Il "cuore di ghiaccio" di Plutone è un luminoso, caratteristica a due lobi sulla sua superficie che ha attratto i ricercatori sin dalla sua scoperta da parte del team della NASA New Horizons nel 2015. Di particolare interesse è il lobo occidentale del cuore, chiamato informalmente Sputnik Planitia, un bacino profondo contenente tre tipi di ghiaccio:azoto congelato, metano e monossido di carbonio, e apparendo di fronte a Caronte, La luna di Plutone bloccata dalle maree. Gli attributi unici di Sputnik Planitia hanno stimolato una serie di scenari per la sua formazione, tutti i quali identificano la caratteristica come un bacino di impatto, una depressione creata da un corpo più piccolo che colpisce Plutone a velocità estremamente elevata.

Un nuovo studio condotto da Douglas Hamilton, professore di astronomia all'Università del Maryland, suggerisce invece che lo Sputnik Planitia si sia formato all'inizio della storia di Plutone e che i suoi attributi siano conseguenze inevitabili dei processi evolutivi. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Natura il 1 dicembre, 2016.

"La principale differenza tra il mio modello e gli altri è che suggerisco che la calotta glaciale si sia formata presto, quando Plutone stava ancora girando velocemente, e che il bacino si è formato più tardi e non da un impatto, " ha detto Hamilton, chi è l'autore principale dell'articolo. "La calotta di ghiaccio fornisce una leggera asimmetria che si avvicina o si allontana da Caronte quando la rotazione di Plutone rallenta per adattarsi al movimento orbitale della luna".

Utilizzando un modello da lui sviluppato, Hamilton scoprì che la posizione iniziale dello Sputnik Planitia poteva essere spiegata dal clima insolito di Plutone e dal suo asse di rotazione, che è inclinato di 120 gradi. Per confronto, L'inclinazione della Terra è 23,5 gradi. La modellazione delle temperature del pianeta nano ha mostrato che quando viene calcolata la media sull'orbita di 248 anni di Plutone, i 30 gradi di latitudine nord e sud sono emersi come i luoghi più freddi del pianeta nano, molto più freddo di entrambi i poli. Il ghiaccio si sarebbe formato naturalmente intorno a queste latitudini, anche al centro di Sputnik Planitia, che si trova a 25 gradi di latitudine nord.

Il modello di Hamilton ha anche mostrato che un piccolo deposito di ghiaccio attira naturalmente più ghiaccio riflettendo la luce solare e il calore. Le temperature restano basse, che attira più ghiaccio e mantiene bassa la temperatura, e il ciclo si ripete. Questo fenomeno di feedback positivo, chiamato l'effetto albedo in fuga, alla fine porterebbe a un'unica calotta glaciale dominante, come quello osservato su Plutone. Però, Il bacino di Plutone è significativamente più grande del volume di ghiaccio che contiene oggi, suggerendo che il cuore di Plutone ha lentamente perso massa nel tempo, quasi come se si stesse consumando.

Comunque, la singola calotta di ghiaccio rappresenta un enorme peso sulla superficie di Plutone, abbastanza per spostare il centro di massa del pianeta nano. La rotazione di Plutone rallentò gradualmente a causa delle forze gravitazionali di Caronte, proprio come la Terra sta lentamente perdendo rotazione sotto forze simili dalla sua luna. Però, perché Caronte è così grande e così vicino a Plutone, il processo ha portato Plutone a bloccare una faccia verso la sua luna in pochi milioni di anni. La grande massa di Sputnik Planitia avrebbe avuto il 50% di possibilità di affrontare Caronte direttamente o di allontanarsi il più possibile dalla luna.

"È come una slot machine di Las Vegas con solo due stati, e Sputnik Planitia sono finiti in quest'ultima posizione, centrato a 175 gradi di longitudine, " ha detto Hamilton.

Sarebbe anche facile per il ghiaccio accumulato creare un proprio bacino, semplicemente spingendo verso il basso, secondo Hamilton.

"Il grande cuore di Plutone pesa molto sul piccolo pianeta, portando inevitabilmente alla depressione, " ha detto Hamilton, notando che lo stesso fenomeno accade sulla Terra:la calotta glaciale della Groenlandia ha creato un bacino e ha spinto verso il basso la crosta su cui poggia.

Mentre il modello di Hamilton può spiegare sia la latitudine che la longitudine di Sputnik Planitia, oltre al fatto che i ghiacci esistono in un bacino, diversi altri modelli sono stati presentati anche il 1 dicembre, Numero 2016 della rivista Natura .

In uno di quei giornali, UC Santa Cruz Professore di Scienze della Terra e Planetarie Francis Nimmo, Hamilton e i loro coautori hanno modellato come potrebbe essersi formato lo Sputnik Planitia se il suo bacino fosse stato causato da un impatto, come quello che ha creato Caronte. I loro risultati hanno mostrato che il bacino potrebbe essersi formato dopo che Plutone ha rallentato la sua rotazione, migrando solo leggermente nella sua posizione attuale. Se questo scenario di formazione tardiva si rivela corretto, le proprietà di Sputnik Planitia potrebbero suggerire la presenza di un oceano sotto la superficie su Plutone.

"Ogni modello è praticabile nelle giuste condizioni, " disse Hamilton. "Anche se non possiamo concludere definitivamente che c'è un oceano sotto il guscio ghiacciato di Plutone, non possiamo nemmeno affermare che non ce ne sia uno."

Sebbene Plutone sia stato privato del suo status di pianeta, una calotta di ghiaccio è una proprietà sorprendentemente simile alla Terra. Infatti, Plutone è solo il terzo corpo - Terra e Marte sono gli altri - noto per possedere una calotta glaciale. I ghiacci di Sputnik Planitia possono quindi offrire suggerimenti relativi a ghiacci più familiari qui sulla Terra.