Soprendentemente alta concentración de materia orgánica en Ceres

Un nuevo análisis de datos de la misión Dawn de la NASA sugiere que la materia orgánica puede existir en concentraciones sorprendentemente altas en la superficie del planeta enano Ceres.

El año pasado, los científicos anunciaron la detección de material orgánico allí, compuestos a base de carbono que son componentes necesarios para la vida, expuestos en parches en la superficie. Ahora, un nuevo análisis de los datos de Dawn realizado por investigadores de la Universidad de Brown sugiere que esos parches pueden contener una abundancia de compuestos orgánicos mucho mayor de lo que se pensaba originalmente.

Los hallazgos, publicados Geophysical Research Letters, plantean preguntas intrigantes sobre cómo esos compuestos orgánicos salieron a la superficie de Ceres, y los métodos utilizados en el nuevo estudio también podrían proporcionar una plantilla para interpretar datos para misiones futuras, dicen los investigadores.

"Lo que muestra este documento es que puedes obtener resultados realmente diferentes según el tipo de material orgánico que usas para comparar e interpretar los datos de Ceres", dijo Hannah Kaplan, investigadora postdoctoral del Southwest Research Institute que dirigió la investigación mientras completaba su Ph.D. en Brown. "Eso es importante no solo para Ceres, sino también para misiones que pronto explorarán asteroides que también pueden contener material orgánico".

Las moléculas orgánicas son los componentes químicos de la vida. Su detección en Ceres no significa que la vida haya existido o exista allí; los procesos no biológicos también pueden dar lugar a moléculas orgánicas. Pero como la vida tal como la conocemos no puede existir sin material orgánico, los científicos están interesados en cómo se distribuye a través del sistema solar. La presencia de material orgánico en Ceres plantea posibilidades intrigantes, particularmente porque el planeta enano también es rico en hielo de agua, y el agua es otro componente necesario para la vida.

El descubrimiento original de orgánicos en Ceres se realizó utilizando el Espectrómetro Visible e Infrarrojo (VIR) en la nave espacial Dawn, que entró en órbita alrededor del planeta enano en 2015. Al analizar los patrones en los que la luz del sol interactúa con la superficie - mirando cuidadosamente qué longitudes de onda se reflejan y cuáles se absorben: los científicos pueden hacerse una idea de qué compuestos están presentes en Ceres. El instrumento VIR recogió una señal consistente con moléculas orgánicas en la región del cráter Ernutet en el hemisferio norte de Ceres.

Para tener una idea inicial de lo abundantes que pueden ser esos compuestos, el equipo de investigación original comparó los datos VIR de Ceres con los espectros de reflectancia de laboratorio de material orgánico formado en la Tierra. Con base en ese estándar, los investigadores concluyeron que entre el 6 y el 10 por ciento de la firma espectral que detectaron en Ceres podría explicarse por la materia orgánica.

Pero para esta nueva investigación, Kaplan y sus colegas querían volver a examinar esos datos utilizando un estándar diferente. En lugar de confiar en las rocas de la Tierra para interpretar los datos, el equipo recurrió a una fuente extraterrestre: los meteoritos.

Se ha demostrado que algunos meteoritos, trozos de condritas carbonáceas que han caído a la Tierra después de ser expulsados de asteroides primitivos, contienen material orgánico que es ligeramente diferente de lo que comúnmente se encuentra en nuestro propio planeta. Y el trabajo de Kaplan muestra que la reflectancia espectral de los compuestos orgánicos extraterrestres es distinta de la de las contrapartes terrestres.

HASTA EL 50 POR CIENTO DE FIRMA ESPECTRAL

"Lo que encontramos es que si modelamos los datos de Ceres usando compuestos orgánicos extraterrestres, que pueden ser un análogo más apropiado que los encontrados en la Tierra, entonces necesitamos mucha más materia orgánica en Ceres para explicar la fuerza de la absorción espectral que vemos allí", dijo Kaplan. "Estimamos que hasta el 40 a 50 por ciento de la señal espectral que vemos en Ceres se explica por compuestos orgánicos. Esa es una gran diferencia en comparación con el seis al 10 por ciento informado anteriormente sobre la base de compuestos orgánicos terrestres".

Si la concentración de orgánicos en Ceres es tan alta, plantea una serie de nuevas preguntas sobre la fuente de ese material. Hay dos posibilidades competitivas de dónde pueden haber provenido los orgánicos de Ceres. Podrían haber sido producidos internamente en Ceres y luego expuestos en la superficie, o podrían haber sido transportados a la superficie por un impacto de un cometa o asteroide rico en materia orgánica.

Este nuevo estudio sugiere que si los compuestos orgánicos se liberaran, entonces las altas concentraciones potenciales de los compuestos orgánicos serían más consistentes con el impacto de un cometa en lugar de un asteroide. Se sabe que los cometas tienen una abundancia interna significativamente mayor de compuestos orgánicos en comparación con los asteroides primitivos, potencialmente similar a la cifra del 40 al 50 por ciento que sugiere este estudio para estas ubicaciones en Ceres. Sin embargo, el calor de un impacto probablemente destruya una cantidad sustancial de materia orgánica de un cometa, por lo que no está claro si esas altas abundancias podrían incluso explicarse por un impacto cometario, afirman los investigadores.

La explicación alternativa, que los compuestos orgánicos se formaron directamente en Ceres, plantea preguntas también. La detección de compuestos orgánicos se ha limitado hasta ahora a pequeños parches en el hemisferio norte de Ceres. Tales altas concentraciones en áreas tan pequeñas requieren una explicación.

"Si los compuestos orgánicos están hechos en Ceres, entonces es probable que aún necesite un mecanismo para concentrarlo en estos lugares específicos o al menos para preservarlo en estos lugares", dijo Ralph Milliken, profesor asociado en el Departamento de Tierra, Medio Ambiente y Planetario de Brown. Ciencias y un coautor del estudio.