Hace unos 4.500 millones de años, al planeta enano Plutón se le unió repentinamente un compañero. Durante un período de tiempo muy breve, tal vez solo unas horas, bailaron tomados del brazo antes de separarse suavemente, un gran do-si-do que resultó en que Plutón y su quinteto de lunas orbitaran juntos alrededor del sol hoy.
Los astrónomos se han preguntado durante mucho tiempo cómo Caronte, la mayor de estas lunas, llegó a orbitar a Plutón. Un artículo publicado en la revista el lunes. Geociencias naturales describió una posible secuencia de eventos que podrían resolver la pregunta.
“La razón por la que Plutón y Caronte son tan interesantes es porque Caronte tiene un tamaño del 50 por ciento del tamaño de Plutón”, dijo Adeene Denton, científica planetaria de la Universidad de Arizona que dirigió el estudio. “El único sistema comparable es la Tierra y su luna”.
Caronte tiene aproximadamente 750 millas de diámetro, mientras que Plutón tiene casi 1.500 millas de diámetro. Esta relación de tamaño sugiere que una serie de escenarios explicativos convencionales para la formación de la luna son poco probables, incluidas las teorías de que Caronte se formó a partir de escombros alrededor de Plutón o fue capturado por su atracción gravitacional. ¿Podría la existencia de Caronte explicarse por el tipo de colisión que se cree que formó la luna de la Tierra?
Debido al tamaño de Plutón y Caronte, es difícil entender por qué “no se fusionaron como dos gotas de líquido”, que es el resultado más probable de un escenario tan explosivo, dijo Erik Asphaug, también científico planetario de la Universidad de Arizona y coautor del artículo de estudio.
Plutón y Caronte están ubicados en una región del sistema solar exterior más allá de Neptuno llamada Cinturón de Kuiper, lo que los hace muy rocosos y helados. Al incorporar estas propiedades en su modelo, el equipo de investigación desarrolló un escenario en el que los dos cuerpos chocaban y se entrelazaban sin fusionarse.
Si Caronte hubiera golpeado a Plutón a una velocidad relativamente tranquila de aproximadamente 2.000 millas por hora -diez veces más lento que el impacto de formación de la luna de la Tierra- los dos habrían permanecido en contacto durante unas diez horas antes de separarse gradualmente pero permanecer juntos. Los investigadores describieron este encuentro como un “beso y captura”.
La dureza de los dos cuerpos impidió que se rompieran, dijo el Dr. Dentón.
En ese momento, Plutón giraba una vez cada tres horas (la duración de un día en Plutón hoy es de alrededor de 150 horas), por lo que los dos habrían girado tres veces alrededor de su propio eje cuando se combinaran. El momento angular de Plutón en rotación habría empujado lentamente a Caronte pero, lo que es más importante, lo habría dejado atrapado en la órbita de Plutón.
Bill McKinnon, científico planetario de la Universidad de Washington en St. Louis, dijo que tal escenario “tiene sentido” dada la gran cantidad de objetos que se cree que flotan alrededor del Cinturón de Kuiper en el sistema solar primitivo. “La captura de colisiones es probablemente un proceso común”, dijo, y también se sospecha que hay muchos otros objetos binarios grandes en el cinturón de Kuiper.
El impacto habría causado que “esencialmente toda la superficie de Plutón resurgiera”, dijo el Dr. Denton, y Caronte perdió la mayor parte del hielo de su superficie en beneficio de su compañero. “El impacto es un reinicio geológico del sistema”, añadió.
También puede haber llevado a la formación de las otras cuatro lunas conocidas de Plutón: Nix, Styx, Kerberos e Hydra, que son pequeñas en comparación con Caronte y fueron vislumbradas cuando la nave espacial New Horizons de la NASA pasó cerca de Plutón en 2015.
El modelo del equipo podría proporcionar una nueva explicación de cómo algunas lunas terminan orbitando otros mundos. “Le da a la física un nuevo giro”, dijo el Dr. Asfaug. “Teníamos la idea de que la fuerza no importaba en las colisiones. Necesitamos repensar esta suposición, incluso en lo que respecta a la formación de nuestra luna”.
Una mirada más cercana a Plutón podría decirnos si su danza cósmica realmente ocurrió, aunque probablemente pasará mucho tiempo antes de que otra nave espacial visite el planeta enano.
“Si Caronte depositó parte de su roca en Plutón, se podría saber a partir de los datos de gravedad”, dijo el Dr. Dentón. “Desafortunadamente, tendríamos que regresar a Plutón para probar esto”.
