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Descubrimiento inédito en Caronte reveló moléculas congeladas que ayudan a investigar cómo mundos distantes se formaron y evolucionaron en el Cinturón de Kuiper, región más allá de Neptuno capaz de preservar registros químicos antiguos de la historia del Sistema Solar.
El Telescopio Espacial James Webb identificó dióxido de carbono y peróxido de hidrógeno congelados en la superficie de Caronte, la luna más grande de Plutón, en un descubrimiento publicado en la revista Nature Communications en 2024.
La detección amplía el inventario químico conocido de este mundo helado y ofrece nuevos datos para investigar la formación y la evolución de cuerpos del Cinturón de Kuiper.
Obtenida por medio del instrumento NIRSpec, el espectrógrafo de infrarrojo cercano del James Webb, el descubrimiento analizó la luz reflejada por la superficie de Caronte en longitudes de onda que llegan a 5,2 micrómetros.
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Este alcance supera el límite de 2,5 micrómetros de las observaciones anteriores y permitió identificar señales químicas que aún no habían sido vistas en esta luna distante.
James Webb identifica compuestos congelados en Caronte
En el hemisferio norte de Caronte, los investigadores confirmaron la presencia de los dos compuestos congelados.
Antes de este resultado, observaciones hechas desde la Tierra y el espacio ya habían indicado agua cristalina congelada, sustancias asociadas a la amoníaco y materiales oscurecidos similares a tolinas, compuestos orgánicos producidos por procesos químicos prolongados.
Clasificada como un objeto transneptuniano de tamaño intermedio, Caronte también se destaca por tener mapeo geológico obtenido por la misión New Horizons.
A diferencia de cuerpos mayores más allá de Neptuno, como Plutón, Eris y Makemake, su superficie no está dominada por hielos hipervolátiles, lo que facilita la lectura de señales químicas preservadas en el hielo.
Por esta característica, la luna se ha convertido en un objetivo relevante para estudios sobre diferenciación, radiación y craterización en el Cinturón de Kuiper.
El análisis de la composición de superficies de este tipo puede revelar compuestos comunes en diferentes regiones de la nebulosa solar, ambiente de gas y polvo que dio origen al Sistema Solar.
Dióxido de carbono expuesto por impactos en el hielo
En Caronte, el dióxido de carbono detectado por el James Webb aparece en forma cristalina pura y, posiblemente, mezclado con otros materiales en la superficie.
La interpretación preferida de los investigadores sugiere que el compuesto tiene origen en el interior de la luna y ha sido expuesto por impactos que abrieron cráteres en el hielo.
Silvia Protopapa, científica del Southwest Research Institute y autora principal del estudio, afirmó que esa capa superior de dióxido de carbono probablemente vino del interior y fue revelada por eventos de craterización.
La investigadora también observó que el compuesto ya era conocido en regiones del disco protoplanetario donde el sistema de Plutón se formó.
Esta interpretación no convierte a Caronte en una respuesta definitiva sobre el origen de los planetas, pero añade una pieza importante al rompecabezas científico.
Al comparar mundos helados, lunas y cuerpos pequeños, la composición de la luna ayuda a rastrear materiales antiguos preservados en regiones frías y distantes del Sol.
Peróxido de hidrógeno revela química activa en la superficie
Además del dióxido de carbono, la presencia de peróxido de hidrógeno indica que la superficie rica en agua congelada sufre alteración causada por luz ultravioleta solar, partículas del viento solar y rayos cósmicos galácticos.
Este compuesto se forma cuando moléculas de agua son descompuestas por iones, electrones o fotones, permitiendo nuevas combinaciones entre hidrógeno y oxígeno.
Con este resultado, Caronte deja de ser solo un bloque congelado preservado desde la juventud del Sistema Solar.
Incluso en una región extremadamente fría y distante, su superficie sigue siendo modificada lentamente por radiación, impactos e interacciones químicas acumuladas a lo largo de miles de millones de años.
Para comparar las señales vistas por el telescopio, los investigadores recurrieron a experimentos de laboratorio con materiales irradiados en condiciones similares a las esperadas en Caronte.
Ujjwal Raut, investigador del Southwest Research Institute, afirmó que las pruebas en el laboratorio CLASSE ayudaron a demostrar la formación de peróxido de hidrógeno en mezclas de dióxido de carbono y agua congelada.
Cinturón de Kuiper guarda registros antiguos del Sistema Solar
Más que la presencia aislada de dos moléculas, el descubrimiento llama la atención por el conjunto de procesos revelados por ellas.
Mientras el dióxido de carbono apunta a materiales internos o antiguos expuestos por impactos, el peróxido de hidrógeno funciona como indicio de transformación continua del agua congelada por radiación.
El estudio también refuerza el papel del James Webb en la investigación de cuerpos pequeños y distantes del Sistema Solar.
Ian Wong, científico del Space Telescope Science Institute y coautor del artículo, afirmó que la capacidad observacional del telescopio permitió explorar la luz dispersada por la superficie de Caronte en longitudes de onda antes inaccesibles.
La interpretación presentada por los científicos se apoya en la combinación entre observaciones espaciales, modelos espectrales y experimentos de laboratorio.
Aun así, los propios autores tratan algunas orígenes del dióxido de carbono como posibilidades en análisis, sin transformar hipótesis científicas en certezas absolutas.
Caronte ayuda a comparar mundos más allá de Neptuno
Entre los cuerpos medianos ubicados más allá de Neptuno, Caronte funciona como una referencia para estudios comparativos.
Su superficie preserva marcas de impactos, señales de hielo de agua, materiales oscurecidos y compuestos producidos o revelados por procesos físicos que también pueden ocurrir en objetos similares del Cinturón de Kuiper.
Aunque no cambia por sí sola lo que la ciencia sabe sobre el origen de los planetas, el descubrimiento ofrece datos nuevos para refinar modelos sobre la formación de mundos helados.
Al revelar moléculas antes invisibles en Caronte, el James Webb mostró que objetos distantes aún pueden guardar registros químicos decisivos para entender la historia del Sistema Solar.
Si una luna congelada de Plutón aún preserva señales tan antiguas y, al mismo tiempo, tan alteradas por la radiación espacial, ¿qué otras pistas pueden estar escondidas en los pequeños mundos más allá de Neptuno?
