Este modelo seccionado muestra un color rojo en la capa superficial de un objeto del Cinturón de Kuiper que asoma a través de la corteza fina y oscura según ven los telescopios. Crédito: NASA / Laboratorio de Imagen conceptual / Chase Tyler
Las capas pueden tener diferentes colores, y también podría ser dinámicas. Por ejemplo, una capa más profunda de hielo de agua relativamente pura trasladarse hacia arriba para formar una nueva capa superior, tal vez como la helada superficie brillante de Eris, el mayor de los objetos conocidos del Cinturón de Kuiper.
Apenas se sabe cómo están compuestos estos objetos y ha sido un misterio desde que lo observó por primera vez un miembro de Kuiper Belt, el color rojo clásico llamado 1992 QB1, fue descubierto en 1992, dice Cooper, quien presentó su modelo en octubre en la División de Ciencias Planetarias de la reunión de la Sociedad Astronómica Americana, en Pasadena, California. Posteriores descubrimientos de muchos más de estos objetos ayudaron a degradar a Plutón como planeta por la diversidad del misterioso Cinturón de Kuiper. Estos objetos tienen capas de muchos colores, pero también tienen diferentes tamaños y órbitas diferentes.
"Hay un grupo llamado los Clásicos fríos que se mueven en órbitas relativamente circulares, y están casi alineados en el mismo plano que las órbitas de los otros planetas", dice Cooper. "Todos estos tienen siempre un color rojizo. Otros objetos, que podrían ir desde el rojo al azul y al blanco, tienden a moverse en órbitas más elípticas o inclinadas, lo que sugiere que provienen de una ubicación diferente dentro de la historia del sistema solar primitivo. Por lo tanto, es posible que los Clásicos Fríos presenten un color rojo, una muestra de la composición original del Cinturón de Kuiper con alteraciones mínimas.
Lo primero que Cooper dijo que había que hacer era explicar por qué los objetos no tienen una corteza negra como, por ejemplo, el cometa Halley, ya que los cuerpos de Kuiper están hechos de hidrocarburos y agua helada, y "a partir de experimentos de laboratorio, sabemos que por lo general cuando deben tener una mezcla de hielo y de carbono con sobreexposición a la radiación, se obtienen materiales oscuros ", dice Cooper.
Cooper calculó cómo la radiación espacial fluía constantemente más allá del Cinturón de Kuiper y debería afectar a los distintos objetos en función de dónde se encuentren. Él cree que los Clásicos Fríos se forman en punto óptimo donde los iones del plasma no son lo suficientemente intensos como para freir la superficie exterior con una costra oscura.
En cambio, los iones de plasma tienen la cantidad correcta para energizar simplemente las capas superiores de la superficie - que tal vez sean un milímetro de espesor.
Eso significa que lo que vemos como rojo en realidad debe ser de la segunda capa expuesta. Cooper explica que esta segunda capa es ligeramente freída por la radiación del espacio interestelar. La radiación no sólo puede penetrar profundamente en el objeto, sino que también no es muy intensa porque el campo magnético del Sol protege al sistema solar de sus efectos más fuertes. Esta radiación pasa a través del derecho de la corteza en la de la capa donde se pueden inducir reacciones químicas simples, convirtiendo el hielo de agua en carbono, metano, nitrógeno y amoníaco - las sustancias básicas que se crean en estos objetos - como en las moléculas orgánicas contienen oxígeno y carbono como el formaldehído, acetileno y etano. "Fritos" por la radiación puede hacer que estas moléculas aparezcan de color rojo a nuestros ojos.
"Así que si no se fríe con nada de radiación se acaba de ver el hielo principalmente, y el objeto aparece brillante y blanco", dice Cooper. "Y si hubiera demasiada radiación lo que se acaba de ver la corteza de negro, que en realidad es de color rojo."
Cooper dice que la capa de los objetos es también de color blanco brillante en el cinturón de Kuiper. Además debajo de la corteza de color rojo estaría el hielo de agua que se transformará en una capa profunda del manto volcánico que podría entrar en erupción a través de la corteza en la superficie, dejando visibles las capas de hielo de blanco brillante. "Algunos de estos objetos en el Cinturón de Kuiper como Eris son muy brillantes", dice. "Así que estos no pueden ser objetos muertos helados, pueden ser volcánicamente activos durante miles de millones de años."
En este punto, el modelo de capas se basa en datos limitados de la misión Voyager que ha proporcionado información sobre los niveles de energía de la radiación más allá de Neptuno. La nave "Nuevos Horizontes" de la NASA que pasará a través de la región del Cinturón de Kuiper más allá de la órbita de Neptuno en 2014, consiguiendo un buena vista de Plutón y su luna más grande Caronte en el 2015, y después, si todo va bien más objetos que Cooper espera que pase lo suficientemente cerca más objetos para hacer observaciones detalladas de su superficie, lo que ayudaría a confirmar que tipo de materiales están presentes. "Nuevos Horizontes" puede proporcionar una verificación adicional, para confirmar los modelos de la distribución de energía y partículas en esta región del sistema solar.
No sólo estos datos ayudan a explicar el misterio de muchos colores del cinturón de Kuiper, sino que apoyaría las teorías actuales de que los materiales orgánicos pueden ser comunes en el universo.
"Cuando tomas la combinación adecuada de materiales puedes producir la especie más compleja de moléculas", dice Cooper. En algunos casos, puedes ser capaz de producir los componentes de la vida - no sólo los materiales orgánicos, sino moléculas biológicas tales como los aminoácidos. No estamos diciendo que la vida se produzca en el Cinturón de Kuiper, pero la química base puede empezar por ahí, como también podría suceder en semejantes entornos Cinturón de Kuiper en otras partes del universo y que es un camino natural que podría conducir hacia la evolución química de la vida . "
