Los depósitos de color amarillo brillante en el cráter Consus dan testimonio del pasado criovolcánico del planeta enano Ceres y reavivan el debate sobre su lugar de origen.
El planeta enano Ceres tiene un diámetro de casi 1.000 kilómetros y se encuentra en el cinturón de asteroides. En la serie de televisión The Expanse, Ceres adquirió una nueva fama como base principal de los llamados “belters”: en esta serie, que se basa en la física real, los humanos colonizan el cinturón de asteroides para la minería. Ceres tampoco tiene menos protagonismo en el mundo real. Sin embargo, durante mucho tiempo no estuvo del todo claro si el planeta enano se había formado en el cinturón de asteroides o si había migrado hacia el interior desde el borde del sistema solar. Un equipo de investigación dirigido por el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar en Göttingen ha descubierto depósitos ricos en amonio en el cráter Consus en datos de la sonda espacial Dawn de la NASA, que revelan mucho sobre el origen de Ceres.
El planeta enano Ceres es un extraño habitante del cinturón de asteroides. Con un diámetro de unos 960 kilómetros, no solo es el cuerpo más grande entre las órbitas de Marte y Júpiter, sino que, a diferencia de sus compañeros más bien simples, también se caracteriza por una geología extremadamente compleja y variada. Hace años, la sonda espacial Dawn de la NASA descubrió depósitos de amonio generalizados en la superficie de Ceres. Algunos investigadores suponen que el amonio congelado jugó un papel en la formación del planeta enano. Sin embargo, el amonio solo es estable en el sistema solar exterior, lo que indica un origen lejos del cinturón de asteroides. Sin embargo, nuevos hallazgos en el cráter Consus hablan en contra de esto.
Vulcanismo helado
Hasta hace poco, Ceres parecía haber sido escenario de un criovulcanismo único, y probablemente lo siga siendo. Los datos subyacentes fueron obtenidos por la sonda espacial Dawn de la NASA cuando estudió Ceres de cerca entre 2015 y 2018. Los datos apuntan a un pasado lleno de acontecimientos en el que Ceres cambió y evolucionó a lo largo de muchos miles de millones de años. Se pueden encontrar depósitos de sal blanquecina de color claro en varios cráteres de impacto. Los depósitos en el cráter Consus podrían indicar material rico en amonio que ha llegado a la superficie desde las profundidades del planeta enano debido al vulcanismo de Ceres. Más precisamente, los investigadores creen que los depósitos son restos de una salmuera que se ha filtrado a la superficie desde una capa líquida entre el manto y la corteza durante muchos miles de millones de años. Las imágenes y los datos de medición del cráter Consus, que el equipo ha analizado ahora con mayor detalle que nunca, muestran ahora dicho material de color amarillento. Por lo tanto, la presencia de amonio no indica necesariamente un origen en el sistema solar exterior: Ceres podría haberse formado donde orbita hoy.
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 una superficie 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 una zona ligeramente al este de este.
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.
Amonio de las profundidades
Los investigadores suponen que los componentes del amonio ya estaban contenidos en los bloques originales de construcción 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.
– El cráter Consus, de 450 millones de años de antigüedad, no es un lugar especialmente antiguo desde el punto de vista geológico, pero es una de las estructuras más antiguas que se conservan en Ceres. Gracias a su excavación profunda, nos permite acceder a procesos que tuvieron lugar en el interior de Ceres a lo largo de miles de millones de años, por lo que es una especie de ventana al pasado del planeta enano – afirma el Dr. Ranjan Sarkar, investigador del MPS y coautor del estudio.
