El calor generado por la atracción gravitacional de las lunas formadas a partir de colisiones masivas podría extender la vida útil de los océanos de agua líquida debajo de la superficie de grandes mundos helados en nuestro sistema solar exterior. según una nueva investigación de la NASA. Esto amplía enormemente el número de lugares donde se puede encontrar vida extraterrestre, dado que el agua líquida es necesaria para sustentar formas de vida conocidas y los astrónomos estiman que hay docenas de estos mundos.

"Estos objetos deben considerarse como posibles reservorios de agua y vida, "dijo Prabal Saxena del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, autor principal de la investigación publicada en Icarus el 24 de noviembre. "Si nuestro estudio es correcto, ahora podemos tener más lugares en nuestro sistema solar que posean algunos de los elementos críticos para la vida extraterrestre ".

Estos mundos gélidos se encuentran más allá de la órbita de Neptuno e incluyen a Plutón y sus lunas. Se conocen como objetos transneptunianos (TNO) y son demasiado fríos para tener agua líquida en sus superficies. donde las temperaturas son menos de 350 grados bajo cero Fahrenheit (menos de 200 grados Celsius). Sin embargo, hay evidencia de que algunos pueden tener capas de agua líquida debajo de sus costras heladas. Además de las densidades aparentes que son similares a otros cuerpos que se sospecha que tienen océanos subsuperficiales, un análisis de la luz reflejada por algunos TNO revela firmas de agua helada cristalina e hidratos de amoníaco. A las temperaturas superficiales extremadamente bajas de estos objetos, el hielo de agua toma un desordenado, forma amorfa en lugar de los cristales ordenados regularmente típicos en áreas más cálidas, como los copos de nieve en la Tierra. También, La radiación espacial convierte el hielo de agua cristalina en forma amorfa y descompone los hidratos de amoníaco. por lo que no se espera que sobrevivan mucho tiempo en superficies TNO. Esto sugiere que ambos compuestos pueden provenir de una capa interior de agua líquida que estalló en la superficie. un proceso conocido como criovolcanismo.

La mayor parte del calor de larga duración dentro de los TNO proviene de la desintegración de elementos radiactivos que se incorporaron a estos objetos cuando se formaron. Este calor puede ser suficiente para derretir una capa de la corteza helada, generando un océano subterráneo y quizás manteniéndolo durante miles de millones de años. Pero a medida que los elementos radiactivos se descomponen en elementos más estables, dejan de liberar calor y el interior de estos objetos se enfría gradualmente, y cualquier océano subterráneo eventualmente se congelará. Sin embargo, La nueva investigación encontró que la interacción gravitacional con una luna puede generar suficiente calor adicional dentro de un TNO para extender significativamente la vida útil de un océano subsuperficial.

La órbita de cualquier luna evolucionará en una "danza" gravitacional con su objeto principal para lograr el estado más estable posible:circular, alineado con el ecuador de su padre, y con la luna girando a una velocidad en la que el mismo lado siempre se enfrenta a su padre. Las grandes colisiones entre objetos celestes pueden generar lunas cuando el material entra en órbita alrededor del objeto más grande y se fusiona en una o más lunas bajo su propia gravedad. Dado que las colisiones ocurren en una gran variedad de direcciones y velocidades, es poco probable que produzcan lunas inicialmente con órbitas perfectamente estables. A medida que una luna generada por una colisión se ajusta a una órbita más estable, La atracción gravitacional mutua hace que los interiores del mundo padre y su luna nueva se estiren y relajen repetidamente. generando fricción que libera calor en un proceso conocido como calentamiento por marea.

El equipo utilizó las ecuaciones para el calentamiento de las mareas y calculó su contribución al "balance de calor" para una amplia variedad de sistemas TNO-lunares descubiertos e hipotéticos. incluido el sistema Eris-Dysnomia. Eris es el segundo más grande de los TNO conocidos actualmente después de Plutón.

"Descubrimos que el calentamiento de las mareas puede ser un punto de inflexión que puede haber conservado océanos de agua líquida debajo de la superficie de grandes TNO como Plutón y Eris hasta el día de hoy. "dijo Wade Henning de NASA Goddard y la Universidad de Maryland, College Park, coautor del estudio.

"Fundamentalmente, Nuestro estudio también sugiere que el calentamiento de las mareas podría hacer que los océanos profundamente enterrados sean más accesibles para futuras observaciones al acercarlos a la superficie. "dijo Joe Renaud de la Universidad George Mason, Fairfax, Virginia, un coautor del artículo. "Si tienes una capa de agua líquida, el calor adicional del calentamiento de las mareas haría que la siguiente capa adyacente de hielo se derrita ".

Aunque el agua líquida es necesaria para la vida, no es suficiente por sí solo. La vida también necesita un suministro de componentes químicos y una fuente de energía. En lo profundo del océano en la Tierra Ciertos lugares geológicamente activos tienen ecosistemas enteros que prosperan en la oscuridad total porque los respiraderos hidrotermales llamados "fumadores negros" suministran los ingredientes necesarios en forma de sustancias químicas ricas en energía disueltas en agua sobrecalentada. El calentamiento de las mareas o el calor de la desintegración de elementos radiactivos podrían crear tales respiraderos hidrotermales, según el equipo.

Al equipo le gustaría desarrollar y usar modelos aún más precisos de calentamiento de mareas e interiores TNO para determinar cuánto tiempo el calentamiento de mareas puede extender la vida útil de un océano de agua líquida y cómo la órbita de una luna evoluciona a medida que el calentamiento de mareas disipa energía. Al equipo también le gustaría descubrir en qué punto se forma un océano de agua líquida; si se forma casi de inmediato o si primero requiere una acumulación significativa de calor.