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Artículo publicado el 9 de diciembre de 2015 en NASA JPL

Ceres revela algunos de sus secretos mejor guardados en dos nuevos estudios publicados en la revista Nature, gracias a datos recopilados por la nave Dawn de la NASA. Incluyen las esperadas nuevas ideas sobre los misteriosos rasgos brillantes que se encuentran por toda la superficie del planeta enano.

En un estudio, los científicos identifican este brillante material como un tipo de sal. En el segundo estudio se sugiere la detección de arcillas ricas en amoniaco, lanzando la pregunta de cómo se formó Ceres.

Imagen del Cráter Occator en Ceres

Cráter Occator en Ceres Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Sobre las manchas brillantes

Ceres tiene más de 130 áreas brillantes, y la mayor parte de las mismas está asociada con cráteres de impacto. Los autores del estudio, dirigidos por Andreas Nathues del Instituto Max Planck para Investigación del Sistema Solar, en Göttingen, Alemania, escriben que el material brillante es consistente con un tipo de sulfato de magnesio conocido como hexahidrita. Un tipo distinto de sulfato de magnesio se conoce en la Tierra como sal de Epsom.

Nathues y sus colegas, usando imágenes de la cámara de Dawn, sugieren que estas áreas ricas en sales aparecieron cuando se sublimó el hielo de agua en el pasado. Los impactos procedentes de asteroides habrían desenterrado la mezcla de hielo y sal, comentan.

“La naturaleza global de las manchas brillantes de Ceres sugiere que este mundo tiene una capa bajo la superficie que contiene una salmuera de agua helada”, señala Nathues.

Una nueva visión de Occator

La superficie de Ceres, cuyo diámetro promedio es de 940 kilómetros, es normalmente oscura – de un brillo similar al del asfalto fresco – según escriben los autores del estudio. Las manchas brillantes que salpican la superficie muestran un amplio rango de brillo, con las áreas más brillantes reflejando aproximadamente un 50 por ciento de la luz solar incidente sobre dicha área. Pero no se ha producido una detección inequívoca de agua de hielo en Ceres; se necesitan datos de mayor resolución para zanjar esta cuestión.

La porción interna de un cráter conocido como Occator contiene el material más brillante de Ceres. Occator tiene 90 kilómetros de diámetro, y su agujero central, cubierto por este material brillante, mide unos 10 kilómetros de diámetro, y 0,5 kilómetros de profundidad. Unas manchas oscuras, posiblemente fracturas, atraviesan el agujero. También pueden apreciarse los restos de un pico central, que tuvo hasta 0,5 kilómetros de altura.

Con su borde y muros definidos, y abundantes terrazas y depósitos de desprendimientos, Occator parece ser una de las características geológicas más jóvenes de Ceres. Los científicos de la misión Dawn estiman su edad en unos 78 millones de años.

Los autores del estudio escriben que algunas de las vistas de Occator parecen mostrar una difusa bruma cerca de la superficie que llena el suelo del cráter. Esto podría estar asociado con las observaciones de vapor de agua en Ceres de las que informó el Observatorio Espacial Herschel en 2014. La bruma parece estar presente en las imágenes durante el mediodía en hora local, y no aparecen durante el amanecer ni el anochecer, según los autores. Esto sugiere que el fenómeno es similar a la actividad en la superficie de un cometa, con el vapor de agua elevando minúsculas partículas de polvo y hielo residual. Futuros datos y análisis pueden poner a prueba esta hipótesis y revelar pistas sobre el proceso que provoca esta actividad.

“El equipo científico de Dawn aún está debatiendo sobre estos resultados, y analizando los datos para comprender mejor qué está pasando en Occator”, explica Chris Russell, investigador principal de la misión Dawn, con sede en a Universidad de California en Los Ángeles (UCLA).

La importancia del amoniaco

En el segundo estudio de Nature, los miembros del equipo científico de Dawn examinaron la composición de Ceres y hallaron pruebas de arcillas ricas en amoniaco. Usaron datos procedentes del espectrómetro visible e infrarrojo, un dispositivo que registra cómo se reflejan diferentes longitudes de onda de la luz desde la superficie, permitiendo que se identifiquen los minerales.

El hielo de amoniaco se evaporaría actualmente en Ceres, debido a que el planeta enano es demasiado cálido. Sin embargo, las moléculas de amoniaco podrían ser estables si se presentan en una combinación (es decir, químicamente ligadas) a otros minerales.

La presencia de compuestos de amoniaco abre la posibilidad de que Ceres no se originase en el cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter, donde se encuentra en la actualidad, sino en el Sistema Solar exterior. Otra idea es que Ceres se formó cerca de su posición actual, incorporando materiales que llegaron desde el Sistema Solar exterior – de cerca de la órbita de Neptuno, donde los hielos de nitrógeno son térmicamente estables.

“La presencia de materiales que contienen amoniaco sugiere que Ceres está compuesto de material acretado en un entorno donde el amoniaco y el nitrógeno eran abundantes. Por consiguiente, creemos que este material se originó en el frío Sistema Solar exterior”, apunta María Cristina De Sanctis, autora principal del estudio, con sede en el Instituto Nacional de Astrofísica en Roma.

Al comparar el espectro de la luz reflejada desde Ceres con los meteoritos, los científicos encontraron similitudes. Específicamente, se centraron en los espectros, o huellas dactilares químicas, de las condritas carbonáceas, un tipo de meteorito rico en carbono que se cree que son unos análogos significativos del planeta enano. Pero el equipo encontró que no encajaban bien en todas las longitudes de onda que muestreó el instrumento. En particular, había unas bandas de absorción distintas que encajaban con mezclas que contenían minerales con amoniaco que no pudieron observarse desde los telescopios terrestres.

Los científicos observaron otra diferencia, que las condritas carbonáceas tienen un contenido neto de agua de un 15-20%, mientras que el contenido de Ceres es de hasta un 30%.

“Ceres puede haber retenido más elementos volátiles que estos meteoritos, o podría haber acretado el agua a partir de material rico en elementos volátiles”, comenta De Sanctis.

El estudio también demuestra que las temperaturas de superficie diurnas en Ceres varían desde 180 a 240 Kelvin. Las temperaturas máximas se midieron en la región ecuatorial. Las temperaturas en y cerca del ecuador son normalmente demasiado altas para soportar hielo en la superficie durante un largo periodo, dicen los autores del estudio, pero los datos recopilados por la próxima órbita de Dawn revelarán más detalles.

Desde esta semana, Dawn ha alcanzado su altitud orbital definitiva en Ceres, a aproximadamente 385 kilómetros de la superficie del planeta enano. A mita de diciembre, Dawn empezará a realizar observaciones desde esta órbita, incluyendo imágenes a una resolución de 35 metros por píxel, espectros infrarrojos, de rayos gamma y de neutrones, y datos gravitatorios de alta resolución.

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