Ceres puede ser un prometedor candidato en la búsqueda de signos de vida antigua
Aunque es solo uno de los millones de objetos del cinturón de asteroides, Ceres es especial. Es el objeto más grande de ese grupo, con un diámetro de unos 940 kilómetros, lo que representa aproximadamente un tercio de la masa total del cinturón.
Y aunque la mayoría de los asteroides más pequeños tienen una forma irregular, Ceres es casi esférico, tras haber absorbido todo el material en su entorno orbital. Esta combinación de gran tamaño y forma redonda llevó a los astrónomos a reclasificarlo como un planeta enano.
Ceres no es una roca sin rasgos distintivos. Presenta paisajes característicos de planetas, incluyendo cráteres, fosos, domos, laderas formadas por deslizamientos de tierra e incluso volcanes. Un excelente ejemplo es Ahuna Mons, una estructura de 4 kilómetros de altura con forma de domo creada por el vulcanismo propio de Ceres, que implica lodos de hielo fundido frío en lugar de magma.
Las laderas de Ahuna Mons son lisas y prácticamente sin cráteres, lo que indica una erupción relativamente reciente. Toda esta compleja y variada geología refuerza la idea de que Ceres se parece menos a un asteroide y más a un planeta, uno que hace mucho tiempo pudo haber albergado vida.
Ceres tuvo un momento de protagonismo hace una década, cuando la sonda Dawn de la NASA realizó una prolongada visita. Dawn entró en órbita alrededor de Ceres el 6 de marzo de 2015 y mantuvo sus observaciones hasta 2018, cuando se quedó sin combustible de maniobra. Gracias a las imágenes de primer plano y otros datos tomados durante esa misión, sabemos que la composición de la superficie de Ceres es bastante uniforme y que están muy extendidos los silicatos de amoníaco y magnesio, así como los carbonatos. Estos están mezclados con un componente oscuro, que se cree que incluye material del subsuelo excavado por impactos de meteoritos.
Dawn también identificó sales y hielo de agua en la superficie de Ceres, y muchas de las características geológicas observadas en las imágenes indican que en el pasado el agua alteró todo el planeta enano. También se detectó material orgánico, aunque no está claro si es autóctono o proviene de asteroides cercanos.
Imagen: Esquema de estructuras simuladas de la corteza. a) Una corteza uniforme de 40 km de espesor. b) Una corteza de dos capas, donde la capa superior es más helada que la inferior. Cada capa tiene 20 km de espesor en nuestras simulaciones. c) La corteza gradacional, en la que el contenido de hielo disminuye linealmente con la profundidad. La corteza uniforme en a debería ser más rica en impurezas que la capa superior y más rica en hielo que la capa inferior de b para que ambos escenarios coincidan con las inversiones gravitacionales de Dawn. El gradiente de composición en c depende del contenido de hielo en el subsuelo cercano para coincidir con las inversiones gravitacionales. Crédito: Nature Astronomy https://www.nature.com/articles/s41550-024-02350-4
Los datos de Dawn mostraron que la densidad de Ceres es bastante baja, lo que sugiere un alto contenido general de agua (en lugar de roca). Sin embargo, esto parecía incoherente con la ausencia general de cráteres superficiales y la observación de que los cráteres profundos están muy bien conservados. Recientemente Ian Pamerleau y colegas de la Universidad de Purdue y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, encontramos una solución a este aparente misterio.
La velocidad a la que fluiría una mezcla de hielo y roca durante una erupción volcánica o el impacto de un cráter en Ceres depende en gran medida de la pureza de la mezcla y su temperatura. Las simulaciones realizadas por el grupo de Pamerleau demostraron que la corteza podría fluir muy lentamente, por lo que los cráteres no parecerían cambiar mucho a lo largo de miles de millones de años. Las simulaciones, combinadas con los datos del cráter, indican una corteza con un 90 % de hielo cerca de la superficie, cuyo contenido de hielo disminuye gradualmente hasta una profundidad de 117 kilómetros. Debajo de esa profundidad, se encuentra roca sólida.
La implicación es que Ceres alguna vez tuvo un océano fangoso que se congeló de arriba hacia abajo, hasta que toda el agua líquida se convirtió en hielo. Eso haría que Ceres fuera similar en muchos aspectos a la luna Europa de Júpiter, con la excepción de que su océano se congeló completamente con el tiempo, mientras que las fuerzas de marea entre Júpiter y todas sus grandes lunas calientan el interior de sus lunas heladas lo suficiente como para mantener líquidos sus océanos.
Imagen: Cráter simulado de 12 km de diámetro que muestra desplazamiento vertical. Esta simulación se ejecutó en una corteza de hielo (Figura 1a) uniformemente compuesta por el 90% en el ecuador y muestra un desplazamiento vertical total después de 1 Gyr de relajación. Las líneas negras son el estado inicial de la simulación y el color sólido muestra el estado final de la simulación. En este caso, el cráter solo se ha reducido en unos 70 m desde una profundidad inicial de 2400 m (como se ve en el color sólido en el centro del cráter ligeramente desplazado de la línea negra), para un porcentaje de relajación de <4 %. Crédito: Nature Astronomy https://www.nature.com/articles/s41550-024-02350-4
¿Por qué importa todo esto? Porque donde hay (o había) agua, puede haber vida. Esto es especialmente cierto en Europa, donde se cree que el manto rocoso está en contacto directo con agua líquida, lo que proporciona los elementos necesarios para el surgimiento de la biología.
Dentro de los mundos oceánicos helados, podrían existir entornos similares a las fuentes hidrotermales de los fondos oceánicos de la Tierra, que proporcionan energía y nutrientes para sustentar la vida. Incluso la presencia de entornos similares a los de la "Ciudad Perdida", donde pudo haberse originado la vida en la Tierra, es factible en algunos de estos mundos.
Sin embargo, los astrobiólogos debaten si la vida requiere que una superficie planetaria esté en contacto con una atmósfera, lo que permite ciclos de humectación-secado y congelación-descongelación. El estudio de mundos oceánicos extraterrestres debería ayudarnos a comprender mejor las complejas, y posiblemente diversas, vías del origen de la vida en otras partes del universo.
Sin embargo, algo que no deberíamos esperar es encontrar hoy vida en Ceres. Cualquier océano subterráneo, si alguna vez existió, está ahora completamente congelado. Pero un océano "sucio", con su alto contenido de lodo y minerales, bien podría haber dado origen a la biología en un pasado remoto.
De hecho, las propiedades catalizadoras de ciertos minerales arcillosos, presentes en Ceres, podrían haber sido esenciales para la vida primitiva. Aún se pueden observar restos del antiguo océano de Ceres en algunas de las manchas brillantes de su superficie, y deberíamos tomar muestras de ellas en el futuro. Afortunadamente, los fósiles, incluso los microscópicos, tienden a conservarse relativamente bien en el hielo.
Por todas estas razones, Ceres podría ascender en la lista de objetivos atractivos para futuras exploraciones. Europa y Encélado, la luna de Saturno, siguen encabezando la lista, pero el océano de Europa está encerrado bajo kilómetros de hielo, y Encélado está muy lejos. Ceres es el mundo oceánico helado más cercano a nosotros y podría ser más fácil de explorar. No lo olvidemos.
La investigación se ha publicado en Nature Astronomy: An ancient and impure frozen ocean on Ceres implied by its ice-rich crust
