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Artículo publicado por Hamish Johnston el 1 de junio de 2016 en physicsworld.com

La manta de polígonos que cubre la superficie de una vasta llanura de hielo en Plutón está creada por el calor que sube desde el interior del planeta. Ésta es la conclusión a la que han llegado dos equipos independientes de científicos, que han combinado datos procedentes de la misión New Horizons de la NASA con simulaciones por computador para lograr una mejor comprensión de Sputnik Planum – la región plana donde aparecen los misteriosos polígonos. Una importante consecuencia del proceso de convección es que la superficie de Sputnik Planum podría tener menos de un millón de años de antigüedad, haciéndola una de las superficies más nuevas conocidas del Sistema Solar.

Polígonos en Plutón

Polígonos en Plutón Crédito: NASA/JHUAPL/SwRI

La nave New Horizons de la NASA llegó a Plutón en junio de 2015, convirtiéndose en la primera misión en explorar el planeta enano. La nave, desde entonces, ha proporcionado a los científicos una enorme cantidad de información sobre Plutón y sus lunas, así como las primeras imágenes de la superficie helada de Plutón, que cautivaron la imaginación de los científicos y del público por igual.

Sputnik Planum, que es una cuenca llena de hielo que ocupa una área de unos 900 000 km2, es una característica geológica particularmente interesante. La superficie del hielo – que se cree que está compuesto principalmente por nitrógeno – parece estar rota en un conjunto de teselas en forma de polígonos, cada una de ellas con una medida de entre 10 a 40 kilómetros de diámetro. Los polígonos no son planos – sus centros se elevan unas decenas de metros sobre sus bordes creando un paisaje helado sutilmente ondulado.

Calor radiactivo

El nitrógeno tiene un punto de fusión de 67 K, que está muy por encima de la temperatura de superficie de Plutón de 36 K – y, por tanto, la superficie de Sputnik Planum debería ser sólida. Sin embargo, se cree que Plutón tiene un núcleo que contiene elementos radiactivos que generan calor al desintegrarse. El nitrógeno helado es un mal conductor del calor, por lo que el calor radiactivo hace que las regiones inferiores del nitrógeno se calienten significativamente respecto a la superficie.

William McKinnon y sus colegas del New Horizons Geology, Geophysics and Imaging Theme Team estiman que la temperatura del hielo bajo la superficie es lo bastante alta como para que el nitrógeno se funda parcialmente y pueda fluir como un líquido viscoso. Esto permitiría que el calor se transfiriese hacia arriba mediante el proceso de convección. Esto implica que el nitrógeno caliente sube lentamente a la superficie, donde se enfría y vuelve a bajar. Para que tenga lugar la convección, el hielo debe auto-organizarse en un conjunto de células de convección – y el equipo de New Horizons cree que cada polígono se corresponde con una célula.

Convección de baja velocidad

En un trabajo independiente, Alexander Trowbridge y sus colegas de la Universidad de Purdue, llegaron a la misma conclusión tras crear su propio modelo por computador del proceso de convección. Calculan que la velocidad de convección es, aproximadamente, de 1,5 cm por año. Esto significa que la superficie de Sputnik Planum tiene aproximadamente un millón de años de antigüedad, lo que es consistente con la carencia de cráteres en la superficie helada. Esta estimación encaja de forma aproximada con los cálculos realizados por McKinnon y sus colegas, que sugieren que la superficie tiene aproximadamente 500 000 años de antigüedad.

Aunque ambos equipos están de acuerdo en que la convección da forma a la superficie de Sputnik Planum, discrepan en algunos parámetros importantes. Trowbridge y sus colegas, por ejemplo, defienden que el tamaño de los polígonos sugiere que la profundidad del hielo es de, al menos, 10 kilómetros en toda la llanura. Sin embargo, McKinnon y sus colegas señalan que podría estar dándose un proceso de “tapón lento” – por el cual el hielo cercano a la superficie es significativamente más frío que el del interior. El resultado es que las células de convección son mucho más largas que profundas, lo que lleva a una profundidad del hielo de apenas 3–6 km.

El grosor del hielo tiene una importante relevancia sobre cómo se formó la cuenca subyacente a Sputnik Planum. El equipo de McKinnon señala que un hielo de 3–6 km es coherente con que la cuenca se formase mediante el impacto de un meteorito. La formación de una cuenca capaz de mantener 10 km de hielo, no obstante, probablemente implicaría procesos geofísicos más complejos. Otra cuestión abierta es cómo se asentó todo ese nitrógeno en la cuenca en primer lugar. Aunque la cantidad total de nitrógeno en Plutón es la que esperaría un científico planetario, exactamente cómo acabó gran parte del mismo en Sputnik Planum sigue siendo un misterio, y podría estar relacionado con un gran acontecimiento aún desconocido en la historia del planeta enano.

Ambos grupos informan de sus resultados en la revista Nature.

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