Recientemente nos despedimos de la nave espacial Cassini, que después de 13 años de orbitar fielmente Saturno y sus lunas se dirigió a sumergirse en la atmósfera del planeta gigante. La razón del "gran final" fue para protegerse contra la posibilidad de que Cassini pudiera estrellarse contra una de las lunas de Saturno, en particular Encelado.

Con su cortina de géiseres y océano interior, Encelado es único. Como resultado, este pequeño, La luna helada se considera actualmente como un anfitrión potencial de vida, por lo que no se arriesgó que pudiera contaminarse con la nave espacial Cassini. Ahora nueva investigación, publicado en Nature Astronomy, sugiere que este océano ha existido dentro de Encelado durante mucho tiempo, posiblemente el tiempo suficiente para crear las condiciones para desarrollar la vida.

Los géiseres son columnas de hielo de agua salada mezcladas con trazas de dióxido de carbono, amoníaco, metano y otros hidrocarburos que hacen erupción a lo largo de las grietas en la región del polo sur de Encelado. Fue gracias a estos géiseres que los científicos pudieron averiguar que Encelado debe tener un océano debajo de su corteza helada y que el océano está activo (convección). Una observación posterior de que había hidrógeno presente en las columnas llevó a una conclusión adicional:que la actividad hidrotermal - reacciones químicas debido a la interacción del agua y la roca - estaba teniendo lugar. Pero lo que los científicos no han podido explicar es qué fuente de calor podría estar impulsando esta actividad.

A medida que se hicieron más observaciones de la ubicación de las plumas, aumentó el misterio de la fuente de calor que faltaba. Los géiseres están asociados con características conocidas como "rayas de tigre":un conjunto de cuatro, depresiones paralelas, unos 100 km de largo y 500 m de profundidad. La temperatura de las rayas es más alta que la del resto de la corteza helada, por lo que se asumió que debían ser grietas en el hielo. Casi no hay cráteres de impacto en la región de rayas de tigre, por lo que debe ser muy joven, del orden de un millón de años. Cualquier modelo que pretendiera explicar la fuente de calor también tenía que tener en cuenta su naturaleza enfocada:el océano es global, pero ¿por qué solo está activa la región del polo sur?

Por muchos años, los científicos han favorecido la explicación del "calentamiento de las mareas", un resultado de las interacciones entre cuerpos de tamaño planetario. Por ejemplo, la interacción de las mareas con nuestra propia luna es responsable del flujo y reflujo del agua en la Tierra. Encelado está en resonancia orbital con la luna Dione de tamaño similar, que afecta la forma de la órbita de Encelado alrededor de Saturno. El efecto, sin embargo, es insuficiente para tener en cuenta la potencia necesaria para mantener activos los géiseres, que se calcula en el orden de 5 GW. Esto sería suficiente energía para una ciudad del tamaño de Chicago.

Núcleo poroso

Los investigadores se acercaron un paso más a resolver el rompecabezas cuando observaron la estructura interna de Encelado. La luna tiene una densidad lo suficientemente baja como para implicar principalmente hielo con una pequeña núcleo rocoso. Esta observación se conoce desde hace muchos años, desde que la misión Voyager 2 tomó las primeras imágenes de Encelado y determinó su radio, permitiendo así calcular su volumen. El tirón gravitacional de Encelado en Cassini permitió estimar la masa de la luna, dando un valor para la densidad del cuerpo. Las mediciones de gravedad de Cassini mostraron que el núcleo también tenía una densidad baja que podría interpretarse como que el núcleo es poroso, con los poros llenos de hielo.

La nueva serie de cálculos llena los poros del núcleo con agua, en lugar de hielo, a partir de lo cual los autores muestran que las fuerzas de marea asociadas con el agua de los poros son más que suficientes para explicar cómo se genera el calor de Encelado. El modelo es impresionante porque es muy completo, considerando no solo la porosidad del núcleo, pero su permeabilidad (con qué facilidad los fluidos pueden moverse a través de él) y qué tan fuerte es (¿se romperá o flexionará cuando los fluidos lo atraviesen?). Los investigadores aplican detalles similares al fluido, teniendo en cuenta su viscosidad (qué tan líquida es), temperatura y composición, así como sus propiedades convectivas (qué tan bien puede transportar el calor).

La combinación de todos estos parámetros y la asignación de valores conocidos o evaluados de forma conservadora da como resultado un temible complejo de ecuaciones. Afortunadamente, los autores (o, por lo menos, su software de computadora) puede resolver las ecuaciones para producir un elegante modelo de flujo de calor dentro de Encelado.

Los autores crean una imagen tridimensional de dónde y cómo se transfiere el calor de los movimientos de las mareas dentro de los espacios porosos al océano subterráneo. Encuentran que la disipación de calor del núcleo no es homogénea, pero aparece como una serie de interrelacionados, afloramientos estrechos donde las temperaturas superan los 363 K (85 ° C), con puntos calientes principalmente en el polo sur. Debido a que las fuentes de calor están tan concentradas, habría una mayor actividad hidrotermal asociada con ellos, lo que explica el hidrógeno en las columnas.

La última y emocionante observación que proviene del modelo es que la cantidad de calor producido por la marea interna es suficiente para mantener el océano subterráneo de Encelado durante miles de millones de años. Anterior a eso, Se pensaba que si la fuente de calor de un océano subterráneo global hubiera sido la desintegración radiactiva, el océano se congelaría en unos pocos millones de años, razón por la cual se sugirió que las fuerzas de las mareas son una fuente potencial de calor. Pero otra vez, hubo problemas con dicho modelo, requiriendo cambios en la órbita de Encelado, y aun así, un océano sería a lo mejor, transitorio.

Esto conduce inmediatamente a otra serie de preguntas:¿qué implica esto para la vida en Encelado? Un océano global cálido con una vida útil de varios miles de millones de años sería un gran lugar para que la vida se pusiera en marcha; solo se necesitaron unos 640 millones de años para que la vida evolucionara de microbio a mamífero en la Tierra. Desafortunadamente, aunque, Encelado en sí puede ser bastante joven:un artículo reciente propuso que la luna podría haberse formado hace solo unos 100 millones de años, ¿es ese un intervalo suficientemente largo para que la vida haya comenzado?

Posiblemente, la vida parece haber comenzado en la Tierra unos cientos de millones de años después de su formación bajo circunstancias mucho más severas de bombardeo por impacto. Aunque se necesitaron 3 más, 500 millones de años más o menos para llegar a la espectacular expansión de la vida. Tal vez sea el futuro lo que parece brillante para Encelado, si el océano de Encelado tiene el potencial de durar miles de millones de años, Entonces, ¿podría tener lugar una secuencia evolutiva similar a la de la Tierra en las oscuras profundidades de un océano Encelado? Quizás ningún futuro planeta enano de los simios, pero ¿qué precio tiene una sirena?

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.