábamos a Plutón a una nueva categoría junto con ese nuevo cuerpo y Ceres (en el cinturón de ateroides), o ampliábamos el número de planetas del Sistema Solar a 10, quizá más dada la cantidad de objetos transneptunianos que estábamos encontrando por aquel entonces de dimensiones considerables. Como ya sabemos, la comunidad científica decidió la primera opción y Plutón pasó de ser el hermano pequeño de la única categoría de planetas del Sistema Solar a ser el ejemplo tipo de una nueva categoría, la de planeta enano.

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Hasta la llegada de la sonda New Horizons la mejor imágenes de Plutón que teníamos era la que había tomado el telescopio espacial Hubble (fuente: NASA / ESA).

Gracias al viaje de New Horizons ahora sabemos mucho más de Plutón. Sabemos por ejemplo que tiene una rotación retrógrada, es decir, rota en sentido opuesto a como lo hace el Sol y la mayoría de planetas del Sistema Solar (que consideramos reflejo de la rotación de la nebulosa de la que procedemos). Esta rotación «al revés» la podemos explicar porque Plutón está prácticamente bocabajo, ya que tiene una inclinación axial de 120º, algo que comparte con Venus, el otro planeta que presenta una rotación retrógrada. También sabemos que Plutón ha resultado ser ligeramente mayor de lo que creíamos, con 2372 km de diámetro que han hecho que la densidad sea todavía menor de lo que se había estimado con anterioridad (1.86 g/cm3, frente a los 5.51 g/cm3 de la Tierra). Pero sin duda uno de los rasgos más llamativos de Plutón ha resultado ser el gran contraste cromático de su superficie. Antes de la llegada de New Horizons la mejor imagen que teníamos (arriba) nos mostraba un planeta con un extraño tono anaranjado y con regiones claras y oscuras. Hoy en día sabemos que Plutón tiene regiones de alta reflectividad que alternan con otras más oscuras y algunasde tonos naranjas e incluso rojizos. Normalmente la diferencia en el tono de la superficie de un cuerpo rocoso suele asociarse con la distinta antigüedad de los materiales (los colores oscuros suelen corresponder a las regiones más antiguas). Esto también parece cumplirse en Plutón, o al menos así lo hemos considerado, aunque los tonos rojos y naranjas, como veremos a continuación, son otra cuestión.

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Imagen formada a partir de la combinación de cuatro fotografías tomadas por el instrumento LORRI de New Horizons.  El color de la superficie y la escasez de cráteres de impacto en ella, que sugiere una edad relativamente joven, fue una de las mayores sorpresas (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

La superficie de Plutón

Pero Plutón no solo ha resultado ser un mundo rico visualmente, sino que también es mucho más variado y vivo de lo que creíamos. La temperatura superficial oscila mucho entre el día (-218º C) y la noche (-240º C), con una temperatura media estimada en unos -229º C. Su superficie está compuesta en un 98% por nitrógeno helado y trazas de metano y monóxido de carbono que se distribuyen de forma heterogénea por todo el cuerpo planetario, con el metano siendo más abundante en la cara que da a Caronte y el nitrógeno y el monóxido de carbono en la cara opuesta (también se ha encontrado hielo de agua en las áreas más rojizas, aunque no se descarta que este tipo de hielo también esté en presente en el resto del planeta, pero posiblemente enmascarado por la existencia de otros hielos más volátiles). Esta composición, como veremos más adelante, está muy relacionada con la composición de la atmósfera al existir un equilibrio entre ambas capas, de manera que se ha propuesto que el metano y el nitrógeno atmosféricos pueden ser los que están detrás de las coloraciones más rojizas de la superficie, ya que cuando estos compuestos interactúan con la radiación ultravioleta pueden formar complejos hidrocarburos que denominados tolinas. En cuanto a las regiones más brillantes, es muy llamativo que apenas encontramos cráteres de impacto en ellos. Esto fue sin duda toda una sorpresa porque todo el mundo esperaba una superficie más similar a Marte o a la Luna, pero lo que nos encontramos fue una superficie relativamente joven en la que los procesos geológicos han actuado hasta épocas recientes, quizá incluso lo siguen haciendo en la actualidad.

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Imagen de alta resolución en la que se muestran una superfice helada con puntuales cráteres de impacto (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

Dentro de la geografía plutoniana podemos distinguir dos mundos claramente diferentes. Por un lado tenemos la Meseta Sputnik, una extensa llanura plana que forma el lóbulo occidental del corazón de Tombaugh y que está salpicada de pequeños agujeros, que algunos medios españoles denominaron erróneamente como «abrevaderos». Estos en realidad no son nada extraordinario, ya que todo apunta a que se trata de depresiones de diversos tamaños que se han formado por la sublimación del hielo que hay en el subsuelo, por lo que serían lo mismo que tenemos en Siberia (los llamados Agujeros del Fin del Mundo). También se han identificado en los bordes de la meseta glaciares de nitrógeno que fluyen desde las montañas que la bordean hasta su interior de una manera muy similar a como lo hacen los glaciares de hielo de la Tierra.

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Imange de distintas regiones de la superficie de Plutón, con los famosos “abrevaderos” (arriba) y el borde de la Planicie de Sputnik, donde se pueden apreciar flujos de hielo de nitrógeno avanzando desde las regiones más abruptas (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

Y como acabamos de decir, el segundo mundo lo forman los sistemas montañosos, algunos de los cuales rodean a la meseta. Estas elevaciones están formadas por montañas de agua helada que pueden alcanzar los 2000 m e incluso los 3000 m de altitud, aunque algunos picos superan con mucho estas altitudes al llegar a alcanzar hasta 6000 m de altura. Es el caso de dos picos (Monte Wright y Monte Piccard) que al mostrar sendos cráteres en su parte más alta se cree que son en realidad criovolcanes, volcanes que no expulsan roca fundida sino algún otro tipo de material, posiblemente amoniaco líquido o simplemente agua helada.

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La superficie de Plutón es muy variada, con regiones con un relieve abrupto junto con otras que no son más que extensas llanuras heladas (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

Pero no solo tenemos mesetas y elevaciones en Plutón, ya que también hemos identificado profundos precipicios de hasta 600 m, dorsales como las de la imagen de abajo, fosas e incluso valles. Pero quizá lo más extraño hayan sido los cinco cuerpos oscuros de morfología irregular de unos 480 km de diámetro que aparecen en la región ecuatorial y cuyo origen sigue siendo un misterio: los Brass Knuckles. Cada uno de estos cuerpos ha sido nombrado con nombres mitológicos de culturas reales o ficticias, siempre asociados con el inframundo, siendo quizá el más llamativo Balrog Macula, en honor a la obra de Tolkien (no es el único nombre asociado con este autor, ni tampoco Tolkien es el único autor con nombres en el Sistema Plutoniano al existir también la Región de Cthulhu, dedicada a la obra de H.P. Lovecraft).

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Tartarus Dorsa es una de las dorsales más importantes de Plutón. En esta imagen New Horizons captó la región con el Sol incidiendo muy oblícuo a la superficie, lo que permite apreciar mejor los detalles del relieve (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI)

Atmósfera

Otro interesante descubrimiento de New Horizons ha sido el confirmar la existencia de una atmósfera estable en Plutón. Esta atmósfera está compuesta por los mismos tres compuestos que encontramos en la superficie en forma de hielo (nitrógeno, metano y monóxido de carbono) al existir, como ya anticipábamos antes, un equilibrio entre ambas capas. Debido a lo elíptica de la órbita, así como la gran inclinación del eje, la densidad de esta atmósfera varía mucho de una época a otra, facilitando los procesos de sublimación en superficie que ya hemos mencionado pero también que parte de los gases que la componen puedan escapar en un chorro que alcanza a Caronte. De hecho, según descubrió la sonda deben ser abundantes las brumas en la superficie del planeta enano. En cuanto al color del cielo, viendo la imagen de abajo podemos concluir acertadamente que Plutón tiene un cielo azul similar al de la Tierra, aunque en este caso es debido a que la radiación ultravioleta del Sol rompe las moléculas de metano de la atmósfera en partículas que son lo suficientemente pequeñas para dispersar la luz y hacer que el cielo de Plutón tenga este color (en nuestro planeta el motivo también está relacionado con partículas pequeñas, aunque estas sean diferentes a las de Plutón).

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La altura que alcanzan las nieblas de Plutón es muy similar a la encontrada en Titán, si bien en el Planeta Enano la atmósfera tiene un color azul, tal y como se puede ver en esta imagen obtenida a contraluz por New Horizons (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

Un Sistema Solar en miniatura

Pero no todo han sido grandes hallazgos en el viaje de New Horizons, ya que una de las cuestiones que se esperaba con más interés era la posibilidad de encontrar nuevos satélites, algo que hemos descubierto falso. Lo que sí nos ha aportado la sonda ha sido mucha información nueva respecto a las cinco “lunas”, de las que conocíamos muy poco. Por ejemplo, ahora sabemos que estos satélites orbitan al planeta enano de una manera muy caótica y extraña, cada una con sus peculiaridades que hacen del sistema satelital de Plutón algo único en el Sistema Solar, una especie de pequeño microcosmos similar al propio sistema que forman el Sol y sus planetas. A continuación vamos a hacer un repaso de estos cinco satélites, recordamos que todos ellos tienen nombres que hacen alusión al inframundo.


Caronte: El mayor satélite de Plutón tiene aproximadamente la mitad del tamaño de su anfitrión y no orbita alrededor de él sino que ambos cuerpos danzan entorno a un punto situado en el espacio que hay entre los dos dándose siempre la misma cara. Es por este motivo por el que se suele considerar al sistema Plutón-Caronte como un planeta enano doble alrededor del cual orbitan el resto de satélites. Caronte, a diferencia de Plutón, carece de atmósfera y eso hace que su temperatura superficial sea más baja (no olvidemos que el metano es un fuerte gas invernadero), con una mayor oscilación térmica entre el invierno (-258º C) y el verano (-213º C). Pero quizá lo más sorprendente haya sido descubrir que Caronte, a pesar de su reducido tamaño, parece ser también geológicamente activo, al menos hasta tiempos relativamente recientes, con profundas fosas e importantes elevaciones montañosas. Estos elementos geográficos son más abundantes en el hemisferio norte, coronado por un área oscura en el Polo Norte que parece haberse formado por la condensación de los gases que logran escapar de la atmósfera de Plutón: la meseta de Mordor (como decíamos, de nuevo  Tolkien). Por el contrario, el hemisferio sur parece bastante más homogéneo y presenta menos cráteres de impacto que sugieren una actividad más reciente, posiblemente con un océano interno helado que podría ser el motor de esa actividad geológica, muy similar al manto terrestre pero de otra naturaleza.

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Imagen en alta resolución de Caronte, el princpal satélite de Plutón, tomada por el instrumento MVIC (Ralph/Multispectral Visual Imaging Camera). En ella se puede ver muy bien la rojiza Meseta de Mordor y una gran diferencia en cuanto al relieve del hemisferio norte con respecto al hemisferio sur (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

Nix e Hidra: Los siguientes dos satélites son muy similares entre ellos, con unas dimensiones también bastante parecidas (54x41x36 km Nix y 55×40 km Hydra, que es muy alargado). En ambos satélites se ha identificado hielo de distintos tipos que dan superficies muy reflectivas, siendo dominantes los tonos grises y no los rojizos que se observan en Plutón, aunque en alguna imagen de Nix sí que se hayan encontrado colores más rojizos. En cuanto a sus órbitas, son del todo erráticas porque aún no han entrado en fase con Plutón-Caronte, ya que Nix orbita en sentido contrario al resto de satélites (su eje también está muy inclinado, con 132º), mientras que Hydra rota sobre sí mismo 89 veces por cada órbita alrededor del sistema Plutón-Caronte.

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Nix e Hidra, cuyas siglas comparte la sonda New Horizons (NH), según fueron fotografiados por la propia sonda (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

Estigia y Cerbero: Los dos satélites más pequeños son también los que menos hemos podido observar hasta la fecha. En este caso los dos son de nuevo muy parecidos en tamaño y forma, ya que ambos son más o menos alargados con un diámetro de 12 km (Cerbero) o de 5×7 km (Estigia), si bien Cerbero presenta dos lóbulos que recuerdan al famoso cometa «Patito de Goma» (67P/Churyumov–Gerasimenko). En ambos casos tenemos además superficies helada muy reflectantes que indican que en ambos casos hay de nuevo hielo relativamente limpio. En la siguiente imagen se pueden ver las dos mejores imagenes que nos ha enviado la sonda de ambos satélites (no están a escala).

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Los nombres de los nuevos satélites de Plutón han mantenido la temática relacionada con el inframundo romano. Estos son Cerbero y Estigia tal y como los fotografió la sonda New Horizons (fuente: NASA / JHUAPL / SwRI).

El viaje final

Pero New Horizons no solo ha viajado a Plutón para quedarse, sino que la sonda después de observar el barrio periférico del Sistema Solar, el Cinturón de Kuiper, continuará su viaje hacia el espaico intererstelar siguiendo los pasos de las Voyager. Pero antes New Horizons viajará hacia un nuevo cuerpo del cinturón (2014 MU69) al que llegará presumiblemente el 1 de enero de 2019. Hasta entonces habrá que esperar y disfrutar con las imagenes e informaciones que New Horizons nos ha aportado de esta parte tan lejana de nuestro Sistema Solar.

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