En 2015, la sonda New Horizons de la NASA capturó Caronte en alta resolución. La imagen combina imágenes azules, rojas e infrarrojas tomadas por su cámara MVIC (Imagen Visual Multiespectral). La paleta de colores de Caronte no es tan diversa como la de Plutón. Lo más llamativo es la región polar, el rojo (arriba) extraoficialmente llamado Macula Mordor. Esta imagen resuelve detalles tan pequeños como 1,8 millas (2,9 kilómetros).
Crédito: NASA / JHUAPL / SwRI
Este artículo presenta Caronte, la luna más grande de Plutón, con un diámetro de 1.212 km (más de la mitad que Plutón) y una masa de aproximadamente 12% de la de Plutón. Su superficie está compuesta principalmente de hielo de agua con trazas de amoníaco hidratado. Presenta relieves espectaculares, como el cañón Serenity Chasma (1.000 km de largo, 9 km de profundidad) y la Mordor Macula (región rojiza de tolinas). Caronte y Plutón están en rotación síncrona (período de 6,387 días), y el baricentro del sistema está situado fuera de Plutón, formando un sistema binario único. Su origen sería un impacto gigante, y muestra signos de actividad tectónica y criovulcanismo pasado. La misión New Horizons (2015) reveló estas características.
Caronte es la luna más grande de Plutón, descubierta en 1978 por el astrónomo James Christy. Con un diámetro de aproximadamente 1.212 km (más de la mitad del de Plutón) y una masa que representa el 12% de la de Plutón, es una de las lunas más grandes en relación con su planeta en el Sistema Solar. Su superficie está compuesta principalmente de hielo de agua con trazas de amoníaco hidratado, en contraste con Plutón, que contiene más hielos volátiles (nitrógeno, metano). La geología de Caronte es variada: incluye el cañón Serenity Chasma (1.000 km de largo, 9 km de profundidad), montañas, llanuras y cráteres. Una región rojiza en el polo norte, llamada Mordor Macula, está compuesta de tolinas (compuestos orgánicos complejos). Estas tolinas provienen de un mecanismo único en el Sistema Solar: el metano que escapa de la atmósfera de Plutón es capturado por la gravedad de Caronte, se condensa en los polos durante sus inviernos muy largos y luego se transforma en tolinas por irradiación. Caronte y Plutón están en rotación síncrona: siempre se enfrentan el uno al otro. Su baricentro (centro de masa común) está fuera de Plutón, lo que hace que este dúo sea un sistema binario único en el Sistema Solar. Caronte probablemente nació de un impacto gigante entre Plutón y otro objeto del Cinturón de Kuiper, y muestra signos de actividad tectónica y criovulcanismo pasado, con un probable océano subterráneo ahora congelado. La misión New Horizons (2015) revolucionó nuestro conocimiento de esta luna fascinante.
Caronte presenta varias características sorprendentes y únicas. Caronte tiene un diámetro de aproximadamente 1.212 kilómetros, un poco más de la mitad del diámetro de Plutón. Es una de las lunas más grandes en relación con el tamaño de su planeta en el Sistema Solar. La masa de Caronte es de aproximadamente 1,586 × 1021 kilogramos, lo que representa alrededor del 12% de la masa de Plutón.
Esta masa y diámetro le dan a Caronte una densidad promedio de aproximadamente 1,70 g/cm3, significativamente menor que la de Plutón (≈1,85 g/cm3). Esta diferencia indica que Caronte es proporcionalmente más rica en hielo: su composición interna se estima en aproximadamente 55% de rocas silicatadas y 45% de hielo (principalmente agua), en comparación con aproximadamente 70% de rocas para Plutón. Esta diferencia de composición es una pista importante sobre las condiciones de formación de Caronte.
La superficie de Caronte está compuesta principalmente de hielo de agua, con trazas de amoníaco hidratado y posiblemente hielo de metano. Esta composición difiere de la de Plutón, que contiene más hielos volátiles como nitrógeno, metano y monóxido de carbono.
La superficie de Caronte se caracteriza por cañones profundos, montañas, llanuras y cráteres. Una de las características más notables es el cañón del valle de Serenity, que tiene una longitud de aproximadamente 1.000 kilómetros y una profundidad de hasta 9 kilómetros.
El polo norte de Caronte presenta una región rojiza llamada Mordor Macula. Esta coloración probablemente se deba a la presencia de tolinas, compuestos orgánicos complejos formados por la irradiación de hielos de metano.
El proceso detrás de la Mordor Macula es único en el Sistema Solar conocido: se trata de una transferencia de material atmosférico de un cuerpo a otro, sin que el cuerpo receptor tenga su propia atmósfera. Este mecanismo fue detallado en 2016 por el equipo de Will Grundy (Observatorio Lowell, misión New Horizons) a partir de los datos del sobrevuelo de 2015.
La delgada atmósfera de Plutón, compuesta principalmente de nitrógeno y metano, escapa continuamente al espacio. Aunque el nitrógeno es el gas dominante, el metano, más ligero, escapa aproximadamente 500 veces más rápido. A una distancia de aproximadamente 19.600 km, la gravedad de Caronte intercepta una pequeña fracción de este flujo de metano.
El sistema Plutón-Caronte tarda 248 años en orbitar alrededor del Sol, y su eje está muy inclinado. Esto resulta en estaciones extremas en los polos de Caronte: más de un siglo terrestre de noche continua, alternando con más de un siglo de día continuo. Durante estos largos inviernos polares, la temperatura de la superficie desciende a solo unos grados por encima del cero absoluto (aproximadamente -257 °C), un frío suficiente para que el metano capturado se condense y deposite directamente como hielo ("atrapamiento en frío" o cold-trapping).
Una vez depositado, este metano congelado está expuesto a la radiación ultravioleta solar y a los rayos cósmicos. Esta irradiación rompe las moléculas de metano y promueve su recombinación en macromoléculas orgánicas complejas, las tolinas, cuyo color rojizo-marrón característico le da a la región polar su aspecto tan particular. Cuando las estaciones cambian y el polo en cuestión vuelve a la luz, los hielos volátiles aún presentes se subliman y regresan al espacio, pero las tolinas, no volátiles, permanecen atrapadas en la superficie y se acumulan a lo largo de los ciclos estacionales sucesivos.
Nota:
Este modelo también explica por qué la Mordor Macula está concentrada en los polos en lugar de estar distribuida por toda la superficie de Caronte: solo las regiones polares alcanzan, durante su invierno, temperaturas lo suficientemente bajas como para atrapar el metano de manera permanente. Observaciones de "Pluto-shine" (luz solar reflejada por Plutón) sugieren que existe un segundo depósito similar en el polo sur de Caronte, que estaba en la oscuridad durante el sobrevuelo de New Horizons en julio de 2015.
Ya en 2007, observaciones desde tierra (telescopio Gemini) habían detectado depósitos de hielo cristalino y hidratos de amoníaco en la superficie de Caronte. Dado que la radiación solar normalmente degrada este tipo de hielo a una forma amorfa en decenas de miles de años, su presencia en forma cristalina sugería un depósito reciente, inicialmente atribuido a una actividad criovolcánica pasada (eyección de agua, amoníaco o metano desde el interior, congelándose rápidamente en la superficie).
Sin embargo, el sobrevuelo de New Horizons en 2015 no reveló ningún criovolcán o géiser activo. Investigaciones posteriores también han cuestionado el origen criovolcánico de estos depósitos cristalinos, y algunos investigadores proponen en su lugar una renovación pasiva del hielo y el amoníaco desde el subsuelo, sin erupciones propiamente dichas. Por lo tanto, la hipótesis criovolcánica sigue siendo debatida en lugar de establecida.
Caronte muestra signos de actividad tectónica, con fallas y grietas que indican que su corteza ha sido fracturada por fuerzas internas. Esto podría ser el resultado de la contracción de su océano subterráneo congelado o del enfriamiento y contracción del interior.
Caronte y Plutón están en rotación síncrona, lo que significa que siempre presentan la misma cara el uno al otro. El período orbital de Caronte alrededor de Plutón es de 6,387 días terrestres, lo que también corresponde al período de rotación de Caronte.
Debido al tamaño relativamente grande de Caronte en comparación con Plutón, el centro de masa del sistema Plutón-Caronte (el baricentro) se encuentra fuera de Plutón. Esto lo convierte en un sistema binario único en el Sistema Solar.
Es probable que Caronte se formara como resultado de un impacto gigante entre Plutón y otro objeto del Cinturón de Kuiper. Los escombros de esta colisión se habrían acrecentado para formar Caronte.
Caronte pudo haber tenido un océano subterráneo de agua líquida, mantenido por el calor generado por la desintegración de elementos radiactivos. Con el tiempo, este océano se habría congelado, contribuyendo a las características geológicas actuales de la luna.
A diferencia de Plutón, Caronte no posee una atmósfera significativa. Cualquier atmósfera inicialmente presente probablemente habría sido demasiado débil para persistir en las condiciones de frío extremo y baja gravedad de Caronte.
NASA Science – Caronte
Nature – La formación de los polos rojos de Caronte a partir de volátiles atrapados en frío estacionalmente (Grundy et al., 2016)
arXiv – El sistema de Plutón después de New Horizons (Stern et al., 2018)
Johns Hopkins APL – Misión New Horizons
Wikipedia (EN) – Caronte (luna)
Encyclopædia Britannica – Caronte
Nature – La formación de los polos rojos de Caronte a partir de volátiles atrapados en frío estacionalmente (Grundy et al., 2016)
Caronte es la luna más grande de Plutón. Fue descubierta en 1978 por el astrónomo estadounidense James Christy, mientras analizaba fotografias de Plutón tomadas en el Observatorio Naval de los Estados Unidos. Notó un pequeño abultamiento en el borde de Plutón, que resultó ser una luna. Caronte fue nombrada en honor al barquero del inframundo en la mitología griega.
Caronte es excepcionalmente grande en comparación con Plutón. Su diámetro de aproximadamente 1.212 km es más de la mitad del de Plutón (2.377 km). Su masa representa aproximadamente el 12% de la de Plutón. Esta proporción es única en el Sistema Solar, lo que hace que el sistema Plutón-Caronte sea un sistema binario: el centro de masa (baricentro) se encuentra fuera de Plutón.
La superficie de Caronte está compuesta principalmente de hielo de agua, con trazas de amoníaco hidratado y posiblemente hielo de metano. Esta composición difiere de la de Plutón, que contiene más hielos volátiles (nitrógeno, metano, monóxido de carbono). La superficie presenta cañones profundos (Serenity Chasma, de hasta 9 km de profundidad), montañas, llanuras y cráteres. En el polo norte, la Mordor Macula es una región rojiza debido a la presencia de tolinas, compuestos orgánicos complejos formados por la irradiación de hielos de metano.
El sistema Plutón-Caronte es un sistema binario porque el baricentro (centro de masa común) se encuentra fuera de Plutón, a unos 960 km de su superficie. Esto significa que tanto Plutón como Caronte orbitan alrededor de este punto común en un baile gravitacional único. Además, están en rotación síncrona: siempre presentan la misma cara el uno al otro, lo cual también es el caso de Plutón con respecto a Caronte. Su período orbital común es de 6,387 días terrestres.
La hipótesis más probable para la formación de Caronte es un impacto gigante entre Plutón y otro objeto del Cinturón de Kuiper de tamaño comparable. Esta colisión habría eyectado escombros que luego se acretaron para formar Caronte. Este escenario es similar al de la formación de la Luna terrestre. Las diferencias de composición entre Plutón y Caronte (Caronte es más rica en hielo de agua, Plutón es más rica en volátiles) respaldan esta hipótesis.
Sí, Caronte muestra signos de actividad geológica pasada:
• Actividad tectónica: Fallas, grietas y cañones (Serenity Chasma) indican que la corteza ha sido fracturada, probablemente debido a la contracción interna (enfriamiento y congelación de un océano subterráneo).
• Indicios de criovulcanismo: Los criovolcanes (volcanes de hielo) podrían haber eyectado agua, amoníaco o metano que se congelaron rápidamente en el espacio frío.
• Océano subterráneo pasado: Caronte pudo haber albergado un océano de agua líquida mantenido por el calor radiactivo, ahora congelado, lo que contribuyó a su relieve actual.
Caronte no tiene una atmósfera propia capaz de producir tolinas por sí misma. El metano proviene de la atmósfera de Plutón: una pequeña fracción del gas que escapa de ella es capturada por la gravedad de Caronte, a unos 19.600 km de distancia, con el metano escapando aproximadamente 500 veces más rápido que el nitrógeno, que es el gas dominante en la atmósfera de Plutón. Este metano luego se condensa en los polos de Caronte durante inviernos extremadamente largos, que superan un siglo terrestre debido a la lenta revolución del par Plutón-Caronte alrededor del Sol (248 años) y su inclinación. La radiación ultravioleta y cósmica transforma este metano congelado en tolinas rojizas, que permanecen atrapadas en la superficie incluso cuando los hielos volátiles circundantes se subliman. Este fenómeno de "pintura" de un cuerpo por la atmósfera de otro es único en el Sistema Solar conocido.
La sonda New Horizons (NASA) sobrevoló Plutón y Caronte en 2015, revolucionando nuestro conocimiento sobre Caronte. Reveló:
• La topografía detallada de Caronte, con cañones (Serenity Chasma) de hasta 9 km de profundidad y montañas.
• La composición de la superficie, dominada por hielo de agua, con trazas de amoníaco.
• La Mordor Macula, una región rojiza en el polo norte, compuesta de tolinas (compuestos orgánicos complejos).
• Signos de tectónica y criovulcanismo pasado.
• La ausencia de una atmósfera significativa en Caronte, a diferencia de Plutón.
• Información precisa sobre el sistema binario y la dinámica orbital.
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