IMP para la Investigación del Sistema Solar

Compuestos orgánicos en Ceres

Investigadores encontraron depósitos de sal en un cráter del planeta enano

25. Febrero 2022

El tercer cráter más grande del planeta enano Ceres estuvo geológicamente activo al menos una vez muchos millones de años después de su formación. En un estudio reciente publicado en la revista Nature Communications, investigadores del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Göttingen, la Universidad de Münster (WWU) y el Instituto Nacional de Educación e Investigación Científica (NISER) en Bhubaneswar, India, presentaron el estudio más detallado del cráter Urvara hasta la fecha. Por primera vez, evaluaron imágenes de cámaras de la última fase de la misión Dawn de la NASA, que revelan estructuras geológicas de solo unos pocos metros de tamaño. La nave espacial Dawn entró en órbita alrededor del planeta enano en 2015 y lo estudió de cerca durante unos tres años y medio. Al igual que el cráter Occator, el cráter Urvara puede haber sido el escenario de la actividad criovolcánica, argumentan los investigadores. El estudio apoya la imagen de que un océano salino global se extendía debajo de la corteza de Ceres, algunos de los cuales aún pueden ser líquidos hoy en día.

Numerosos cráteres grandes cubren la superficie del planeta enano Ceres, el cuerpo más grande del cinturón de asteroides con unos 960 kilómetros de diámetro. Probablemente el más llamativo de estos cráteres es Occator ubicado en el hemisferio norte. Los puntos brillantes en su interior, que ya eran claramente visibles durante la fase de aproximación de Dawn, resultaron ser restos salinos de salmuera subsuperficial, que subieron a la superficie a través de procesos criovolcánicos hasta tiempos geológicos recientes. En otro gran cráter, llamado Ernutet, hay evidencia de compuestos orgánicos expuestos y, por lo tanto, de una química muy compleja. En su última publicación, los investigadores dirigidos por el MPS ahora dirigen su atención al cráter Urvara. Situado en el hemisferio sur, es el tercer cráter más grande de Ceres, con un diámetro de 170 kilómetros. Se cree que el impacto que lo formó hace unos 250 millones de años reveló material de profundidades de hasta 50 kilómetros.


Superficie escarpada: Numerosos cráteres grandes y llamativos se encuentran en la superficie del planeta enano Ceres.

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Superficie escarpada: Numerosos cráteres grandes y llamativos se encuentran en la superficie del planeta enano Ceres.

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"Las grandes estructuras de impacto en Ceres nos dan acceso a las capas más profundas del planeta enano", explica Andreas Nathues del MPS, primer autor del estudio actual e investigador principal del equipo de cámaras de Dawn. "Resulta que la topografía actual y la composición mineralógica de algunos de los grandes cráteres de Ceres son el resultado de procesos geológicos complejos y duraderos que han alterado la superficie del planeta enano", agrega.

Se necesitan imágenes de alta resolución y datos espectroscópicos para rastrear estos procesos con la mayor precisión posible. Los datos de observación más precisos del cráter Urvara se obtuvieron durante la misión extendida de Dawn: después de que la misión primaria, que inicialmente fue diseñada para durar dos años, expiró, el combustible restante fue suficiente para volar órbitas más atrevidas y altamente elípticas llevando a la nave espacial a menos de 35 kilómetros de la superficie. Durante esta fase, las dos cámaras Dawn Framing, el sistema de cámaras científicas de la misión, tomaron imágenes en las que se pueden identificar estructuras de varios metros de tamaño. El sistema de cámaras fue desarrollado y construido bajo el liderazgo del MPS y operado por el MPS durante la misión.

Las imágenes de alta resolución del cráter Urvara revelan un paisaje geológicamente distinto. Múltiples paredes de cráteres en terrazas encierran la cuenca de impacto; la característica más prominente que se eleva ligeramente lejos del centro del cráter es una cordillera de unos 25 kilómetros de largo y 3 kilómetros de altura. Su flanco sur es el sitio de acantilados escarpados, áreas salpicadas de rocas y material brillante ocasional que recuerda a los famosos puntos brillantes del cráter Occator. Además, las imágenes muestran una profunda depresión central, áreas con superficies notablemente lisas y algunas salpicadas de numerosas depresiones más pequeñas y redondeadas.

"Nuestro análisis revela que diferentes áreas del cráter tienen edades muy diferentes", dice Nico Schmedemann del Instituto de Planetología de wwu. "La diferencia de edad es de hasta 100 millones de años. Esto sugiere que los procesos estaban en funcionamiento que duraron mucho después de que el cráter se formó realmente", agrega. Para estudios de este tipo, los investigadores cuentan los pequeños cráteres que cubren cada superficie de cuerpos sin atmósfera. Debido a que las superficies más antiguas han tenido más tiempo para "acumular" tales impactos de asteroides más pequeños, tienen más cráteres que los más jóvenes. Además, los modelos de la fuerza del bombardeo en diferentes momentos juegan un papel en la determinación de la edad exacta.

Según estos modelos, las áreas más prístinas en el cráter Urvara tienen unos 250 millones de años. Este tiempo marca la formación del cráter en sí. Las superficies más jóvenes dentro del cráter incluyen extensas áreas lisas y oscuras, así como pozos que probablemente se formaron por el escape de gas en el subsuelo.


Manchas blancas: Una mirada cercana a la cordillera dentro del cráter Urvara. El material brillante que se ha identificado como depósitos de sal se puede encontrar en su flanco sur.

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Manchas blancas: Una mirada cercana a la cordillera dentro del cráter Urvara. El material brillante que se ha identificado como depósitos de sal se puede encontrar en su flanco sur.

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Otras pistas sobre el turbulento pasado del cráter son proporcionadas por imágenes tomadas utilizando los filtros de color del sistema de cámaras. Permiten concluir qué rangos de longitud de onda de luz visible reflejan ciertas superficies en el espacio y, por lo tanto, ayudan a inferir su composición mineralógica. Como resultado, el material brillante son las sales. Los datos del espectrómetro VIR de Dawn, aportados a la misión por la agencia espacial italiana ASI, también indican que se han depositado compuestos orgánicos junto con sales en una ladera al oeste de la cordillera central. Tal combinación de depósitos de sal y compuestos orgánicos no se ha observado antes. Los depósitos de compuestos orgánicos también parecen ser comparativamente jóvenes.

"El origen y la formación de compuestos orgánicos en Ceres siguen siendo preguntas abiertas interesantes que tienen implicaciones importantes para la historia geológica general de Ceres, así como posibles vínculos con la astrobiología y la habitabilidad. Los compuestos orgánicos que creemos que se han encontrado en la cuenca de Urvara en el hemisferio sur difieren de las áreas ricas en orgánicos en el cráter Ernutet en el hemisferio norte y nos ayudarán a responder estas preguntas ", dice el científico del NISER Guneshwar Thangjam. "El equipo está trabajando en estos aspectos utilizando datos espectrales FC y VIR", añade.

"En general, el cráter Urvara nos presenta una imagen decididamente compleja que aún no entendemos completamente y que deja espacio para dos interpretaciones", resume Andreas Nathues los resultados. Por ejemplo, el impacto que formó el cráter Urvara podría haber transportado sales desde el interior del planeta enano a la superficie. Sin embargo, algunas pruebas sugieren que una salmuera salada estuvo involucrada en su lugar, elevándose desde el interior e iniciando nuevos procesos. No está claro si la salmuera llegó a la superficie o simplemente se acumuló justo debajo de ella.

Independientemente de la interpretación exacta, los resultados actuales refuerzan la imagen del planeta enano que la misión Dawn ha dibujado de Ceres en los últimos años: un cuerpo geológicamente activo con capas salinas que se extienden debajo de su corteza a varias profundidades. Estos pueden estar relacionados con un océano subsuperficial anterior que también contenía compuestos orgánicos. A pesar de la gran distancia de Ceres del Sol, gracias a las sales disueltas, esta salmuera aún podría sobrevivir hoy en día en grandes depósitos de líquido a profundidades de unos 40 kilómetros.

 
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