Quando la sonda spaziale New Horizons della NASA ha sorvolato Plutone nel 2015, ha inviato sulla Terra immagini con una sorpresa: una formazione a forma di cuore che domina la superficie del pianeta nano. Ora, i ricercatori ritengono di averne scoperto l'origine. Il cuore, viene riportato su Nature Astronomy, si è formato in seguito a una collisione a scivolamento lento con una roccia ghiacciata più ampia della lunghezza del Kansas.
Il "cuore" di Plutone nato da un impatto
I ricercatori sono giunti a questa conclusione utilizzando modelli informatici per simulare gli impatti sulla superficie di Plutone e le formazioni risultanti. Il cuore di Plutone, conosciuto scientificamente come Tombaugh Regio, ha ottenuto la sua colorazione chiara a partire dal ghiaccio di azoto. Gli impatti tra corpi ghiacciati nei lontani confini del Sistema Solare non sono come quelli più vicini al Sole, ha spiegato il co-autore dello studio Erik Asphaug, professore presso il Laboratorio Lunare e Planetario dell'Università dell'Arizona.
"Siamo abituati a pensare alle collisioni planetarie come eventi incredibilmente intensi in cui si possono ignorare i dettagli tranne cose come energia, momento e densità," ha sottolineato Asphaug. "Ma nel lontano Sistema Solare, le velocità sono molto più lente, e il ghiaccio solido è resistente, quindi devi essere molto più preciso nei calcoli. Qui inizia il divertimento".
Le dinamiche della formazione di Sputnik Planitia
Guidato da Martin Jutzi, ricercatore senior presso l'Università di Berna in Svizzera, il team ha utilizzato un metodo di simulazione chiamato "idrodinamica delle particelle lisce" per testare vari angoli di collisione e dimensioni degli impattatori per capire quali dinamiche avrebbero portato alla formazione di Sputnik Planitia, la porzione occidentale del "cuore" di Plutone. Questa regione di circa 2mila km quadrati si trova circa 4 km più in basso rispetto ai suoi dintorni.
Il team ha scoperto che la formazione probabilmente è stata originata da una collisione obliqua, che ha portato alla sua forma allungata. Ciò è probabilmente accaduto all'inizio della storia di Plutone.
La roccia ghiacciata che ha colpito Plutone aveva probabilmente un diametro di circa 730 km, hanno spiegato gli autori dello studio. A causa del nucleo ghiacciato di Plutone, l'impatto non ha sciolto e liquefatto porzioni del pianeta come potrebbe accadere in caso di impatto in climi più caldi, permettendo al corpo impattante di affondare nel nucleo del pianeta.
È probabile che l'impattatore si sia appiattito sulla superficie di Plutone. Anche adesso, potrebbe trovarsi proprio sotto il liscio ghiaccio di azoto che copre la Sputnik Planitia. "Da qualche parte al di sotto di Sputnik Planitia si trova il nucleo rimanente di un altro corpo massiccio che Plutone non ha mai digerito del tutto," ha spiegato Asphaug.
Escluso l'oceano sotterraneo
Le simulazioni suggeriscono inoltre che Plutone non abbia un oceano sotterraneo sotto i suoi strati esterni ghiacciati, hanno riportato i ricercatori. Poiché il cuore di Plutone ha una massa inferiore rispetto al resto della superficie del pianeta nano, dovrebbe essersi gradualmente spostato verso il polo mentre Plutone ruotava nel corso dei millenni. La formazione però si trova vicino all'equatore del pianeta, una posizione strana che i ricercatori avevano teorizzato in precedenza potesse essere dovuta alla dinamica di un enorme corpo d'acqua liquida sotterraneo.
Le nuove ricerche suggeriscono che un oceano liquido non è necessario per spiegare la posizione del cuore di Plutone, ha sottolineato Jutzi. "Nelle nostre simulazioni, tutto il mantello primordiale di Plutone è stato scavato dall'impatto, e poiché il materiale del nucleo dell'impattatore si schiaccia sul nucleo di Plutone, crea un eccesso di massa locale che può spiegare la migrazione verso l'equatore senza un oceano sotterraneo, o al massimo uno molto sottile," ha detto Jutzi.