Cuando el Cassini La misión llegó al sistema de Saturno en 2004, descubrió algo bastante inesperado en el hemisferio sur de Encelado. De cientos de fisuras ubicadas en la región polar, se divisaron periódicamente columnas de agua y moléculas orgánicas. Esta fue la primera indicación de que la luna de Saturno puede tener un océano interior causado por la actividad hidrotermal cerca del límite del manto central.
Según un nuevo estudio basado en Cassini datos, que obtuvo antes de sumergirse en la atmósfera de Saturno el 15 de septiembre, esta actividad puede haber estado ocurriendo durante algún tiempo. De hecho, el equipo del estudio concluyó que si el núcleo de la luna es lo suficientemente poroso, podría haber generado suficiente calor para mantener un océano interior durante miles de millones de años. Este estudio es la indicación más alentadora hasta ahora de que el interior de Encelado podría soportar la vida.
El estudio, titulado "Impulsando la actividad hidrotérmica prolongada dentro de Encelado", apareció recientemente en la revista Astronomía de la naturaleza. El estudio fue dirigido por Gaël Choblet, investigador del Laboratorio Planetario y Geodinámico de la Universidad de Nantes, e incluyó miembros del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, la Universidad Charles, y el Instituto de Ciencias de la Tierra y el Laboratorio de Geo y Cosmoquímica de la Universidad. de Heidelberg
Antes de la Cassini Durante los numerosos sobrevuelos de Encelado, los científicos creían que la superficie de esta luna estaba compuesta de hielo sólido. Fue solo después de notar la actividad del penacho que se dieron cuenta de que tenía chorros de agua que se extendían hasta un océano de aguas cálidas en su interior. De los datos obtenidos por Cassini los científicos incluso pudieron hacer conjeturas educadas sobre dónde se encontraba este océano interno.
En total, Encelado es una luna relativamente pequeña, que mide unos 500 km (311 millas) de diámetro. Basado en mediciones de gravedad realizadas por Cassini Se cree que su océano interior se encuentra debajo de una superficie exterior helada a profundidades de 20 a 25 km (12.4 a 15.5 millas). Sin embargo, esta superficie de hielo se adelgaza a alrededor de 1 a 5 km (0,6 a 3,1 millas) sobre la región polar sur, donde los chorros de agua y partículas heladas atraviesan fisuras.
Basado en la forma en que Encelado orbita a Saturno con un cierto bamboleo (también conocido como libración), los científicos han podido hacer estimaciones de la profundidad del océano, que colocan en 26 a 31 km (16 a 19 millas). Todo esto rodea un núcleo que se cree que está compuesto de minerales de silicato y metal, pero que también es poroso. A pesar de todos estos hallazgos, la fuente del calor interior ha permanecido como una pregunta abierta.
Este mecanismo tendría que estar activo cuando la luna se formó hace miles de millones de años y todavía está activo hoy (como lo demuestra la actividad actual de la columna). Como explicó el Dr. Choblet en un comunicado de prensa de la ESA:
"Donde Encelado obtiene el poder sostenido para permanecer activo siempre ha sido un poco misterioso, pero ahora hemos considerado con mayor detalle cómo la estructura y composición del núcleo rocoso de la luna podría desempeñar un papel clave en la generación de la energía necesaria".
Durante años, los científicos han especulado que las fuerzas de marea causadas por la influencia gravitacional de Saturno son responsables del calentamiento interno de Encelado. También se cree que la forma en que Saturno empuja y tira de la luna mientras sigue un camino elíptico alrededor del planeta es lo que hace que la capa de hielo de Encelado se deforme, causando las fisuras alrededor de la región polar del sur. Se cree que estos mismos mecanismos son los responsables del océano interior de aguas cálidas de Europa.
Sin embargo, la energía producida por la fricción de las mareas en el hielo es demasiado débil para contrarrestar la pérdida de calor vista desde el océano. Al ritmo que el océano de Encelado está perdiendo energía en el espacio, la luna entera se congelaría en 30 millones de años. Del mismo modo, la descomposición natural de los elementos radiactivos dentro del núcleo (que también se ha sugerido para otras lunas) también es aproximadamente 100 veces más débil para explicar la actividad interior y de la columna de Encelado.
Para abordar esto, el Dr. Choblet y su equipo realizaron simulaciones del núcleo de Encelado para determinar qué tipo de condiciones podrían permitir el calentamiento de las mareas durante miles de millones de años. Como afirman en su estudio:
“En ausencia de restricciones directas sobre las propiedades mecánicas del núcleo de Encelado, consideramos una amplia gama de parámetros para caracterizar la tasa de fricción de las mareas y la eficiencia del transporte de agua por flujo poroso. El núcleo no consolidado de Encelado puede verse como un material altamente granular / fragmentado, en el que es probable que la deformación de las mareas esté asociada con la fricción intergranular durante la reorganización de fragmentos ".
Lo que encontraron fue que para Cassini Para confirmar las observaciones, el núcleo de Encelado debería estar hecho de roca porosa no consolidada, fácilmente deformable. Este núcleo podría permearse fácilmente con agua líquida, que se filtraría en el núcleo y se calentaría gradualmente a través de la fricción de las mareas entre fragmentos de rocas deslizantes. Una vez que esta agua se calentara lo suficiente, se elevaría hacia arriba debido a las diferencias de temperatura con su entorno.
Este proceso finalmente transfiere calor al océano interior en penachos estrechos que se elevan hasta encontrarse con la capa de hielo de Encelado. Una vez allí, hace que el hielo superficial se derrita y forme fisuras a través de las cuales los chorros llegan al espacio, arrojando agua, partículas de hielo y minerales hidratados que reponen el anillo E de Saturno. Todo esto es consistente con las observaciones hechas por Cassini y es sostenible desde un punto de vista geofísico.
En otras palabras, este estudio puede mostrar que la acción en el núcleo de Encelado podría producir el calentamiento necesario para mantener un océano global y producir actividad de penacho. Dado que esta acción es el resultado de la estructura del núcleo y la interacción de las mareas con Saturno, es perfectamente lógico que haya tenido lugar durante miles de millones de años. Así que más allá de proporcionar la primera explicación coherente para la actividad de la pluma de Encelado, este estudio también es una fuerte indicación de habitabilidad.
Como los científicos han llegado a comprender, la vida tarda mucho en ponerse en marcha. En la Tierra, se estima que los primeros microorganismos surgieron después de 500 millones de años, y se cree que los respiraderos hidrotermales jugaron un papel clave en ese proceso. La primera vida multicelular tardó otros 2.500 millones de años en evolucionar, y las plantas y animales terrestres solo han existido durante los últimos 500 millones de años.
Es muy alentador saber que lunas como Encelado, que tiene la química necesaria para mantener la vida, también ha tenido la energía necesaria durante miles de millones de años. ¡Uno solo puede imaginar lo que encontraremos una vez que las futuras misiones comiencen a inspeccionar sus plumas más de cerca!
