La luna helada de Saturno, Encélado, continúa revelando sorpresas que revolucionan nuestra comprensión de los mundos oceánicos. Un nuevo estudio acaba de demostrar que esta pequeña luna emite calor desde sus dos polos, y no solo desde su polo sur como se pensaba hasta ahora.
Los científicos analizaron datos infrarrojos recolectados por la sonda Cassini durante el invierno polar norte de 2005 y el verano de 2015. Al comparar estas observaciones, descubrieron que la superficie del polo norte era aproximadamente 7 grados Kelvin más cálida de lo esperado. Esta diferencia solo puede explicarse por una fuente de calor interna que asciende desde el océano subterráneo a través de la corteza helada. El flujo térmico detectado equivale a dos tercios del calor que escapa a través de la corteza continental terrestre.
Representación de la actividad hidrotermal en Encélado basada en datos de la misión Cassini-Huygens
Crédito: ESA Este descubrimiento revoluciona nuestra visión del equilibrio térmico de Encélado. Al sumar el calor del polo norte al ya conocido del polo sur, la pérdida energética total alcanza aproximadamente 54 gigavatios. Este valor coincide perfectamente con las predicciones del calentamiento por efecto de marea, donde la atracción gravitacional de Saturno deforma la luna y genera calor por fricción interna. Este equilibrio sugiere que el océano subterráneo podría permanecer líquido durante períodos geológicos extremadamente largos.
El estudio publicado en
Science Advances fue realizado por un equipo internacional que incluye investigadores de la Universidad de Oxford y del Southwest Research Institute. Los científicos explican que esta estabilidad térmica es esencial para mantener un ambiente propicio para la vida. El océano global de Encélado contiene agua líquida, calor y elementos químicos esenciales como el fósforo, creando condiciones similares a las de las fuentes hidrotermales terrestres donde prospera la vida.
Los datos térmicos también permitieron estimar el espesor de la corteza helada: entre 20 y 23 kilómetros en el polo norte y 25 a 28 kilómetros en promedio sobre toda la luna. Esta información es valiosa para futuras misiones que podrían intentar perforar este hielo para alcanzar el océano oculto. Los investigadores destacan que estos descubrimientos solo fueron posibles gracias a las misiones extendidas de Cassini, mostrando la importancia de las observaciones a largo plazo.
Estudio del flujo de calor global de Encélado mostrando el equilibrio entre la energía perdida (polos norte y sur) y la energía producida por efecto de marea
Crédito: University of Oxford/NASA/JPL-CalTech/Space Science Institute El efecto de marea, motor térmico de las lunas heladas
El efecto de marea es un fenómeno físico donde la atracción gravitacional de un cuerpo celeste deforma otro cuerpo en órbita alrededor de él. En el caso de Encélado, la inmensa gravedad de Saturno estira y comprime la luna de manera cíclica durante su revolución.
Esta deformación permanente genera fricciones internas dentro de las rocas y el hielo, produciendo calor por disipación de energía. Este proceso es similar a lo que sucede cuando doblas rápidamente un clip hasta que se calienta, pero a escala planetaria.
La intensidad de este calentamiento depende de varios factores: la distancia entre los dos cuerpos, la excentricidad de la órbita y la composición interna de la luna. Cuanto más elíptica es la órbita y más deformable es la luna, más importante es el efecto de marea. Este mecanismo explica por qué algunas lunas heladas como Encélado y Europa (alrededor de Júpiter) mantienen océanos líquidos a pesar de su lejanía del Sol.
En la Tierra, el efecto de marea principalmente visible concierne a los océanos, pero en las lunas sin atmósfera, es la deformación de la corteza misma la que produce la mayor parte del calor. Este proceso puede mantener temperaturas favorables para la vida durante miles de millones de años.
Los mundos oceánicos del Sistema Solar
Los mundos oceánicos son cuerpos celestes que albergan inmensos reservorios de agua líquida bajo su superficie congelada. Encélado no es el único ejemplo en nuestro Sistema Solar: Europa (luna de Júpiter), Titán y Ganímedes también poseen océanos subterráneos.
Estos océanos generalmente se mantienen líquidos por una combinación de calentamiento radiactivo natural y efecto de marea. La gruesa capa de hielo en superficie actúa como aislante térmico, impidiendo que el agua se congele completamente. La presión ejercida por este hielo también puede bajar el punto de fusión del agua.
La composición de estos océanos varía según los mundos. El de Encélado contiene sales disueltas y compuestos orgánicos, mientras que el de Europa sería más rico en sulfatos. Los penachos observados en Encélado permiten analizar directamente la composición de su océano sin tener que perforar el hielo.
El descubrimiento de estos mundos oceánicos ha cambiado radicalmente nuestro enfoque de la búsqueda de vida extraterrestre. En lugar de buscar únicamente planetas en la zona habitable de su estrella, los científicos exploran ahora estos entornos aislados pero potencialmente hospitalarios.
Fuente: Science Advances