Ceres en colores naturales, Dawn Mission Instantánea Mayo 2015En marzo de 2015, la misión Dawn de la NASA llegó a Ceres, el protoplaneta y el objeto más grande del cinturón de asteroides. La misión Dawn explora los objetos más antiguos del sistema solar para obtener información sobre las condiciones y procesos que ocurrieron en las primeras etapas de su existencia. Dawn ya ha determinado que los minerales acuíferos son comunes en Ceres, lo que sugiere que solía haber un océano global en protoplanetas.
Esto, por supuesto, planteó muchas preguntas: ¿qué pasó con el océano y podría haber agua en Ceres? En este sentido, el equipo de Dawn realizó recientemente dos estudios que arrojan luz sobre estos temas. En el primero, los datos obtenidos por gravedad se usaron para describir el interior del protoplaneta. El segundo estudió la topografía de un cuerpo celeste para determinar su estructura.
El primer estudio, "Restricciones sobre la estructura interna de Ceres y la evolución en función de su forma y gravedad según lo medido por la nave espacial Dawn", se publicó recientemente en el Journal of Geophysical Research. El equipo, dirigido por un posdock de JPL Anton Ermakov, incluía investigadores del Centro de Vuelo Espacial Goddard, el Centro Aeroespacial Alemán, la Universidad de Columbia, la Universidad de California en Los Ángeles y el Instituto de Tecnología de Massachusetts.
Ceres foto tomada por la sonda DawnEl equipo trabajó con datos de gravedad de protoplanetas recopilados por la sonda Dawn después de entrar en órbita alrededor de Ceres. Utilizando la
red de comunicaciones espaciales de largo alcance de la NASA para rastrear pequeños cambios en la órbita de la nave espacial, Ermakov y sus colegas pudieron medir la forma y la gravedad en Ceres para determinar su composición y estructura.
Encontraron signos de actividad geológica en Ceres; si no en el momento actual, entonces en el pasado relativamente reciente. Esto se puede ver en los tres cráteres: Okkator, Kervan y Yalod, y en la única montaña alta de Ceres, Ahuna Mons. Están asociados con "anomalías gravitacionales", discrepancias entre los modelos de gravedad de Ceres y lo que la sonda Dawn observa en la realidad.
El equipo concluyó que estas cuatro características y otras formaciones geológicas notables son signos de
criovolcanismo de las estructuras subterráneas. Además, determinaron una densidad relativamente baja de la corteza, que está más cerca del hielo que de las rocas sólidas. Pero esto no coincidió con el estudio anterior de Michael Bland del Servicio Geológico de los Estados Unidos.
Un estudio de Bland, publicado en la revista Nature Geoscience en 2016, señaló que es poco probable que el hielo sea el componente principal de la corteza densa de Ceres, ya que es demasiado blando para esto. Naturalmente, surge la pregunta de cómo la corteza puede ser tan ligera como el hielo, coincidiendo en densidad con ella y, al mismo tiempo, mucho más duradera. Para responder a esta pregunta, el segundo equipo intentó simular la evolución de la superficie de Ceres.
Datos gravitacionales sobre Ceres, que proporcionan pistas sobre su estructura.Su estudio, "La estructura interna de Ceres, descubierto usando topografía superficial y gravedad", fue publicado en la revista Earth and Planetary Science Letters. El equipo dirigido por Roger Fu, profesor asociado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, estaba formado por empleados del Instituto de Tecnología de Virginia, el Instituto de Tecnología de California, el Instituto de Investigación del Suroeste, la Sociedad Geológica de los Estados Unidos y el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia.
Estudiaron la resistencia y la composición de la corteza de Ceres y la estructura interna en función de su topografía. Al modelar los flujos de la corteza del protoplaneta, Fu y sus colegas determinaron que lo más probable es que consista en una mezcla de hielo, sales, piedras e
hidratos de clatrato . Dichas estructuras, que consisten en una molécula de gas rodeada de moléculas de agua, se obtienen 100-1000 más fuertes que el hielo de agua.
Según su teoría, dicha estructura de alta resistencia puede descansar sobre una capa más blanda que contiene una cierta cantidad de líquido. Esto permite que la topografía de Ceres cambie con el tiempo y suavice las características que alguna vez se destacaron más. Esta opción también responde a la pregunta de un posible océano: se congeló y quedó atado por una corteza dura. Sin embargo, parte de sus aguas aún debe estar en estado líquido debajo de la superficie.
Esta teoría coincide con varios modelos de evolución térmica publicados antes de que Dawn llegara a Ceres. Los modelos afirman que hay agua líquida dentro de Ceres, que es similar a los hallazgos realizados en la luna de Júpiter, Europa, y en la luna de Saturno, Encelado. Pero en el caso de Ceres, este fluido puede ser los restos del antiguo océano, y no el resultado de la actividad geológica actual de los interiores del cuerpo celeste.
Posible estructura interna de CeresJuntos, estos estudios muestran que Ceres tuvo una historia larga y turbulenta. El primer estudio encontró que la corteza de Ceres es una mezcla de hielo, sales y acuíferos, que representan la mayor parte del océano antiguo. Un segundo estudio sugiere que debajo de la corteza de superficie dura de Ceres, se esconde una capa más suave, que puede ser un signo de líquido que queda del océano.
Como explicó Julie Castillo-Rogez, participante del proyecto Dawn en JPL y coautora de ambos estudios: “Estamos cada vez más conscientes de que Ceres es un mundo complejo y dinámico que ha tenido mucha agua en la fase líquida en el pasado, y algún tipo de entonces su cantidad en el presente ".
El 19 de octubre de 2017, la NASA anunció que la misión Dawn se ampliaría hasta que el vehículo se quedara sin combustible; esto sucedería en algún momento de la segunda mitad de 2018. La renovación significa que Dawn estará en órbita alrededor de Ceres cuando pase por el perihelio en abril de 2018. En este momento, el hielo superficial comenzará a evaporarse y formará una atmósfera temporal.
Durante este período y más allá, el dispositivo permanecerá en una órbita estable alrededor de Ceres y continuará enviando información sobre este protoplaneta. Los datos obtenidos ayudarán a mejorar nuestra comprensión de las primeras etapas del desarrollo del sistema solar y el proceso de su evolución durante miles de millones de años.
En el futuro, quizás enviaremos un aparato a Ceres que pueda bajar a su superficie y examinar su topografía directamente. Si todo funciona, en el futuro las misiones podrán explorar el interior de Ceres, así como otros mundos "oceánicos" como Europa y Encelado, ¡y descubrir lo que se esconde debajo de su superficie helada!