Un investigador postdoctoral de la NASA en el Southwest Research Institute ha utilizado modelos avanzados que indican que la formación de Plutón y Caronte puede haber sido paralela al sistema Tierra-Luna. Ambos sistemas contienen una luna que es una gran fracción del tamaño del cuerpo principal, a diferencia de otras lunas del Sistema Solar. A pesar de estar ubicado en el borde helado del Sistema Solar, este escenario podría respaldar la geología activa de Plutón y un posible océano subterráneo.
“Creemos que el sistema Tierra-Luna comenzó cuando un objeto del tamaño de Marte chocó con la Tierra y poco después condujo a la formación de nuestra gran luna”. Naturaleza Geociencia. “En comparación, Marte tiene dos pequeñas lunas que parecen patatas, mientras que las lunas de los planetas gigantes constituyen una pequeña fracción de su sistema total”.
En 2005, el Dr. Robin Knapp, vicepresidente de SwRI, presentó muestras que mostraban por primera vez que el par Plutón-Caronte podría haberse formado a partir de una colisión masiva. Sin embargo, estos primeros modelos simplificados trataban el material en colisión como un fluido sin fuerza. En los últimos cinco años, los avances en los modelos de formación de impactos han incluido las propiedades de resistencia de los materiales. Al integrar esta información en la simulación, Plutón se comporta como si una parte rocosa estuviera cubierta de hielo, lo que cambia significativamente el resultado.
“En modelos anteriores, cuando el proto-Caronte choca con el proto-Plutón, se produce un efecto de corte masivo de fluidos que parece dos gotas en una lámpara de lava que se doblan entre sí y colapsan”, dijo. “El aumento de las propiedades estructurales permite que la fricción distribuya la velocidad del impacto, lo que lleva a un régimen de ‘rebote y atrapa'”.
Cuando Plutón y Caronte chocan, se quedan unidos formando un muñeco de nieve. Orbitan como un solo cuerpo hasta que Plutón empuja a Caronte a una órbita estable.
“La mayoría de las colisiones cósmicas son lo que llamamos atropellos y huidas, cuando un impactador golpea un planeta y continúa”, continuó Denton. “O un impactador golpea un planeta y se fusionan, lo que se llama colisión y fusión. Para el sistema Plutón-Caronte, tenemos un nuevo modelo en el que dos cuerpos chocan y luego se pegan. Van pero no se fusionan porque se comportan como roca y hielo.”
Plutón y Caronte probablemente intercambiaron algo de material entre sí, pero no perdieron mucho material en el Sistema Solar. Plutón es más grande y comenzó y terminó con más roca que hielo, mientras que Caronte es más pequeño y tiene aproximadamente un 50% de roca y un 50% de hielo. Los cuerpos conservan su integridad estructural y eventualmente se separan, posiblemente preservando las estructuras antiguas de ambos cuerpos, que se formaron inicialmente en el Cinturón de Kuiper. Las estructuras internas pueden ser bastante antiguas.
“Y este escenario de colisión apoya la formación de otras lunas, como los otros cuatro satélites pequeños y grumosos de Plutón”, dijo.
Este nuevo modelo nos dice cómo ocurrió el impacto, pero no cuándo, lo cual es importante, especialmente porque se cree que Plutón es geológicamente activo y puede tener un océano líquido debajo de su superficie helada.
“Si Plutón realmente comenzó en frío, lo que tiene más sentido desde la perspectiva de la evolución del sistema solar, entonces impactos gigantes y fuerzas de marea posteriores habrían seguido su separación de una línea oceánica”, dijo Denton. “Y eso tiene implicaciones bastante grandes para el Cinturón de Kuiper en su conjunto, porque ocho de los 10 objetos más grandes en el Cinturón de Kuiper son similares a Plutón y Caronte.
