La luna Encelado no es solo una “bola de hielo” homogénea

Se sabe que Encelado, el satélite de Saturno, tiene un océano global debajo de su superficie congelada. Pero este aspecto de “bola de hielo” resume muy mal esta luna que, por el contrario, experimenta variaciones internas significativas.

Una capa de hielo y un océano debajo. Aquí hay una forma sencilla de describir cómo se ve Encelado. Este satélite natural de Saturno, de apenas 500 kilómetros de diámetro, ha fascinado a los astrónomos durante años, porque es una de las estrellas del Sistema Solar donde la presencia de un océano de agua líquida parece más evidente. Muchas observaciones informan de un mar que se extendería bajo toda la superficie, una vez que hayan pasado las pocas decenas de kilómetros de hielo en cualquier caso.

Pero, ¿cómo es realmente este océano? La mayoría de estudios lo consideran homogéneo, pero un nuevo artículo publicado en Naturaleza Geociencia El 25 de marzo de 2021 más bien pinta la imagen de un subsuelo mucho más perturbado, presentando finalmente algunos puntos en común con los océanos de la Tierra. Entre estos puntos comunes: corrientes submarinas. ” Ciertamente hay una circulación del océano, entre los polos y el ecuador. », Dice la autora principal, Ana Lobo. El investigador de Caltech en California estaba interesado en las grandes variaciones en el espesor del hielo medido por Cassini.

La sonda que sobrevoló Saturno y sus diversos satélites entre 2004 y 2017 recopiló datos valiosos sobre Encelado y, en particular, mostró que el océano subterráneo estaba a solo 5 kilómetros por debajo de la superficie al nivel de los polos. Esta proximidad explica, entre otras cosas, la presencia de géiseres y grandes fallas en el Polo Sur apodado las “rayas de tigre”. Por otro lado, existe un espesor mucho mayor alrededor del ecuador, del orden de 20 o 30 kilómetros. Y según Ana Lobo, la mejor forma de explicar esta diferencia es imaginando corrientes submarinas.

Sal, el ingrediente milagroso

Sin embargo, a priori, nada indica que el océano de Encelado sufra las mismas corrientes que las observadas en la Tierra. Si existen en nuestro planeta es precisamente por los vientos que barren la superficie. Sin embargo, obviamente no existe tal cosa debajo de la capa de hielo de Encelado. La dinámica del océano tampoco es la misma, ya que los cuerpos de agua en la Tierra son calentados por el Sol en la parte superior y son más fríos en la parte inferior. En el satélite de Saturno, ocurre lo contrario con el frío de la capa de hielo en altura y el calor que proviene del núcleo en la parte inferior.

Las rayas de tigre en Encelado. // Fuente: NASA / JPL-Caltech / Universidad de Arizona / LPG / CNRS / Universidad de Nantes

A pesar de todo, las dos estrellas tienen una cosa en común: la sal. En ambos casos, los océanos son muy salados, lo que lo cambia todo. Por tanto, el estudio consiste en la simulación de un océano “idealizado”, para determinar qué parámetros pueden alterar su comportamiento. Según este modelo, las corrientes se crean cuando hay diferencias de densidad en el océano, y esta diferencia está relacionada con la presencia de sal. Así, habría un agua mucho más densa, rica en sal, al nivel del ecuador.

El fenómeno es conocido e incluso se ha observado en la Tierra. Cuando el agua de mar se congela, libera su sal que se encuentra más profundamente debajo de la superficie. Esta agua más densa navega hacia el fondo y crea una corriente profunda. Este tipo de circulación se estudia en particular en el Océano Austral donde el agua es muy fría y muy salada. Este es un mecanismo particularmente interesante, ya que con la sal, también hay una gran cantidad de nutrientes que enriquecen el agua y que son removidos por las corrientes, lo que simplemente permite el mantenimiento de la vida. en el fondo de los océanos.

“Este es el caso en la Tierra, resume Ana Lobo. Pero puede ayudarnos a comprender cómo se propaga el calor en un océano subterráneo y, por lo tanto, qué áreas son las mejores para la vida. »

Una posibilidad ya considerada en trabajos anteriores. Entonces, un estudio de 2017 de Steven Vance Ya se señaló que la sal era un componente esencial para determinar si un mundo oceánico subterráneo era potencialmente habitable o no. Concluyeron que la sal facilita la circulación del agua y, por tanto, no solo la agitación del calor y los nutrientes, sino también la interacción entre el agua y la roca, representada en Encelado por el núcleo, esencial para el desarrollo de los organismos.

Completa el rompecabezas

Desafortunadamente, por el momento tenemos que contentarnos con conjeturas. Las observaciones de Cassini solo permitieron limitar el grosor del hielo, casi confirmar la existencia de un océano de agua líquida y observar los géiseres alrededor de las rayas de tigre. La sonda también se pasa a través de las plumas para recoger rastros de moléculas orgánicas complejas. Todo esto ya es excepcional, especialmente para un instrumento diseñado con tecnología de los años noventa. Pero la sonda tampoco puede hacer milagros y debemos esperar que otras misiones comprendan mejor los mecanismos que funcionan bajo el hielo.

Misiones que ya están planeadas, no necesariamente en Encelado, sino en otros mundos con un océano líquido debajo de su superficie. El estudio de Steven Vance estableció que los fenómenos que operan en Encelado podrían encontrarse fácilmente en Europa, Calisto o Titán. Los dos primeros son satélites de Júpiter y pronto serán examinados por JUICE, una misión europea prevista para 2022 que debe sobrevolar las distintas lunas y determinar su estructura interna así como su habitabilidad.

La sonda se centrará en particular en el espesor de los océanos y cualquier fenómeno eléctrico debajo de la superficie. La misión promete ser ambiciosa, pero la de Titán es mucho más original: Dragonfly prevé el despliegue de un pequeño helicóptero destinado a sobrevolar la superficie. En el estudio, Ana Lobo especifica que “ Dragonfly llevará toda una instrumentación geofísica que podría proporcionar datos importantes sobre las propiedades de los océanos.. »

Impresión artística de Dragonfly. // Fuente: Captura de pantalla de YouTube, video de la NASA

Hay muchas esperanzas en estos mundos-océanos, que eventualmente serían tan propensos a albergar una forma de vida extraterrestre como otros planetas más similares a la Tierra, como Marte.

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Source: Numerama by www.numerama.com.

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