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Océano bajo el suelo de Plutón.

En el Sistema Solar, hay lunas heladas con océanos bajo su superficie.
Los mejores ejemplos son la Joviana Europa y la Saturnina Encelado.
Eso se explica con el comportamiento del agua bajo presión. Al estar sometida a presión, el agua baja su punto de congelamiento haciendo necesaria menor temperatura para su congelación. Eso es lo que sucede en mares y lagos Terrestres, donde hay agua líquida debajo del hielo superficial; lo que hace posible la vida bajo el hielo.
Por esto mismo el helado se derrite primero desde la parte de abajo. La parte inferior siente la presión del peso de la parte superior y baja su punto de congelación. Así, se derrite primero que las partes superiores.

Plutón, se suma al grupo de cuerpos con océanos sub-superficiales.
Los estudios basados en los datos enviados por la sonda New Horizons, indican que hay anomalías en la gravedad e Plutón en la región conocida como Sputnik Planitia; la región en forma de corazón.

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Imagen crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker

Dichas irregularidades son consistentes con la existencia de agua bajo la superficie.
Este océano dataría desde los tiempos de la juventud del Sistema Solar.
En aquellas épocas, el sistema Plutón y su luna Caronte tenían otra configuración. La luna se acercaba a Plutón en una órbita espiralada con cierta excentricidad. En ese proceso se daban mareas gravitatorias en ambos cuerpos. Sobre Plutón, esas mareas “masajeaban” al Planeta, como en un proceso de sutil amasado, donde el trabajo realizado generaba calor y licuaba el hielo bajo la corteza.
Luego, Plutón y Caronte llegaron a la actual configuración donde están bloqueados gravitacionalmente dándose siempre la misma cara; rotación y translación mutua con la misma velocidad angular. Un hemisferio de Plutón siempre mira a Caronte y el otro nunca lo tiene encima del horizonte; lo mismo sucede viendo desde Caronte hacia Plutón.
En esas condiciones, las mareas gravitatorias terminaron, pero el agua sub-superficial no volvió a congelarse. Eso se debe a que está aislada de las condiciones que la llevarían a congelarse, y el aislante sería hidrato de gas existente en la base de la corteza de suelo Plutoniano.

El hidrato de gas, es hielo con una estructura cristalina que atrapa moléculas de gas, como por ejemplo metano. No es lo mismo que hielo con burbujas de gas como algunos dicen.
Esto implica que la capa de hidrato de gas cubre una gran región en lugar de estar localizado en regiones reducidas.

Referencia:

Fuente:

pdp.

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Tritón, el mayor trans-Neptuniano (a fines del 2018)

¿Se puede tener un planeta enano como satélite de un planeta?
Dicho de otra manera, ¿puede ser que la luna de un planeta sea un objeto trans-Neptuniano o del Cinturón de Kuiper?

La respuesta es afirmativa, de hecho podemos tener un rey de la selva en un palacio de algún excéntrico; sólo es cuestión de llevarlo de alguna manera.

Si pensamos en el rey de los trans-Neptunianos, podemos pensar en Plutón, por ser al de mayor tamaño (https://es.wikipedia.org/wiki/Plut%C3%B3n_(planeta_enano)). Pero Eris es de mayor masa (https://es.wikipedia.org/wiki/Eris_(planeta_enano)).
Mientras decidimos entre ellos, miremos a Tritón; la mayor luna de Neptuno y una de las más grandes del Sistema Solar.
Supera en masa y tamaño a los otros candidatos (https://es.wikipedia.org/wiki/Trit%C3%B3n_(sat%C3%A9lite)).

Neptuno y Tritón (en el fondo) vistos por Voyager 2 – PHOTO12/UIG/GETTY IMAGES

Si comparamos las características de las superficies de Tritón y Plutón, veremos que son muy similares.

Tritón visto por Voyager 2 – NASA / JPL / USGS

Plutón viston por New Horizons – NASA/JHUAPL/SWRI

Ambos ricos en hielos de Nitrógeno y Metano, muestran pocos cráteres de impacto en una superficie joven con la capacidad de “rejuvenecer” debido a sus cambiantes hielos superficiales.

Las lunas de los planetas suelen tener densidades similares a ellos, por haberse formado juntos a la misma distancia del Sol, cosa que Tritón no comparte con Neptuno. Además, a diferencia de las lunas “nativas” de los planetas, no se translada en el mismo sentido en que rota el Planeta (es retrógrada). No tiene una órbita en un plano similar al del Planeta como tienen las primitivas lunas de un cuerpo planetario.

Las partes más alejadas de Neptuno, parecen haber sido limpiadas de objetos. La siguiente luna luego de Tritón está más de 10 veces alejada que Tritón. La atmósfera de Tritón no comparte propiedades como densidad y color con la de Neptuno como para ser una luna nativa; en tal sentido, es más parecida a la de Plutón.

En resumen, Tritón compone el 99,5% de la masa que rodea a Neptuno, siendo 29% más masiva que Eris y 20% más grande que Plutón.
Luego, Tritón es el trans-Neptuniano más grande conocido hasta ahora (fines del 2018) y en algún momento de su historia fue capturado por su actual planeta hospedante; Neptuno.

Referencia:

Ceres y Plutón podrían ser objetos gemelos separados en su infancia.

Es posible que Plutón y Ceres sean cuerpos gemelos.

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Putón (izq.) y Ceres (der.) – Imágenes crédito de: Plutón: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute. Ceres: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

El primero está en lo que se conoce como Cinturón de Kuiper, siendo el mayor de los objetos trans-neptunianos hasta hoy conocidos.
El otro, vive en el cinturón de asteroides y todo indica que se trata de un protoplaneta detenido en su evolución.
Ambos tienen estructuras similares.
Los dos tiene nnúcleos rocosos, esos núcleos está rodeados de un oceáno. En el caso de Plutón su océano helado es de hielo de agua y en el caso de Ceres es de una mezcla de hielo de agua y agua líquida. Por encima de todo eso, ambos tienen una corteza de roca. La de Plutón, tiene además hielos de metano e nitrógeno.
Estas diferencias en la estructura etre ambos, se deben a que Ceres recibe más calor del Sol, lo que le permite tener su océano interior como una mezcla de agua líquida y sólida; y su superficie limpia de hielos de metano y nitrógeno, porque éstos han sublimado, lo que no sucedió con Plutón.

Ambos cuerpos se habrían formado en la misma región. En aquellas épocas, el Sistema Solar no era tan tranquilo como lo es hoy. Los planetas gigantes gaseosos, migraban hacia el interior del Sistema para luego alejarse hasta donde están hoy. En esa danza, Plutón (entre otros objetos) fue llevado más hacia el exterior del Sistema y Ceres hacia el interior.

Inlcuso Ceres podría haber sido una luna de un planeta apodado Yurus, el que una vez en regiones más interiores del Sistema Solar, se destruyó en una colisión dejando solo a Ceres donde hoy se encuantra.
Como un cuerpo aislado o como exluna de Yurus, Ceres comenzó a recibir material que colaboró en su desarrollo. El entorno influyó en cada uno de ellos. Ceres fue bombardeado por cuerpos sólidos en mayor cantidad que Plutón. Pronto, esa acreción se detuvo (digamos que llegó tarde al reparto de material) y Ceres quedó como protoplaneta detenido en su evolución (pdp, 06/ene./2016, Ceres sería un protoplaneta, https://paolera.wordpress.com/2016/01/06/ceres-seria-un-protoplaneta/) .

Si uno de ellos estuviera en la misma región que el otro, ambos serían más parecidos.
Es muy probable que sean dos objetos gemelos que en su infancia fueron llevados a diferentes partes del Sistema Solar; eso les imprimió algunas diferencias a cada uno de ellos.

Referencia:

pdp.

El origen de Planicie Sputnik: las dos ideas.

El sistema Plutón-Caronte pudo formarse por una gran colisión.
Cuando la relación entre un satélite natural y su planeta hospedante es tan grande, el modelo de formación por procesos de acreciones paralelas no se ajusta. En tal caso (como en el nuestro: Tierra-Luna), el modelo colisional se impone diciendo que la luna se formó de las esquirlas producidas en el choque.
Luego, la rotación de Plutón fue disminuyendo hasta ser sincrónica con la rotación y quedar ambos cuerpor “encarados permanentemente”. Para eso, es muy probable que haya intervenido la región helada en forma de corazón Planicie Sputnik (Spuntnik Planitia). Cuando se formó, bien pudo generar cierta asimetría en la distribución de masas en el Planeta y eso colaboró con el “enganche” gravitacional que terminó con ambos cuerpos en perfecta rotación mutua sincrónica.

Imagen de Sputnik Planitia NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Pero la pregunta es: ¿como nació Planicie Sputnik?.
Hay dos ideas.
Una dice que se formó luego de un gran impacto, incluso el que formó a Caronte.
Los hielos suberráneos quedaron expuestos, y por la acción del agua líquida debajo de esos hielos, pudieron desplazarse mientras afloraban.
Otra dice que se debe a un proceso llamado efecto de albedo disparado (runaway albedo effect). Ese modelo explica que pequeños trozos de hielo, pueden atraer a otros a través de la reflexión de luz y el calor. Eso provoca masas heladas más grandes que repiten el proceso.

Fuente:

pdp.

La inercia termal estacional en Plutón

La inercia es la resistencia al cambio de movimiento.
Un cuerpo tiende a quedarse quieto o conservar su movimiento, en caso de ser afectado por una fuerza. O sea que a la Naturaleza no le gusta ser molestada… (Ana “Titina” Mocoroa).

Existe una inercia térmica. Es la resistencia de un sistema al cambio de nivel térmico. Tiende a quedar con calor ante una ola de frío y luego de enfriarse, tiende a no calentarse ante una ola de calor. Eso depende de la masa de ese sistema y de sus propiedades térmicas, tales como su capacidad de transmitir el calor, entre otras.
En muchas partes se observa este tipo de inercia.
En los ambientes húmedos, debido a la acción reguladora del agua por su mala capacidad de transmitir el calor, se siente fresco cuando afuera hace calor y calor cuando afuera está fresco. Esto sucede en viviendas, y a mayor escala, en los planetas.
La formación de glaciares, se debe a la acción conjunta de la baja temperatura y otros factores que se dan en una región. La inercia térmica térmica estacional, hace que la región se resista al cambio térmico impuesto por la estación del año. Así, los glaciares tienden a conservarse pese a la tendencia de incremento de la temperatura.

Esto sucede en Plutón.

Hi Res mosaic of ‘Tombaugh Regio’ shows the heart-shaped region on Pluto and focuses on icy mountain ranges of ‘Norgay Montes’ and ice plains of ‘Sputnik Planum.’ The new mosaic combines highest resolution imagery captured by NASA’s New Horizons LORRI imager during history making closest approach flyby on July 14, 2015, draped over a wider, lower resolution view of Tombaugh Regio.   Inset at left shows possible wind streaks.  Inset at right shows global view of Pluto with location of huge heart-shaped region in context.  Annotated with place names.  Credit: NASA/JHUAPL/SWRI/ Marco Di Lorenzo/Ken Kremer/kenkremer.com

Imagen Sputnik Planum publicada en Universe Today

La región plutotiana en forma de corazón, es un gran glaciar de nitrógeno.
En su momento, las condiciones reinantes permitieron su formación. La existencia de cuencas profundas en la región, permiten intensificar el frío. De esta manera, se da una inercia térmica estacional que hace que el glaciar soporte las épocas más cálidas para llegar a la próxima estación fría. No obstante, durante la época más cálida, parte de ese hielo desaparecerá.

No es la primera vez que este tipo de inercia se manifiesta en Plutón. Ya lo había hecho antes al colaborar para que su atmósfera no colapse.

Artículo relacionado:

Referencia:

Fuente:

pdp.

Plutón en rayos X (Chandra).

El viento solar, es un flujo de partículas cargadas que parte del Sol e impacta en los planetas.
En el caso del nuestro, esas partículas se desvían por al campo magnético hacia cerca de los polos, interactúan con la atmósfera y se generan las auroras. De no ser así, la vida en Casa sería muy difícil.
Pero esas partículas hacen algo más.
Al interactuar con las atmósferas planetarias, se generan rayos X y alguno átomos se animan de velocidad y escapan al espacio. O sea que el viento solar arranca atmósfera de los planetas. Tanto más, cuanto más cerca estén y menos masa tenga el planeta.
Esto se acentúa con los breves aumentos del viento solar durante las “tormentas solares”.

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Plutón en rayos X (Chandra) – C. M. Lisse et al.

En los confines del Sistema Solar, Plutón da en qué pensar.
De su tenue atmósfera, no se detecta grandes pérdidas de gases al espacio por la acción del viento solar. Al parecer, ésta es más compacta que lo pensado.
A esa distancia, los aumentos del viento solar no llegan. Allí, el viento es… “tranquilo y agradable”.
No obstante, observacioines hechas con Chandra, se detectan bastantes rayos X, más de los esperados.
Al parecer, Plutón y Caronte se abren paso en el estable viento solar que les llega. Eso hace que se generen perturbaciones en su entorno, como las olas o “bigotes” que deja un abarco en el agua mientras se desplaza.
Eso generaría los rayos X locales que se detectan en sus vecindades, por más suave que sea el flujo de partículas del Sol por aquellos lugares.

Referencias:

Funete:

Un posible océano sub superficial en Plutón ¿y en Caronte?.

Plutón tiene unas marcas muy llamativas en su superficie helada, típicas de dilataciones, y ¿qué otra cosa puede dilatar con el frío si no es el agua que ya se sabe que existe en ese planeta enano?.

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Las flechas señalan las fracturas en la corteza helada de Plutón. Imagen crédito de NASA/JHUAPL/SwRI.

Es probable que haya un océano sub-superficial en Plutón.
Ahora bien, ¿de dónde sale el calor necesario para licuar el hielo que hay debajo de la superficie?.
La Tierra tiene elementos radioactivos que desde el origen del Sistema Solar están irradiando y calentando el lugar donde se encuentran. Se demuestra que en Plutón, una pequeña cantidad de esos elementos pueden derretir el hielo y formar cantidades de agua líquida bajo la superficie.
Es más, las rocas en el interior del Planeta enano, pueden actuar para mantener ese calor y que no se pierda al exterior, manteniendo así el agua en estado líquido.

¿Y en Caronte?

Imagen de las fracturas en Caronte crédito de NASA/JHUAPL/SwRI.

En Caronte se observan fracturas que habrían tenido el mismo origen que las de Plutón.
En el caso de Caronte ¿El calor se perdió congelándose el océano o se mantiene por la existencia de elementos radioactivos y roca aislante?

Referencias:

Fuente:

pdp.