Los géiseres de Encélado, esta luna helada de Saturno, continúan revelando sus secretos mucho después del paso de la sonda Cassini. Veinte años después de las primeras muestras recolectadas, un análisis minucioso de los datos de archivo ha permitido un descubrimiento notable.
En las profundidades de los datos del Cosmic Dust Analyzer, el instrumento alemán embarcado en Cassini, los científicos han identificado moléculas orgánicas complejas que habían escapado a los primeros análisis. Estos compuestos carbonados, esenciales para los procesos biológicos, se encuentran en los granos de hielo expulsados directamente de los penachos antes de que alcancen el anillo E de Saturno. La alta velocidad de impacto de las partículas en el detector, alcanzando 18 kilómetros por segundo, ha permitido revelar firmas químicas que las colisiones más lentas enmascaraban anteriormente.
Representación artística de los penachos emanando de las fracturas en rayas de tigre en Encélado.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Lunar and Planetary Institute El origen oceánico de estas moléculas representa un argumento decisivo para los investigadores. A diferencia de las partículas del anillo E que sufren la influencia de la radiación de la magnetosfera saturniana, los granos analizados directamente en los penachos provienen del océano subterráneo de Encélado sin alteración espacial. Este descubrimiento descarta las dudas concernientes a la formación de estos compuestos por irradiación y confirma su procedencia de las profundidades de la luna. El equipo de Nozair Khawaja ha podido así establecer un vínculo directo entre la química del océano oculto y las muestras recolectadas en el espacio.
Entre las nuevas moléculas identificadas figuran compuestos alifáticos, ésteres cíclicos, éteres y sustancias que contienen nitrógeno y oxígeno. En la Tierra, estas moléculas participan en las reacciones químicas que conducen a la formación de aminoácidos y otros ladrillos fundamentales de la vida. Su presencia en el océano de Encélado sugiere la existencia de procesos químicos sofisticados capaces de generar una diversidad molecular significativa en este entorno extraterrestre.
Algunas investigaciones recientes aportan sin embargo matices importantes. Un estudio dirigido por Grace Richards del Istituto Nazionale di Astrofisica e Planetologia Spaziale indica que la radiación podría también crear moléculas orgánicas en la superficie de Encélado, particularmente a nivel de las fracturas en rayas de tigre. Esta posibilidad introduce una complejidad adicional en la interpretación de los datos, pues sería difícil distinguir el origen exacto de los compuestos detectados en los penachos.
El anillo E de Saturno con Encélado (punto negro) y la luz reflejada por los granos de hielo en un penacho.
Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute La solución definitiva a este enigma científico podría venir de una misión espacial futura. La Agencia Espacial Europea envisage actualmente un proyecto combinando orbitador y aterrizador que podría alcanzar Encélado hacia 2054. Solo un análisis directo del hielo fresco en la superficie de la luna permitiría confirmar sin ambigüedad la naturaleza y el origen de la química orgánica detectada a distancia por Cassini.
El océano subterráneo de Encélado
Bajo la corteza helada de Encélado se esconde un vasto océano de agua líquida que mantiene su estado gracias a la energía generada por las fuerzas de marea ejercidas por Saturno. Estas interacciones gravitacionales provocan deformaciones y fricciones internas que calientan el interior de la luna, impidiendo que el agua se congele completamente.
La presencia de este océano ha sido deducida de las mediciones de la libración de Encélado, que revelan que la capa externa helada no está sólidamente unida al núcleo rocoso. Los modelos matemáticos sugieren que el espesor de la capa de hielo varía entre 20 y 25 kilómetros, mientras que la profundidad del océano podría alcanzar varias decenas de kilómetros.
La composición química de este océano sigue siendo poco conocida, pero los datos de Cassini indican la presencia de sales disueltas, notablemente cloruro de sodio, similar a la composición de los océanos terrestres. La detección de sílices nanométricas sugiere también una actividad hidrotermal en el fondo del océano, donde agua caliente interactúa con el núcleo rocoso.
La circulación del agua en este entorno podría crear condiciones favorables al desarrollo de procesos químicos complejos, con variaciones de temperatura y composición creando micro-entornos propicios a las reacciones orgánicas.
Las moléculas orgánicas en el espacio
Las moléculas orgánicas, definidas por la presencia de átomos de carbono, están mucho más extendidas en el Universo de lo que se pensaba inicialmente. Se forman en las nubes moleculares interestelares, alrededor de las estrellas nacientes y en los discos protoplanetarios, gracias a reacciones químicas que ocurren en los granos de polvo cósmica.
En el Sistema solar, estos compuestos han sido detectados en los cometas, los asteroides y ciertas atmósferas planetarias. Los meteoritos carbonáceos, como el de Murchison, contienen más de 70 aminoácidos diferentes, demostrando que la química prebiótica es un proceso universal que no se limita a la Tierra.
La complejidad de las moléculas orgánicas varía considerablemente, yendo desde hidrocarburos simples como el metano hasta estructuras aromáticas policíclicas y ácidos carboxílicos. La detección de moléculas tan complejas como las encontradas en Encélado indica que procesos químicos elaborados pueden ocurrir en entornos extraterrestres.
La persistencia de estas moléculas en el espacio depende de su protección contra la radiación ultravioleta y cósmica. Los granos de hielo y polvo actúan como escudos naturales, preservando los compuestos orgánicos frágiles y permitiendo su acumulación durante largos períodos.
Fuente: Nature Astronomy