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ASTRONOMÍA. Los secretos ocultos de Ceres: descubriendo un gigante criovolcánico en el cinturón de asteroides

astronomía, Ceres, cinturón de asteroides

 

Ceres, el cuerpo más grande del cinturón de asteroides, está lejos de ser una roca estática que se desplaza por el espacio. Su compleja geología y su actividad criovolcánica dan indicios de una historia activa que se extiende a lo largo de miles de millones de años. Fuente: NASA/JPL

Los depósitos de color amarillo brillante en el cráter Consus proporcionan nueva evidencia de la historia criovolcánica de Ceres, reavivando el debate sobre si el planeta enano se formó en el cinturón de asteroides o migró allí.

02 febrero 2025.- El planeta enano Ceres podría haberse formado en el cinturón de asteroides en lugar de haber migrado allí desde el Sistema Solar exterior. Esta posibilidad está respaldada por los brillantes depósitos ricos en amonio encontrados en el cráter Consus, según un estudio publicado en el Journal of Geophysical Research: Planets por un equipo de investigación del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar (MPS) en Göttingen.


El equipo analizó datos de la sonda espacial Dawn de la NASA , que previamente había detectado depósitos generalizados de amonio en la superficie de Ceres. Algunos científicos han sugerido que el amonio congelado, que solo es estable en el Sistema Solar exterior, jugó un papel en la formación de Ceres, lo que implica que el planeta enano se originó lejos de su ubicación actual. Sin embargo, el nuevo estudio presenta otra explicación: el material rico en amonio del cráter Consus, al igual que otros depósitos brillantes en Ceres, puede haber sido llevado a la superficie a través de la actividad criovolcánica única del planeta.

Ceres: un mundo misterioso de criovulcanismo

El planeta enano Ceres destaca en el cinturón de asteroides. Con unos 960 kilómetros de diámetro, es el objeto más grande entre Marte y Júpiter . A diferencia de la mayoría de sus asteroides vecinos más simples, Ceres tiene una geología notablemente compleja y diversa, lo que sugiere una historia dinámica que abarca miles de millones de años.


La sonda espacial Dawn de la NASA, que exploró Ceres entre 2015 y 2018, encontró pruebas contundentes de criovulcanismo en curso. Varios cráteres de impacto contienen depósitos de sal blanquecinos y brillantes, que se cree que son restos de líquido salino que se elevó de una capa subterránea entre el manto y la corteza durante miles de millones de años. Un análisis reciente del cráter Consus ha revelado depósitos brillantes similares, algunos con un tinte más amarillento, lo que ofrece nuevos conocimientos sobre la evolución geológica del planeta.


El cráter Consus se encuentra en el hemisferio sur del planeta enano Ceres. La estructura más llamativa de su interior es un cráter más pequeño (“cráter de suelo”) en su mitad oriental. Una montaña central plana se eleva en el centro del cráter Consus. Fuente: MPS



Un cráter dentro de un cráter

El cráter Conus se encuentra en el hemisferio sur de Ceres. Con un diámetro de unos 64 kilómetros, no es uno de los cráteres de impacto especialmente grandes del planeta enano. 


Las imágenes tomadas por el sistema de cámara científica de Dawn, que fue desarrollado y construido bajo la dirección del MPS, muestran una pared de cráter circunferencial que se eleva unos 4,5 kilómetros por encima del suelo del cráter y se ha erosionado parcialmente hacia el interior. Encierra un cráter más pequeño que cubre un área de unos 15 kilómetros por once kilómetros y que domina la mitad oriental del suelo del cráter Conus. El material amarillento y brillante se encuentra en motas aisladas exclusivamente en el borde del cráter más pequeño y en un área ligeramente al este de este.

Amonio: una pista sobre el origen de Ceres

Según un nuevo análisis de los datos del sistema de cámaras y del espectrómetro VIR, el material brillante y amarillento del cráter Consus es rico en amonio. Este compuesto, que se diferencia del amoníaco por un ion de hidrógeno adicional, está casi omnipresente en la superficie de Ceres en forma de minerales ricos en amonio. En el pasado, los científicos creían que estos minerales solo podían haberse formado a través del contacto con hielo de amonio en el frío del borde exterior del Sistema Solar, donde el amonio congelado es estable durante largos períodos de tiempo. 


En las proximidades del Sol, se evapora rápidamente. Por lo tanto, Ceres debe haberse formado en el borde del Sistema Solar y solo más tarde "se trasladó" al cinturón de asteroides, dedujeron. El estudio actual muestra ahora por primera vez una conexión entre el amonio y la salmuera del interior de Ceres. El equipo sostiene que, por lo tanto, el origen del planeta enano no tiene por qué estar necesariamente en el Sistema Solar exterior. Ceres también podría ser verdaderamente originario del cinturón de asteroides.


El material de color amarillento brillante, marcado aquí como “yBM”, se encuentra exclusivamente en el borde del cráter más pequeño y en sus inmediaciones orientales. Fuente: MPS

Amonio de las profundidades

Los investigadores suponen que los componentes del amonio ya estaban contenidos en los bloques de construcción originales de Ceres. Como el amonio no se combina con los minerales típicos del manto de Ceres, se fue acumulando gradualmente en una gruesa capa de salmuera que se extendió globalmente entre el manto y la corteza del planeta enano. La actividad criovolcánica hizo que la salmuera rica en amonio ascendiera repetidamente a lo largo de miles de millones de años, y el amonio que contenía se filtró gradualmente en los filosilicatos a gran escala de la corteza de Ceres. 


Los filosilicatos, que se caracterizan por una estructura cristalina en forma de capas, también están muy extendidos en la Tierra, por ejemplo en suelos arcillosos. "Los minerales de la corteza de Ceres posiblemente absorbieron el amonio a lo largo de muchos miles de millones de años como una especie de esponja", explica el científico del MPS Dr. Andreas Nathues, primer autor del estudio actual y ex investigador principal del equipo de cámaras de Dawn.


Hay muchos indicios de que la concentración de amonio es mayor en las capas más profundas de la corteza que cerca de la superficie. Los pocos lugares de la superficie de Ceres en los que se pueden encontrar manchas llamativas de material de color amarillento brillante fuera del cráter Consus también se encuentran dentro de cráteres profundos. Como muestra en detalle el estudio actual, es probable que el impacto que creó el pequeño cráter oriental hace solo 280 millones de años haya dejado al descubierto material de las capas profundas, en particular las ricas en amonio en el cráter Consus. Las motas de color amarillento brillante al este del cráter más pequeño son material que fue expulsado como resultado del impacto.


“Con 450 millones de años, el cráter Consus no es especialmente antiguo según los estándares geológicos, pero es una de las estructuras supervivientes más antiguas de Ceres. Debido a su excavación profunda, nos da acceso a los procesos que tuvieron lugar en el interior de Ceres a lo largo de muchos miles de millones de años, y es, por tanto, una especie de ventana al pasado del planeta enano”, afirma el Dr. Ranjan Sarkar, investigador del MPS y coautor del estudio.


Referencia: “Consus Crater on Ceres: Ammonium-Enriched Brines in Exchange With Phyllosilicates?” by A. Nathues, M. Hoffmann, R. Sarkar, P. Singh, J. Hernandez, J. H. Pasckert, N. Schmedemann, G. Thangjam, E. Cloutis, K. Mengel and M. Coutelier, 5 September 2024, Journal of Geophysical Research: PlanetsDOI: 10.1029/2023JE008150

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