O acúmulo de novo material durante a formação de Plutão pode ter gerado calor suficiente para criar um oceano líquido que persiste sob uma crosta gelada até os dias atuais, apesar da órbita do planeta anão longe do sol nas frias regiões externas do sistema solar.

Este cenário de "partida a quente", apresentado em um artigo publicado em 22 de junho em Nature Geoscience , contrasta com a visão tradicional das origens de Plutão como uma bola de gelo congelado e rocha na qual a decomposição radioativa poderia ter gerado calor suficiente para derreter o gelo e formar um oceano subterrâneo.

“Por muito tempo as pessoas pensaram sobre a evolução térmica de Plutão e a capacidade de um oceano sobreviver até os dias atuais, "disse o co-autor Francis Nimmo, professor de ciências terrestres e planetárias da UC Santa Cruz. "Agora que temos imagens da superfície de Plutão da missão Novos Horizontes da NASA, podemos comparar o que vemos com as previsões de diferentes modelos de evolução térmica. "

Porque a água se expande quando congela e se contrai quando derrete, os cenários de partida a quente e partida a frio têm implicações diferentes para a tectônica e as características de superfície resultantes de Plutão, explicou o primeiro autor e estudante de graduação da UCSC, Carver Bierson.

"Se começou frio e o gelo derreteu internamente, Plutão teria se contraído e deveríamos ver características de compressão em sua superfície, ao passo que se começou quente, deveria ter se expandido conforme o oceano congelou e deveríamos ver características de extensão na superfície, "Bierson disse." Vemos muitas evidências de expansão, mas não vemos nenhuma evidência de compressão, portanto, as observações são mais consistentes com Plutão começando com um oceano líquido. "

A evolução térmica e tectônica de um Plutão de inicialização a frio é na verdade um pouco complicada, porque após um período inicial de degelo gradual, o oceano subsuperficial começaria a congelar novamente. Portanto, a compressão da superfície ocorreria no início, seguido por uma extensão mais recente. Com um começo quente, a extensão ocorreria ao longo da história de Plutão.

"As características mais antigas da superfície de Plutão são mais difíceis de descobrir, mas parece que houve uma extensão antiga e moderna da superfície, "Disse Nimmo.

A próxima questão era se energia suficiente estava disponível para dar a Plutão um início quente. As duas principais fontes de energia seriam o calor liberado pela decomposição dos elementos radioativos na rocha e a energia gravitacional liberada à medida que um novo material bombardeava a superfície do protoplaneta em crescimento.

Os cálculos de Bierson mostraram que se toda a energia gravitacional fosse retida como calor, inevitavelmente, criaria um oceano líquido inicial. Na prática, Contudo, grande parte dessa energia irradiaria para longe da superfície, especialmente se o acúmulo de novo material ocorreu lentamente.

"A forma como Plutão foi montado, em primeiro lugar, é muito importante para sua evolução térmica, "Nimmo disse." Se ele se acumular muito lentamente, o material quente na superfície irradia energia para o espaço, mas se acumular rápido o suficiente, o calor fica preso dentro. "

Os pesquisadores calcularam que se Plutão se formou em um período inferior a 30, 000 anos, então, teria começado quente. Se, em vez de, o acréscimo ocorreu ao longo de alguns milhões de anos, uma partida a quente só seria possível se grandes impactadores enterrassem sua energia nas profundezas da superfície.

As novas descobertas implicam que outros grandes objetos do cinturão de Kuiper provavelmente também começaram quentes e poderiam ter ocorrido no início dos oceanos. Esses oceanos podem persistir até os dias atuais nos maiores objetos, como os planetas anões Eris e Makemake.

"Mesmo neste ambiente frio tão longe do sol, todos esses mundos podem ter se formado rápido e quente, com oceanos líquidos, "Bierson disse.

Além de Bierson e Nimmo, o artigo foi co-autoria de Alan Stern no Southwest Research Institute, o principal investigador da missão Novos Horizontes.