Sputnik Planitia

Sputnik Planitia / ˈ s p ʌ t n ɪ k p l ə ˈ n ɪ ʃ i ə , ˈ s p ʊ t -/ (anteriormente Sputnik Planum ) ^{[ 4 ]} es una gran cuenca parcialmente glaciada en Plutón . Aproximadamente 1400 por 1200 km (870 por 750 mi) de tamaño, ^{[ 3 ]} Sputnik Planitia está parcialmente sumergida en grandes y brillantes glaciares de hielo de nitrógeno . Nombrada en honor al primer satélite artificial de la Tierra, Sputnik 1 , constituye el lóbulo occidental de la región de Tombaugh con forma de corazón . Sputnik Planitia se encuentra principalmente en el hemisferio norte, pero se extiende a través del ecuador. Gran parte de ella tiene una superficie de polígonos irregulares separados por valles, interpretados como celdas de convección en el hielo de nitrógeno relativamente blando. Los polígonos tienen un promedio de aproximadamente 33 km (21 mi) de diámetro. ^{[ 5 ]} En algunos casos, las depresiones están pobladas por montañas o colinas en bloques, o contienen material más oscuro. ^{[ 6 ]} Parece haber vetas de viento en la superficie con evidencia de sublimación . ^{[ 7 ] [ 8 ]} Las vetas oscuras tienen unos pocos kilómetros de largo y están todas alineadas en la misma dirección. ^{[ 6 ]} La planitia también contiene fosas aparentemente formadas por sublimación. ^{[ 6 ]} New Horizons no pudo detectar cráteres , lo que implica una superficie de menos de 10 millones de años. ^{[ 9 ]} El modelado de la formación de fosas de sublimación produce una estimación de la edad de la superficie de    180 000 +90 000 −40 000 años. ^{[ 10 ]} Cerca del margen noroeste hay un campo de dunas transversales (perpendiculares a las corrientes de viento), espaciadas entre 0,4 y 1  km, que se cree que están compuestas de partículas de hielo de metano de 200-300 μm de diámetro derivadas de los cercanos Montes Al-Idrisi . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

Se cree que el hielo que compone la cuenca consiste principalmente en hielo de nitrógeno , con fracciones menores de hielo de monóxido de carbono y metano, aunque las proporciones relativas son inciertas. ^{[ 13 ]} A la temperatura ambiente de Plutón de 38 K (−235,2 °C; −391,3 °F) , los hielos de nitrógeno y monóxido de carbono son más densos y mucho menos rígidos que el hielo de agua, lo que hace posibles flujos similares a los glaciares; el hielo de nitrógeno es el más volátil. ^{[ 5 ]} El hielo de nitrógeno de la cuenca descansa sobre la corteza de Plutón compuesta principalmente de hielo de agua mucho más rígido. ^{[ 14 ]}   

Sputnik Planitia probablemente se originó como una cuenca de impacto que posteriormente acumuló hielos volátiles . ^{[ 5 ]} El tamaño del hipotético impactador se ha estimado en 150–300  km. ^{[ 1 ]} Alternativamente, se ha sugerido que la acumulación de hielos en esta ubicación deprimió la superficie allí, lo que llevó a la formación de una cuenca a través de un proceso de retroalimentación positiva sin un impacto. ^{[ 15 ]} La acumulación de varios kilómetros de hielo de nitrógeno en la cuenca fue en parte consecuencia de su mayor presión superficial, lo que lleva a una temperatura de condensación de N ₂ más alta . ^{[ 16 ]} El gradiente de temperatura positivo de la atmósfera de Plutón contribuye a que una depresión topográfica sea una trampa fría. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

El terreno en Plutón, antipodal a Sputnik Planitia, podría haber sido alterado por la concentración de la energía sísmica del impacto formativo en esa zona. ^{[ 19 ] [ 20 ]} Si bien esta sugerencia es tentativa debido a la baja resolución de las imágenes de la región antipodal, el concepto es similar al propuesto para áreas antipodales a la cuenca Caloris en Mercurio y al Mare Orientale en la Luna.

Una alta inercia térmica estacional de la superficie de Plutón es un importante impulsor de la deposición de hielo de nitrógeno en latitudes bajas. Estas latitudes reciben menos insolación anual que las regiones polares de Plutón debido a su alta oblicuidad (122,5°). ^{[ 21 ]} Las regiones más frías de Plutón, en promedio, se encuentran a 30° de latitud norte y sur; al principio de la historia de Plutón, el hielo tendería a acumularse en estas latitudes en un proceso descontrolado debido a la asociación de retroalimentación positiva de aumento del albedo, enfriamiento y mayor deposición de hielo (similar a la segregación de hielo que ocurrió en Jápeto ). Las simulaciones sugieren que, durante un período de aproximadamente un millón de años, el proceso descontrolado acumularía gran parte del hielo en una sola capa incluso en ausencia de una cuenca preexistente. ^{[ 22 ]}

La acumulación de hielo de nitrógeno denso habría contribuido a que Sputnik Planitia fuera una anomalía gravitatoria positiva , pero por sí sola no habría sido suficiente para superar la depresión topográfica asociada a la cuenca. Sin embargo, otros efectos de un evento de impacto (véase más adelante) también podrían haber contribuido a dicha anomalía. Una anomalía gravitatoria positiva podría haber causado una deriva polar , reorientando el eje de rotación de Plutón para colocar la planitia cerca del eje de marea Plutón-Caronte (la configuración de energía mínima). ^{[ 17 ] [ 18 ]} Actualmente, Sputnik Planitia se encuentra cerca del punto anti-Caronte en Plutón, un resultado que tiene menos del 5 % de probabilidad de ocurrir por casualidad. ^{[ 18 ]}

Si Sputnik Planitia se creó por un impacto, entonces explicar la anomalía gravitatoria positiva requiere la presencia de un océano de agua líquida subsuperficial bajo la corteza de hielo de agua de Plutón; el levantamiento isostático de la corteza adelgazada y la consiguiente intrusión de agua líquida más densa bajo la cuenca explicarían la mayor parte de la anomalía. ^{[ 23 ]} La congelación gradual de dicho océano, en combinación con la deriva polar y la carga de hielo en Sputnik Planitia, también explicaría las características tectónicas extensionales observadas en Plutón. ^{[ 18 ] [ 23 ]} Alternativamente, si la acumulación de hielo en un solo casquete (sin un impacto) creó una anomalía gravitatoria positiva que reorientó a Plutón antes de la formación de una cuenca, el abultamiento de marea levantado por Caronte podría haber mantenido la orientación de Plutón incluso si la anomalía positiva desapareció posteriormente. ^{[ 22 ]}

Se cree que la creación de la anomalía gravitatoria requiere un adelgazamiento de la corteza de hielo de aproximadamente 90  km bajo Sputnik Planitia. Sin embargo, la corteza debe mantenerse fría para mantener tales variaciones en su espesor. Los modelos sugieren que esto puede explicarse si debajo de la corteza de hielo de agua de Plutón hay una capa de hidrato de metano . Este clatrato tiene propiedades aislantes; su conductividad térmica es aproximadamente 5 a 10 veces menor que la del hielo de agua (también tiene una viscosidad aproximadamente un orden de magnitud mayor que la del hielo de agua). El aislamiento adicional ayudaría a mantener la capa de agua debajo en estado líquido, así como a mantener fría la corteza de hielo suprayacente. Un mecanismo similar podría contribuir a la formación de océanos subsuperficiales en otros satélites del Sistema Solar exterior y objetos transneptunianos. ^{[ 14 ]}

La estructura poligonal es un signo de convección del hielo de nitrógeno/monóxido de carbono, con hielo calentado por el calor del interior que asciende en el centro de las celdas, se extiende y luego se hunde en los márgenes estriados. ^{[ 24 ] [ 25 ]} Las celdas de convección tienen aproximadamente 100 m de relieve vertical, con los puntos más altos en sus centros. ^{[ 26 ] [ 27 ]} El modelado de las celdas de convección de hielo de nitrógeno sugiere una profundidad de aproximadamente una décima parte de su ancho, o 3-4  km para la mayor parte de la planitia, y una tasa de flujo máxima de aproximadamente 7  cm por año. ^{[ 5 ]} Los márgenes de las celdas pueden estrecharse y quedar abandonados a medida que las celdas evolucionan. ^{[ 26 ]} Muchas de las celdas están cubiertas por fosas de sublimación . Estas fosas crecen por sublimación durante el transporte desde los centros a los bordes de las celdas de convección. Utilizando su distribución de tamaño, los científicos han estimado una velocidad de convección de13,8 +4,8 −3,8 cm por año, lo que implica una edad superficial de180 000 +90 000 −40 000 años. ^{[ 10 ]} Otros científicos han propuesto que la sublimación en la superficie de la planitia es responsable de su convección al enfriar la superficie a través del consumo de calor latente, en lugar de la fuente impulsora del núcleo propuesta originalmente. ^{[ 28 ]}

Otras indicaciones obvias del flujo de hielo visibles en las imágenes de la planitia incluyen ejemplos de glaciares de tipo valle que fluyen hacia la cuenca desde las tierras altas orientales adyacentes (el lóbulo derecho de Tombaugh Regio), presumiblemente en respuesta a la deposición de hielo de nitrógeno allí, ^{[ 13 ]} así como hielo de la planitia que fluye hacia y llena depresiones adyacentes. La planitia tiene numerosas colinas en bloques (de uno a varios kilómetros de ancho) que forman agregaciones en los márgenes de las celdas de hasta 20  km de ancho; estas pueden representar trozos flotantes de corteza de hielo de agua desprendida que fueron transportados a la planitia por el flujo glaciar y luego recolectados en valles por la convección. ^{[ 5 ]} En algunos casos, las colinas parecen formar cadenas a lo largo de las rutas de entrada de los glaciares. Las colinas también pueden congregarse en regiones sin convección cuando se atascan en lugares donde el hielo de nitrógeno se vuelve demasiado superficial. ^{[ 29 ]}

La planitia presenta numerosas cavidades que se cree que resultan de la fractura y sublimación del hielo de nitrógeno; estas cavidades también se acumulan en los márgenes de las celdas de convección. ^{[ 5 ]} A menudo, el fondo de las cavidades es oscuro, lo que puede representar una acumulación de tolinas dejadas por el hielo en sublimación, o un sustrato oscuro debajo de la planitia, si las cavidades penetran completamente a través del hielo. En las regiones de la planitia donde no se observan celdas de convección, las cavidades son más numerosas.

En su noroeste, Sputnik Planitia limita con un conjunto caótico de montañas angulosas, los montes al-Idrisi, que pueden haberse formado por el colapso de las tierras altas de hielo de agua adyacentes sobre la planitia. ^{[ 5 ]}

En su suroeste, la llanura limita con los Montes Hillary , que se elevan 1,6 km (0,99 mi; 5200 pies) ^{[ 30 ]} sobre la superficie, y, más al sur, los Montes Tenzing , que se elevan 3,4 km (2,1 mi; 11 000 pies) ^{[ 31 ]} sobre la superficie. Estas montañas también tienen un carácter caótico y anguloso. Las montañas recibieron su nombre en honor a Sir Edmund Hillary , alpinista neozelandés , y al alpinista sherpa nepalí Tenzing Norgay , quienes fueron los primeros en alcanzar la cima del pico más alto de la Tierra , el Monte Everest , el 29 de mayo de 1953. ^{[ 32 ]} Algunos grupos de colinas en la cuenca llevan nombres de naves espaciales; por ejemplo, " Coleta de Dados ", en honor al primer satélite brasileño lanzado al espacio . ^{[ 33 ]}      

Inmediatamente al suroeste de los Montes Tenzing ( contexto ) se encuentra una gran montaña circular con una depresión central, Wright Mons . Ha sido identificada como un posible criovolcán . ^{[ 34 ] [ 35 ]}

El nombre informal Sputnik Planum fue anunciado por primera vez por el equipo de New Horizons en una conferencia de prensa el 24 de julio de 2015. Un planum es una región plana de mayor elevación (una meseta). Cuando se analizaron los datos topográficos a principios de 2016, ^{[ 36 ]} quedó claro que Sputnik es en realidad una cuenca , y el nombre informal se cambió a Sputnik Planitia más tarde ese mismo año. ^{[ 4 ] [ 37 ]} El nombre seguía siendo informal porque aún no había sido adoptado por la Unión Astronómica Internacional (IAU). El 7 de septiembre de 2017, el nombre fue aprobado oficialmente junto con los nombres de Tombaugh Regio y otras 12 características superficiales cercanas. ^{[ 38 ]}

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