La nave espacial Dawn de la NASA brindó a los científicos vistas extraordinarias en primer plano del planeta enano Ceres, que se encuentra en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Para cuando la misión terminó en Octubre de 2018, el orbitador se había sumergido a menos de 35 kilómetros sobre la superficie, revelando detalles nítidos de las misteriosas regiones brillantes por las que Ceres se había hecho conocido.

Los científicos habían descubierto que las áreas brillantes eran depósitos compuestos principalmente de carbonato de sodio, un compuesto de sodio, carbono y oxígeno. Es probable que provengan de un líquido que se filtró hasta la superficie y se evaporó, dejando una costra de sal altamente reflectante. Pero lo que aún no habían determinado era de dónde provenía ese líquido.

Al analizar los datos recopilados cerca del final de la misión, los científicos de Dawn han concluido que el líquido proviene de un depósito profundo de salmuera o agua enriquecida con sal. Al estudiar la gravedad de Ceres, los científicos aprendieron más sobre la estructura interna del planeta enano y pudieron determinar que el depósito de salmuera tiene aproximadamente 40 kilómetros de profundidad y cientos de kilómetros de ancho.

Ceres no se beneficia del calentamiento interno generado por interacciones gravitacionales con un planeta grande, como es el caso de algunas de las lunas heladas del sistema solar exterior. Pero la nueva investigación, que se centra en el cráter Occator de 92 kilómetros de ancho de Ceres, hogar de las áreas brillantes más extensas, confirma que Ceres es un mundo rico en agua como estos otros cuerpos helados.

"Dawn logró mucho más de lo que esperábamos cuando se embarcó en su extraordinaria expedición extraterrestre", dijo el director de la misión Marc Rayman del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. "Estos nuevos y emocionantes descubrimientos del final de su larga y productiva misión son un maravilloso tributo a este extraordinario explorador interplanetario".

Resolviendo el Misterio Brillante

Mucho antes de que Dawn llegase a Ceres en 2015, los científicos habían notado regiones brillantes difusas con telescopios, pero se desconocía su naturaleza. Desde su órbita cercana, Dawn capturó imágenes de dos áreas distintas y altamente reflectantes dentro del cráter Occator, que posteriormente se llamaron Cerealia Facula y Vinalia Faculae.

Los científicos sabían que los micrometeoritos frecuentemente golpean la superficie de Ceres, la desbastan y dejan escombros. Con el tiempo, ese tipo de acción debería oscurecer estas áreas brillantes. Entonces, su brillo indica que probablemente sean jóvenes. Tratar de comprender la fuente de las áreas y cómo el material podría ser tan nuevo fue el enfoque principal de la misión extendida final de Dawn, de 2017 a 2018.

La investigación no solo confirmó que las regiones brillantes son jóvenes, algunas tienen menos de 2 millones de años; también encontró que la actividad geológica que impulsa estos depósitos podría estar en curso. Esta conclusión dependió de que los científicos hicieran un descubrimiento clave: compuestos de sal (cloruro de sodio unido químicamente con agua y cloruro de amonio) concentrados en Cerealia Facula.

 

En la superficie de Ceres, las sales que contienen agua se deshidratan rápidamente, en cientos de años. Pero las mediciones de Dawn muestran que todavía tienen agua, por lo que los fluidos deben haber llegado a la superficie muy recientemente. Esto es evidencia tanto de la presencia de líquido debajo de la región del cráter Occator como de la transferencia continua de material desde el interior profundo a la superficie.

Los científicos encontraron dos vías principales que permiten que los líquidos lleguen a la superficie. "Para el gran depósito en Cerealia Facula, la mayor parte de las sales se suministraron desde un área fangosa justo debajo de la superficie que se derritió por el calor del impacto que formó el cráter hace unos 20 millones de años", dijo la investigadora principal de Dawn, Carol Raymond. "El calor del impacto disminuyó después de unos pocos de millones de años; sin embargo, el impacto también creó grandes fracturas que podrían alcanzar el depósito profundo y de larga duración, permitiendo que la salmuera continúe filtrándose a la superficie".

Geología Activa: Reciente e Inusual

En nuestro sistema solar, la actividad geológica helada ocurre principalmente en lunas heladas, donde es impulsada por sus interacciones gravitacionales con sus planetas. Pero ese no es el caso con el movimiento de salmueras a la superficie de Ceres, lo que sugiere que otros cuerpos grandes ricos en hielo que no son lunas también podrían estar activos.

Alguna evidencia de líquidos recientes en el cráter Occator proviene de los depósitos brillantes, pero otras pistas provienen de una variedad de colinas cónicas interesantes que recuerdan a los pingos de la Tierra: pequeñas montañas de hielo en regiones polares formadas por agua subterránea presurizada congelada. Tales características se han detectado en Marte, pero su descubrimiento en Ceres marca la primera vez que se han observado en un planeta enano.

A mayor escala, los científicos pudieron mapear la densidad de la estructura de la corteza de Ceres en función de la profundidad, una novedad en un cuerpo planetario rico en hielo. Usando medidas de gravedad, encontraron que la densidad de la corteza de Ceres aumenta significativamente con la profundidad, mucho más allá del simple efecto de la presión. Los investigadores infirieron que al mismo tiempo que el embalse de Ceres se congela, la sal y el lodo se incorporan a la parte inferior de la corteza.

Dawn es la única nave espacial en orbitar dos destinos extraterrestres, Ceres y el asteroide gigante Vesta, gracias a su eficiente sistema de propulsión de iones. Cuando Dawn usó su último combustible clave, la hidracina, para un sistema que controla su orientación, no pudo apuntar a la Tierra para las comunicaciones ni apuntar sus paneles solares al Sol para producir energía eléctrica. Debido a que se descubrió que Ceres tenía materiales orgánicos en su superficie y líquido debajo de la superficie, las reglas de protección planetaria requerían que Dawn se colocara en una órbita de larga duración que evitase que impactara en el planeta enano durante décadas.