El planeta enano Haumea brilla con hielo cristalino

El quinto planeta enano del sistema solar, Haumea, y al menos uno de sus dos satélites, mantienen agua helada cristalina gracias a las fuerzas mareales entre ellos y al calor de elementos radiactivos. Así lo refleja un estudio internacional, con participación española, realizado con las observaciones del telescopio VLT del Observatorio Europeo Austral en Chile.

Ilustración de Haumea y sus dos satélites Hi’iaka y Namaka. Imagen: SINC/José Antonio Peñas.

Más allá de la órbita de Neptuno se mueve el diminuto y extraño planeta Haumea. Presenta una forma de balón de rugby aplanado de unos 2.000 km de largo, que da un giro completo en menos de cuatro horas, con una de las velocidades de rotación más rápidas del sistema solar. El hielo cristalino que cubre este planeta y sus dos satélites (Hi’iaka y Namaka) les hace brillar en la oscuridad del espacio.

Ahora un equipo internacional de investigadores ha confirmado que el 75% de Haumea y el 100% de Hi’iaka (de unos 400 km de diámetro) están cubiertos de agua congelada cristalina (con estructura ordenada), y no, como cabría esperar, por hielo amorfo desorganizado por la radiación solar. El estudio plantea que el planeta está formado por la capa exterior helada y una fracción interna de entre un 88% y 97% de roca (con una densidad de 3,5 g/cm3).

“Como la radiación solar destruye constantemente la estructura cristalina del hielo en la superficie, se requieren fuentes de energía que lo mantengan organizado; y las dos que consideramos son la que puedan generar elementos radiactivos (potasio-40, torio-232 y uranio-238) desde el interior, y los efectos de marea entre Haumea y sus satélites (como ocurre entre la Tierra y la Luna)”, explica a SINC Benoit Carry, coautor del trabajo e investigador del centro ESAC de la Agencia Espacial Europea (ESA) en la Comunidad de Madrid.

El investigador también destaca otras particularidades de Haumea: “Su plano orbital está inclinado 28º respecto al habitual de los planetas del sistema solar, las órbitas de sus satélites tampoco están en el mismo plano –lo que es muy poco frecuente–, y todo el sistema pertenece a una familia única dentro de los objetos helados del Cinturón de Kuiper (a una distancia de entre 4,5 y más de 15 mil millones de kilómetros del Sol)”.

Según los científicos, el impacto de otro objeto sobre Haumea pudo originar los dos satélites y activar la rápida rotación del planeta enano (3,9 horas), además de moldearle con la forma de balón de rugby. Algunos modelos numéricos demuestran que un choque bastante tangencial puede producir esta configuración.

Infografía sobre el estudio. Imagen: SINC/José Antonio Peñas. (Clic para ampliar)

Para realizar el estudio, que publica la revista Astronomy & Astrophysics, se han utilizado las observaciones del instrumento SINFONI del Very Large Telescope (VLT), el enorme telescopio del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile. El astrónomo Christophe Dumas de ESO ha liderado desde allí la investigación.

“SINFONI es un espectrómetro de campo integral que permite obtener ‘cubos de datos’ en los que dos dimensiones son espaciales (como las de cualquier imagen plana) y una tercera es espectral, lo que significa que cada capa del cubo es una imagen tomada con un tamaño de onda diferente”, aclara Carry.

Los misterios y polémicas de Haumea

El científico reconoce que todavía no se conocen con exactitud las órbitas y tamaños del planeta enano (se manejan unas dimensiones aproximadas de unos 2.000 x 1.500 x 1.000 km) ni de sus satélites. En realidad se trata de puntos brillantes muy alejados, cuyos datos se obtienen de forma indirecta.

En el caso del pequeño Namaka (de unos 200 km de diámetro), la señal en el momento de la observación era tan débil que no se logró obtener información sobre su superficie, aunque sí nuevos datos orbitales. Por su parte, los modelos sobre las fuerzas mareales en este sistema tan extraño también se están mejorando.

Otro de los misterios de Haumea es la presencia de una mancha oscura y rojiza, que contrasta con su color blanquecino del planeta. “Mi interpretación de la fotometría de infrarrojos es que esa zona podría ser más rica en agua helada cristalina que el resto de la superficie”, comenta a SINC Pedro Lacerda, codescubridor de la mancha y astrónomo en la Universidad de Queen en Belfast (Reino Unido). El investigador tampoco descarta que algún tipo de mineral o materia orgánica irradiada pueda generar esta coloración.

Haumea es el quinto planeta enano del sistema solar, junto a Plutón, Ceres, Eris y Makemake. Su existencia se comunicó en 2005 y entonces se denominó 2003 EL61 (según el código de nomenclatura internacional: año de la primera observación, quincena y número de orden).

Dos equipos de astrónomos se disputaron el descubrimiento. Por una parte, el grupo del investigador español José Luis Ortiz Moreno del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), y por otra, el del astrofísico Michael E. Brown del Instituto Tecnológico de California (Caltech, EE UU).

Al final, la Unión Astronómica Internacional optó por aceptar el descubrimiento del equipo español, pero bautizar al extraño planeta enano y sus satélites con los nombres que propuso el grupo estadounidense. En la mitología hawaiana Haumea es la diosa de la fertilidad y los partos, e Hi’iaka y Namaka dos de sus hijas.

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Referencia bibliográfica:

Christophe Dumas, Benoit Carry, Daniel Hestroffer, Frederic Merlin. “High-contrast observations of (136108) Haumea. A crystalline water-ice multiple system”. Astronomy & Astrophysics 528: A105, abril de 2011. DOI: 10.1051/0004-6361/201015011.

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Artículo publicado en Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC).