mayo 22, 2024

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El núcleo de Plutón probablemente fue creado por una antigua colisión

El núcleo de Plutón probablemente fue creado por una antigua colisión

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Una enorme característica en forma de corazón en la superficie de Plutón ha intrigado a los astrónomos desde que la nave espacial New Horizons de la NASA la capturó en una imagen de 2015. Ahora, los investigadores creen que han resuelto el misterio de cómo surgió el corazón distintivo y podrían revelar nuevas pistas al respecto. Los orígenes del planeta enano.

Esta característica se llama “Tombo Regio” en honor al astrónomo Clyde Tombaugh, quien descubrió Plutón en 1930. Pero los científicos dicen que el núcleo no es todo un solo elemento. Durante décadas, los detalles sobre la elevación, la geología y la forma distintiva de Tombo Reggio, así como su superficie altamente reflectante, que es de un blanco más brillante que el resto de Plutón, han eludido toda explicación.

Una cuenca profunda llamada Sputnik Planitia, que forma el “lóbulo izquierdo” del núcleo, alberga gran parte del hielo de nitrógeno que se encuentra en Plutón.

La cuenca cubre un área de 745 por 1242 millas (1200 km por 2000 km), que es aproximadamente una cuarta parte del tamaño de los Estados Unidos, pero también tiene una elevación de 1,9 a 2,5 millas (3 a 4 km) más baja que la mayoría de los Estados Unidos. Superficie del planeta. Mientras tanto, el lado derecho del núcleo también contiene una capa de hielo de nitrógeno, pero es mucho más delgada.

Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/Instituto de Investigación del Suroeste/NASA

La nave espacial New Horizons capturó una imagen del corazón de Plutón el 14 de julio de 2015.

A través de una nueva investigación sobre Sputnik Planitia, un equipo internacional de científicos ha determinado que un evento cataclísmico creó el núcleo. Después de un análisis que incluyó simulaciones numéricas, los investigadores concluyeron que un cuerpo protoplanetario de aproximadamente 435 millas (700 kilómetros) de diámetro, o aproximadamente el doble del tamaño de Suiza de este a oeste, probablemente chocó con Plutón en las primeras etapas de la historia del planeta enano.

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Estos resultados forman parte de un estudio sobre Plutón y su estructura interna publicado el lunes en la revista astronomía de la naturaleza.

Anteriormente, el equipo estudió características inusuales en todo el sistema solar, como aquellas en la cara oculta de la Luna, que probablemente fueron creadas por colisiones durante los caóticos primeros días de formación del sistema.

Los investigadores crearon simulaciones numéricas utilizando software de hidrodinámica de partículas suaves, que es la base para una amplia gama de estudios de colisiones planetarias, para modelar diferentes escenarios de los posibles impactos, velocidades, ángulos y composiciones de una colisión teórica de un cuerpo planetario con Plutón.

Los resultados mostraron que el cuerpo planetario probablemente colisionaría con Plutón en un ángulo oblicuo, en lugar de de frente.

“El núcleo de Plutón es tan frío que (el cuerpo rocoso que chocó con el planeta enano) permaneció muy sólido y no se derritió a pesar del calor de la colisión, y gracias al ángulo de colisión y la baja velocidad, el núcleo de Plutón el cuerpo que colisionó no se derritió”, dijo el Dr. Harry Ballantyne, autor principal del estudio y coinvestigador de la Universidad de Berna en Suiza, en un comunicado: “No se hundió en el corazón de Plutón, sino que permaneció. intacto como un golpe”.

Pero, ¿qué pasó con el cuerpo planetario tras su colisión con Plutón?

“En algún lugar debajo del Sputnik se encuentran los restos del núcleo de otro objeto masivo, uno que Plutón nunca digirió”, dijo en un comunicado el coautor del estudio Eric Asfaugh, profesor del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona.

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El equipo descubrió que la forma de lágrima del Sputnik Planitia es el resultado del núcleo frío de Plutón, así como de la velocidad relativamente baja del impacto en sí. Otros tipos de efectos más rápidos y directos habrían creado una apariencia más simétrica.

“Estamos acostumbrados a pensar en las colisiones planetarias como eventos increíblemente intensos en los que se pueden ignorar los detalles excepto aspectos como la energía, el impulso y la densidad, pero en un sistema solar distante, las velocidades son mucho más lentas y el hielo sólido es fuerte, por lo que. tienes que ser más preciso en tus cálculos”. Este “Es donde comienza la diversión”.

Mientras estudiaba la característica del corazón, el equipo también se centró en la estructura interna de Plutón. Un impacto temprano en la historia de Plutón habría creado un déficit de masa, provocando que Sputnik Planitia migrara lentamente hacia el polo norte del planeta enano con el tiempo mientras el planeta aún se estaba formando. Esto se debe a que, según las leyes de la física, la cuenca es menos masiva que su entorno, explicaron los investigadores en el estudio.

Sin embargo, el Sputnik Planitia se encuentra cerca del ecuador del planeta enano.

Investigaciones anteriores han sugerido que Plutón podría tener un océano subsuperficial y, de ser así, la corteza helada sobre el océano subsuperficial sería más delgada en la región de Sputnik Planitia, creando una densa protuberancia de agua líquida y provocando que la masa migre hacia el ecuador, según el estudio. dijeron los autores.

Pero el nuevo estudio ofrece una explicación diferente sobre la ubicación de la ventaja.

“En nuestras simulaciones, el manto primitivo de Plutón ha sido completamente excavado por el impacto, y a medida que el material del núcleo del impactador se dispersa sobre el núcleo de Plutón, se crea un excedente de masa local que podría explicar la migración hacia el ecuador sin un océano subterráneo, o como mucho “Es un océano subterráneo”, dijo el Dr. “Es muy delgado”, dijo el coautor del estudio Martin Goetze, investigador principal en investigación espacial y ciencia planetaria en el Instituto de Física de la Universidad de Berna.

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Kelsey Singer, científica principal del Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado, y co-investigadora principal adjunta de la misión New Horizons de la NASA, que no participó en el estudio, dijo que los autores hicieron un trabajo exhaustivo explorando el modelo y desarrollando sus hipótesis, aunque les hubiera gustado. Ella ve una “conexión más estrecha con la evidencia geológica”.

“Por ejemplo, los autores sugieren que la parte sur de Sputnik Planitia es muy profunda, pero gran parte de la evidencia geológica se ha interpretado en el sentido de que sugiere que el sur es menos profundo que el norte”, dijo Singer.

Los investigadores creen que la nueva teoría sobre el núcleo de Plutón podría arrojar más luz sobre cómo se formó el misterioso planeta enano. Los orígenes de Plutón siguen siendo un misterio ya que se encuentra en el borde del sistema solar y sólo ha sido estudiado de cerca por la misión New Horizons.

“Plutón es un vasto país de las maravillas con una geología única y fascinante, por lo que siempre son útiles hipótesis más creativas para explicar esa geología”, dijo Singer. “Lo que ayudaría a distinguir entre las diferentes hipótesis es tener más información sobre lo que hay debajo de la superficie de Plutón. Esto sólo podemos lograrlo enviando una nave espacial a la órbita de Plutón, tal vez usando un radar que pueda mirar a través del hielo”.