Hace seis años, la misión Dawn de la NASA se comunicó por última vez con la Tierra, poniendo fin a su exploración de Ceres y Vesta, los dos cuerpos más masivos del cinturón de asteroides. Desde entonces, Ceres, un planeta enano rico en agua y con indicios de actividad geológica, ha sido el centro de intensos debates sobre su origen y evolución. Ahora, un estudio liderado por el IAA-CSIC ha empleado un enfoque innovador, a partir de los datos de Dawn, para identificar once nuevas regiones que sugieren la existencia de un reservorio de materiales orgánicos en el interior del planeta enano. Los resultados del trabajo, publicado en la revista Planetary Science Journal, aportan información relevante sobre la posible naturaleza de este objeto.

En 2017, la sonda Dawn detectó compuestos orgánicos cerca del cráter Ernutet, ubicado en el hemisferio norte de Ceres, lo que desató una serie de especulaciones sobre su origen. Una de las más discutidas propone que podría tratarse de materiales exógenos, traídos por el impacto relativamente reciente de cometas o asteroides ricos en compuestos orgánicos. En cambio, esta investigación se centra en una segunda posibilidad: que el material se haya formado en el interior de Ceres y se encuentre almacenado en un reservorio protegido de la radiación solar. “La importancia de este descubrimiento radica en que, si se trata de materiales endógenos, se confirmaría la existencia de fuentes de energía internas que podrían favorecer procesos biológicos”, apunta Juan Luis Rizos, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que lidera el trabajo.

Testigo de los albores del Sistema Solar 

Con un diámetro superior a los 930 kilómetros, Ceres es el objeto más grande en el cinturón de asteroides principal. Este planeta enano –que comparte características con los planetas, pero no cumple todos los criterios para ser considerado como tal– es reconocido por ser el cuerpo más rico en agua del Sistema Solar interior después de la Tierra, lo que lo coloca entre los mundos oceánicos con posibles implicaciones astrobiológicas. Además, debido a sus propiedades físicas y químicas, Ceres se asocia a un tipo de meteorito rico en compuestos de carbono: las condritas carbonáceas, consideradas restos del material que formó el Sistema Solar hace unos 4.6 mil millones de años.

Los datos de la nave espacial Dawn muestran las zonas alrededor del cráter Ernutet donde se ha descubierto material orgánico. Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/ASI/INAF/MPS/DLR/IDA.

“Ceres jugará un papel clave en la exploración espacial futura. La presencia de agua en forma de hielo y, posiblemente, en estado líquido subterráneo, lo convierte en un lugar muy interesante para la búsqueda de recursos”, explica Juan Luis Rizos (IAA-CSIC). “En el contexto de la colonización espacial, Ceres podría servir como un punto de parada o base de recursos para futuras misiones a Marte o más allá”.

Para abordar la naturaleza de estos compuestos orgánicos, el estudio ha utilizado un nuevo enfoque que permite explorar la superficie de Ceres en busca de materiales orgánicos y analizar su distribución con la mayor resolución posible.

Primero se aplicó un método de Análisis de Mezcla Espectral (SMA) –técnica que interpreta datos espectrales complejos– para caracterizar los compuestos en el cráter Ernutet. Con estos resultados, se examinó sistemáticamente el resto de la superficie del planeta enano a partir de imágenes de alta resolución espacial de la Framing Camera 2 (FC2), cámara a bordo de la sonda Dawn cuyos filtros de color ofrecen imágenes en alta resolución espacial, pero con baja resolución espectral. Como resultado, se identificaron once nuevas regiones con características que sugieren la presencia de compuestos orgánicos. La mayoría de estas áreas están ubicadas cerca del ecuador de Ernutet, donde han estado más expuestas a la radiación solar que los compuestos orgánicos encontrados en el cráter. Esto podría explicar la débil señal detectada, ya que la exposición continuada a la radiación y el viento solar degradan las características espectrales de estos materiales.

BS1, 2 y 3 son imágenes con el filtro de la cámara FC2 en las zonas de mayor abundancia de estos posibles compuestos orgánicos. Crédito: Juan Luis Rizos.

Seguidamente, se llevó a cabo un exhaustivo análisis de las propiedades espectrales de las zonas candidatas, utilizando el espectrógrafo de imágenes VIR, que a diferencia de la cámara FC2, ofrece espectros de alta resolución, aunque con menor resolución espacial. La combinación de ambos instrumentos resultó clave para este hallazgo.

Entre todos los candidatos, se identificó una región, ubicada entre las cuencas Urvara y Yalode, que mostró los indicios más claros de la presencia de materiales orgánicos. En esta área, se comprobó que el material orgánico se distribuye dentro de una unidad geológica formada tras la eyección de material provocada por los impactos que dieron lugar a dichas cuencas. “Esos impactos fueron los más violentos que sufrió Ceres y, por tanto, el material tiene que provenir de regiones más profundas que el eyectado en otras cuencas o cráteres”, aclara Juan Luis Rizos (IAA-CSIC). “En caso de confirmarse la presencia de orgánicos, dada su procedencia, quedaría poco margen de duda de que estos compuestos son materiales endógenos”.

Estos resultados cuentan con el respaldo de un estudio publicado en la revista Science, liderado por un grupo de colaboradores italianos que también han participado en este trabajo. Tras realizar una serie de experimentos en laboratorio, el equipo demostró que estos compuestos orgánicos sobreviven menos tiempo de lo esperado cuando son expuestos a la radiación solar. Teniendo en cuenta las cantidades detectadas y el nivel de degradación observado, sugieren que la materia orgánica debe estar presente en grandes cantidades en el subsuelo de Ceres.

“La idea de un reservorio orgánico en un lugar tan remoto y aparentemente inerte como Ceres hace pensar en que, quizás, no estemos tan lejos de encontrar condiciones similares en otros cuerpos del Sistema Solar. Sin duda, Ceres será visitado por nuevas sondas en un futuro no muy lejano y nuestra investigación será clave a la hora de definir la estrategia observacional de estas misiones”, concluye el autor principal del trabajo.

Referencia: 

‘New Candidates for Organic-rich Regions on Ceres’, Planetary Science Journal.