Ceres: el planeta enano que oculta un criovolcán

Ceres: el planeta enano que oculta un criovolcán

Ceres es un planeta enano en el cinturón principal de asteroides, entre Marte y Júpiter. Fue el primer objeto identificado en el cinturón de asteroides, descubierto el 1 de enero de 1801 por Giuseppe Piazzi en el Observatorio Astronómico de Palermo, en Sicilia, y anunciado originalmente como un nuevo planeta. Durante décadas, los astrónomos creyeron sinceramente haber encontrado un mundo perdido entre Marte y Júpiter, y, en cierto sentido, más de dos siglos después, eso resultó estar más cerca de la verdad de lo que nadie esperaba.

Ceres fue clasificado más tarde como asteroide y luego como el único planeta enano confirmado dentro del cinturón de asteroides y el mayor objeto del cinturón sin luna. También es el único planeta enano reconocido del sistema solar cuya órbita se encuentra dentro de la de Neptuno: todos los demás planetas enanos habitan el frío y lejano cinturón de Kuiper, mientras que Ceres orbita relativamente cerca de casa.

Esa cercanía no lo ha hecho fácil de observar. El diámetro de Ceres es aproximadamente un cuarto del de la Luna, y su magnitud aparente varía entre 6,7 y 9,3, demasiado tenue para verse a simple vista salvo bajo cielos extremadamente oscuros. Hicieron falta dos siglos y una misión espacial dedicada para revelar qué tipo de mundo es realmente.

Un descubrimiento que la enfermedad casi frustró

Piazzi observó Ceres 24 veces, con la última observación el 11 de febrero de 1801, cuando una enfermedad interrumpió su trabajo. Anunció el descubrimiento el 24 de enero de 1801 en cartas a sus colegas astrónomos Barnaba Oriani y Johann Bode: la noticia de un nuevo «planeta» se extendió por Europa mediante cartas antes de que nadie más pudiera confirmar la observación. El nombre que Piazzi propuso para su descubrimiento fue Ceres Ferdinandea, en honor a la diosa romana de la agricultura y al rey Fernando III de Sicilia, su monarca y mecenas. La parte «Ferdinandea» no sobrevivió; la parte «Ceres» se hizo permanente.

Un mundo pequeño con un reloj rápido

Ceres orbita el Sol una vez cada 4,6 años terrestres, cerca del centro del cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Físicamente, Ceres domina su vecindario. Es el mayor asteroide del cinturón principal, con un diámetro medio de 939,4 km y una masa de 9,38×10^20 kg, según las mediciones de la sonda Dawn. Ceres representa el 40 % de la masa total estimada del cinturón de asteroides y tiene tres veces y media la masa del siguiente asteroide más grande, Vesta, aunque solo posee una setenta y ochoava parte de la masa de la Luna: un gigante entre los asteroides, y aun así un peso ligero comparado con un verdadero satélite planetario.

Mitad agua, en volumen

La baja densidad de Ceres da pistas sobre su composición real. Tiene una densidad de 2,16 g/cm3, lo que sugiere que aproximadamente un cuarto de su masa es hielo de agua; en conjunto, Ceres es aproximadamente un 50 % agua en volumen, frente a solo un 0,1 % en el caso de la Tierra. Es una cantidad asombrosa de agua encerrada en un cuerpo que apenas tiene un cuarto del tamaño de la Luna, proporcionalmente más que casi cualquier otro lugar cercano del sistema solar.

La mayor parte de la superficie cercana de Ceres es rica en carbono, en torno al 20 % en masa, y se detectaron compuestos orgánicos en el cráter Ernutet, con al menos otras once regiones identificadas como posibles candidatas. Una química rica en agua y carbono en el mismo pequeño mundo es exactamente el tipo de combinación que llama la atención de los astrobiólogos.

Una corteza demasiado resistente para sus propios cráteres

La superficie de Ceres cuenta una historia de impactos que nunca terminó de ajustarse al modelo. Los modelos predecían que Ceres debería tener entre 10 y 15 cráteres de más de 400 km de diámetro, pero el mayor cráter confirmado, la cuenca Kerwan, mide solo 284 km de ancho. Algo ha estado borrando las cicatrices más grandes. El mayor rasgo geográfico individual de Ceres es Vendimia Planitia, una antigua cuenca aplanada de 800 km de ancho, probablemente el fantasma de uno de esos cráteres gigantes desaparecidos, suavizado con el tiempo en lugar de conservarse como un tazón.

Mosaico cenital de Ahuna Mons, un criovolcán del tamaño de una montaña en Ceres, fotografiado por la sonda Dawn
Ahuna Mons, el único criovolcán de Ceres, fotografiado desde la órbita de mapeo de baja altitud de Dawn. Foto: NASA / JPL-Caltech / UCLA / Max Planck Institute for Solar System Studies / German Aerospace Center / IDA / Planetary Sc, dominio público, vía Wikimedia Commons

Ese suavizado apunta al criovulcanismo. Ceres tiene una montaña prominente, Ahuna Mons, un aparente criovolcán con una edad máxima estimada de 240 millones de años, calculada a partir de la escasez de cráteres que presenta: lo suficientemente joven, en una escala de tiempo geológica, como para indicar que Ceres seguía renovando activamente su superficie mucho después de que el propio sistema solar se hubiera formado.

Las manchas brillantes que desconcertaron a una sonda

Depósitos brillantes de sal en el interior del cráter Occator en Ceres, fotografiados por la sonda Dawn
Los depósitos brillantes de sal dentro del cráter Occator, el más destacado de las numerosas manchas reflectantes de Ceres. Foto: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA, dominio público, vía Wikimedia Commons

En ningún lugar es esa actividad más visible que en las famosas manchas brillantes de Ceres. Dawn observó cientos de manchas brillantes en Ceres, la más brillante situada en el centro del cráter Occator, de 80 km de ancho, que tiene una fosa central de 9 a 10 km de ancho parcialmente rellena por una cúpula. El rasgo más brillante en el centro del cráter Occator se llama Cerealia Facula, y se estima que el impacto que formó el cráter ocurrió hace entre 20 y 24,5 millones de años, lo bastante reciente como para que el proceso que creó la mancha brillante pueda seguir activo hoy. Los científicos informaron de que las manchas brillantes, incluidas las de Occator, podrían estar relacionadas con un tipo de sal, en particular una salmuera que contiene sulfato de magnesio hexahidratado; se descubrió que el material brillante del suelo del cráter tiene una composición dominante de carbonatos de sodio, filosilicatos de aluminio y cloruro de amonio.

En 2017, la sonda Dawn confirmó que Ceres tiene una atmósfera transitoria de vapor de agua: una neblina fina y temporal que aparece y desaparece a medida que el hielo cercano a la superficie se sublima. Un pequeño planeta enano de aspecto rocoso, resulta ser, respira de vez en cuando.

Un fósil de los primeros días del sistema solar

Todo esto tiene más sentido si se considera la edad de Ceres. Ceres es un protoplaneta superviviente que se formó hace 4,56 mil millones de años, uno de solo tres objetos —junto con Palas y Vesta— que aún permanecen en el sistema solar interior, después de que el resto se fusionara en planetas, se hiciera pedazos en colisiones o fuera expulsado por Júpiter. Es uno de los pocos bloques de construcción supervivientes de los primeros días de la formación planetaria, esencialmente intacto por no haber llegado nunca a formar parte de algo más grande.

Esa edad profunda y su abundante agua hacen que Ceres sea más interesante de lo que su pequeño tamaño sugeriría. Ceres tiene más agua que cualquier otro cuerpo del sistema solar interior después de la Tierra, y sus probables bolsas de salmuera subterránea podrían ofrecer hábitats para la vida: una posibilidad genuina para la astrobiología, situada tranquilamente en medio del cinturón de asteroides en lugar de entre las lunas heladas que normalmente se asocian con la búsqueda de vida.

La misión que por fin consiguió verlo de cerca

Representación artística de la sonda Dawn maniobrando sobre Ceres con su sistema de propulsión iónica
Concepción artística de Dawn orbitando Ceres, al que llegó en marzo de 2015 mediante un sistema de propulsión iónica. Foto: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA, dominio público, vía Wikimedia Commons

Casi todo lo que sabemos hoy sobre Ceres procede de una sola sonda. Dawn, la primera misión espacial en visitar tanto Vesta como Ceres, se lanzó el 27 de septiembre de 2007, entró en órbita alrededor de Vesta el 16 de julio de 2011 y entró en órbita alrededor de Ceres el 6 de marzo de 2015. Ostenta una distinción única en la exploración espacial: Dawn es la primera misión en estudiar un planeta enano, y llegó a Ceres pocos meses antes de que la sonda New Horizons llegara a Plutón en julio de 2015, dos planetas enanos que recibieron sus primeras visitas de cerca con solo unos meses de diferencia, después de más de dos siglos de ser vistos solo como puntos de luz.

Fuentes