El planeta enano Ceres alberga regiones permanentemente sombreadas en sus regiones polares, y estas regiones son una contraparte interesante de Mercurio y la Luna. La nave espacial Dawn de la NASA ha cartografiado las zonas permanentemente sombreadas de Ceres y, gracias a la luz solar dispersa, se han descubierto depósitos brillantes en una pequeña porción de las zonas permanentemente sombreadas. Para obtener una comprensión más clara de la naturaleza de los depósitos de hielo atrapados en el frío en Ceres, investigadores del Instituto de Ciencias Planetarias y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA construyeron modelos mejorados de los cráteres que albergan la región permanentemente en sombra.

El autor principal, el investigador Dr. Norbert Schorgofer, dijo: “Para Ceres, la historia comienza en 2016, cuando la nave espacial Dawn, que estaba orbitando Ceres en ese momento, vislumbró estos cráteres permanentemente oscuros y vio brillantes depósitos de hielo en algunos de ellos. a ellos.” . En el Instituto de Ciencias Planetarias.

“Este descubrimiento en 2016 planteó un enigma: muchos cráteres en las regiones polares de Ceres permanecen a la sombra durante todo el año (lo que en Ceres dura 4,6 años terrestres) y, por lo tanto, permanecen muy fríos, pero solo unos pocos de ellos contienen depósitos de hielo”.

“Otro descubrimiento pronto proporcionó una pista de por qué: el eje de rotación de Ceres oscila hacia adelante y hacia atrás cada 24.000 años debido a las mareas del Sol y Júpiter”.

“Cuando la inclinación del eje es alta y las estaciones son fuertes, sólo unos pocos cráteres permanecen a la sombra durante todo el año, y estos son los cráteres que contienen depósitos glaciales brillantes”.

Para determinar el tamaño de las grandes sombras que existían dentro de los cráteres hace miles de años, los científicos construyeron mapas de elevación digitales y luego realizaron cálculos de trazado de rayos para reconstruir teóricamente las sombras proyectadas en el suelo de los cráteres.

Los resultados son tan fiables como los modelos de formato digital en los que se basan. Hay que tener en cuenta que los suelos de estos pozos están siempre a la sombra, por lo que no es fácil medir su profundidad.

La nave espacial Dawn de la NASA tenía una cámara altamente sensible que podía discernir puntos de referencia en los pisos en sombras de los cráteres.

Los estereogramas de áreas iluminadas por el sol se utilizan a menudo para crear mapas de elevación digitales de áreas iluminadas por el sol, pero crear un mapa de elevación de terreno sombreado es un desafío que rara vez se encuentra.

Como parte de su estudio, los autores desarrollaron una nueva técnica para reconstruir alturas incluso en partes sombreadas de un par de imágenes estéreo.

Estos mapas de elevación mejorados con trazado de rayos se pueden utilizar para predecir la extensión de áreas permanentemente frías y sombreadas.

Estos mapas más precisos arrojaron un resultado sorprendente: cuando Ceres alcanza la inclinación máxima de su eje, lo que ocurrió por última vez hace unos 14.000 años, ningún cráter en Ceres permanece permanentemente sombreado, y el hielo que hay en ellos debe haber girado rápidamente en espiral hacia el espacio.

“Esto deja sólo una explicación plausible: los depósitos glaciales deben haberse formado mucho antes”, dijo el Dr. Schorgofer.

“Los resultados indican que todos estos depósitos glaciares deben haberse acumulado durante los últimos 6.000 años o menos”.

“Dado que Ceres tiene más de 4 mil millones de años, se trata de una edad notablemente joven”.

“Ceres es un cuerpo rico en hielo, pero casi nada de este hielo está expuesto en la superficie. Los cráteres polares antes mencionados y algunos pequeños parches fuera de las regiones polares son los únicos expuestos al hielo, por lo que el hielo está en todas partes a poca profundidad. Incluso el dispositivo de impacto un poco seco puede evaporar parte de este hielo.

“Es posible que parte de un asteroide colisionara con Ceres hace unos 6.000 años, creando una atmósfera acuosa temporal”.

“Una vez creada una atmósfera de agua, el hielo se condensaría en los fríos cráteres polares, formando los depósitos brillantes que todavía vemos hoy”.

“O bien, los depósitos glaciales podrían haberse formado como resultado de avalanchas de material rico en hielo, por lo que este hielo sólo sobreviviría en cráteres fríos y sombreados”.

“En ambos casos, estos eventos fueron muy recientes en una escala de tiempo astronómica”.

Los investigadores también consideraron la posibilidad de que otros tipos de hielo, además del hielo de agua, pudieran quedar atrapados en estos cráteres inusuales de Ceres.

En la Luna, partes de los cráteres polares son tan frías que el hielo de dióxido de carbono y algunas otras especies químicas pueden persistir en ellas durante miles de millones de años.

Ceres está más lejos del Sol, por lo que se espera que sus cráteres polares sean más fríos que sus cráteres lunares.

Los científicos calcularon las temperaturas dentro de los cráteres polares de Ceres, algo que nunca antes se había hecho.

La respuesta fue sorprendente: aunque estos cráteres son lo suficientemente fríos como para contener agua helada, son demasiado calientes para contener otros tipos comunes de hielo. Hay dos situaciones que contribuyen a esto.

Primero, la inclinación del eje de Ceres, actualmente de 4 grados, es mayor que los 1,5 grados de la Luna, por lo que más bordes del cráter están iluminados por la luz solar y más luz se dispersa por el suelo del cráter.

En segundo lugar, Ceres simplemente no tiene cráteres permanentemente en sombra cerca del polo norte, a diferencia de la Luna, donde un cráter está situado casi exactamente en el polo sur.

Por estas razones, las temperaturas en Ceres no son tan bajas como en partes de la superficie de la luna.

El Dr. Schorgofer dijo: “Cualquiera que sea la historia de los depósitos glaciares, fue el resultado de acontecimientos no mucho más antiguos que la civilización humana”.

el los resultados aparece en Revista de ciencia planetaria.

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Norbert Schorgofer et al. 2024. Historia de las trampas de frío Ceres basada en modelos de formas refinadas. planeta. Ciencia ficción. C 5 (99); doi: 10.3847/PSJ/ad3639