Hace millones de años Plutón y Caronte, la mayor de sus lunas, se miraban a la cara. Ambos cuerpos están acoplados, lo que implica que tanto el planeta como su satélite solo se muestran mutuamente una cara. Sin embargo, según dos estudios publicados hoy en la revista Nature, hace millones de años algo cambió. Los planetas continuaron acoplados, pero Plutón decidió dar un giro, dando la espalda a su mayor satélite.
El acoplamiento de marea es algo habitual entre los planetas y sus lunas, aunque lo habitual es que solo sea el satélite el que esté acoplado, mostrando siempre la misma cara cuando es observado desde el planeta. Es precisamente lo que ocurre con la Tierra y la Luna, que siempre tiene una cara oculta, solo que en el caso de Plutón y Caronte, al ser ambos de masa similar, el acoplamiento va en ambos sentidos.
Las cicatrices de Plutón
Los investigadores de uno de los estudios se han basado en el análisis de las cicatrices del planeta enano para llegar a esta conclusión, dado que las fallas y montañas de su superficie demuestran que esta reorientación de Plutón ha tenido lugar. "Cuando se produce un cambio en el eje de rotación de un planeta, se producen tensiones en la superficie, que terminan provocando fracturas", explica a EL ESPAÑOL James Keane, investigador de la Universidad de Arizona y primer autor de este estudio. "Las fallas de Plutón coinciden con el patrón que se daría en una reorientación del planeta según nuestro modelo", concluye este astrofísico.
Además, los investigadores creen que esta reorientación está relacionada con una de las características más icónicas de la superficie del planeta, una gigantesca cuenca de unos 1.000 kilómetros de diámetro y 4 kilómetros de profundidad conocida popularmente como Sputnik Planitia.
Plutón y una de sus lunas
Al igual que otras grandes cuencas del sistema solar, la Sputnik probablemente fue creada por el impacto de un gran meteorito. Sin embargo, los investigadores no creen que el cambio en la orientación de Plutón haya sido producido directamente por el choque. "No es la fuerza del impacto lo que provoca la reorientación de Plutón, sino la redistribución de masa dentro de la cuenca", explica Keane.
Cuando se producen cambios en la distribución de masa de un objeto que está rotando, su eje de rotación cambia. Esto se produce porque "a los planetas les gusta girar de tal manera que minimicen la energía", explica a el Español Javier Licandro, investigador del Instituto Astrofísico de Canarias. "En resumen, esto significa que los planetas tienden a reorientar su eje de rotación para colocar las regiones de mayor masa más cerca del ecuador y las de menor más cerca de los polos", asegura este astrofísico.
Por lo tanto, el hecho de que hoy en día la planicie esté situada cerca del ecuador de Plutón, hace que los investigadores piensen que debe haber una acumulación de masa en esa zona. Sin embargo, "parece poco probable que un agujero en el suelo proporcione la masa adicional necesaria para causar ese tipo de reorientación, por lo que el peso extra debe estar escondido en algún lugar debajo de la superficie", explica a EL ESPAÑOL Francis Nimmo, investigador de la Universidad de California en Santa Cruz y primer autor del segundo estudio.
Ambos equipos de investigadores, coinciden en el diagnóstico inicial: de alguna manera debe haber una acumulación de masa en la cuenca que explique por qué Plutón terminó dando la espalda a Caronte. Sin embargo, los dos equipos plantean soluciones diferentes.
Un océano bajo la superficie
En la Luna también hay acumulaciones de masa en las zonas de impacto de meteoritos, conocidas como mascons. Éstas se deben al flujo de material que surge del interior del satélite tras el impacto. El material que proviene del manto lunar es mucho más denso que la corteza, con lo que la zona se convierte en más masiva.
Sin embargo, "el manto en Plutón está a unos 300 km por debajo de la superficie, con lo que es muy difícil que un impacto haya podido hacer subir el material desde tan lejos", explica Nimmo. Para este investigador, la solución más probable es que la gran masa la cuenca se deba a la acumulación de agua. "Una forma natural de obtener esta masa extra es tener agua debajo de la superficie, porque el agua es más densa que el hielo", explica este astrofísico.
Nimmo y su equipo sugieren que el impacto del meteorito habría hecho hecho desaparecer una gran parte de la corteza helada de Plutón, dejando una cuenca bastante profunda con una fina corteza de hielo sobre el agua. "El impacto puede ser lo suficientemente fuerte como para eliminar gran parte del hielo de la superficie, lo que provocaría que la capa de hielo fuera más fina y que el agua haya podido empujar la capa desde abajo, llenando la cuenca", explica Nimmo.
La idea de que existe un océano bajo la superficie helada del planeta enano no es nueva. Existen varios indicadores de que esto puede ser así, aunque la hipótesis aún no ha podido ser confirmada. El astrofísico Javier Licandro recuerda que la idea de que hubiera una gran concentración de agua bajo la cuenca era algo que "ya se esperaba desde que ser vieron las estructuras de hielo sobre la planicie".
Licandro se refiere a una estructuras poligonales que se han observado gracias a las imágenes obtenidas por la sonda New Horizons. Las fotografías muestran como la superficie de la Sputnik Planitia está cubierta con "placas de hielo similares a las que se pueden observar en glaciares o regiones heladas de la Tierra que flotan sobre el mar", explica Licandro.
Los investigadores también se plantearon la posibilidad de que en lugar de agua, la cuenca estuviera llena de hielo de nitrógeno, pero sus cálculos mostraron que entonces la capa de nitrógeno debería tener una tamaño gigantesco, de más de 40 kilómetros de grosor. "Intentamos pensar en otras maneras de obtener una acumulación de masa, pero ninguna nos pareció tan probable como la del océano bajo la superficie", aseguró Nimmo.
Una cuenca repleta de hielo denso
Sin embargo, el estudio de Keane plantea que el exceso de masa sí se puede deber a la acumulación de hielos volátiles en la cuenca. "En Plutón, las depresiones topográficas son lo que llamamos trampas frías y suelen acumular hielos volátiles", explica Keane. Los hielos que se habrían ido acumulando en la cuenca serían más densos que la corteza original, provocando así la variación de masa.
"Nuestra hipótesis es que durante millones de años, y muy poco a poco, se fueron acumulando los hielos volátiles densos dentro de la cuenca, hasta que se produjo un desequilibrio en el planeta, que hizo que la cuenca emigrase hacia su ubicación actual", explica Keane. Es más, según este investigador, "si la cuenca sigue acumulando hielo se seguirá moviendo progresivamente hacia el ecuador".
A pesar de las diferentes propuestas, ambos modelos representan el gran interés que sigue presentando el planeta enano para los científicos, a pesar de la degradación que sufrió hace ahora 10 años. Fue en 2006 cuando el investigador de Caltech Mike Brown anunciara la decisión de la Unión Astronómica Internacional de degradar a Plutón a la categoría de planeta enano. Algo que hizo con una frase lapidaria: "Plutón está muerto".
Pero para los investigadores encargados de estos estudios las etiquetas sobre este pequeño mundo no son importantes. "Es un mundo fascinante por derecho propio, independientemente de cómo lo etiquetemos", afirma Nimmo. "No me quita el sueño como lo llamen, un título no cambia lo increíblemente interesante que es".