Cassini localiza 101 géiseres en Encelado, la luna de Saturno

Durante un período de casi siete años, las cámaras de Cassini observaron el polo sur de la pequeña luna, una cuenca geológica única reconocida por sus cuatro fracturas prominentes –conocidas como «rayas de tigre»– y los géiseres de diminutas partículas de hielo y vapor de agua avistadas allí hace casi 10 años.

El resultado ha sido un mapa de 101 géiseres en erupción desde una de las fracturas, y el descubrimiento de que los géiseres individuales son coincidentes con pequeños puntos calientes. Estas características señalaron el camino hacia el origen de los géiseres, informa la NASA.

Desde el primer avistamiento de los géiseres en el año 2005, los científicos sospechaban que la flexión repetida de Encelado por las mareas de Saturno a medida que la luna gira alrededor del planeta tenía algo que ver con su comportamiento. Una sugerencia avalada por el hecho de que las fracturas generasen calor por fricción que se convertía en vapor y hielo formando géiseres.

Puntos de vista alternativos indicaban que la apertura y cierre de las fracturas permitía al vapor de agua fluir desde abajo para llegar a la superficie. Antes de este nuevo estudio, no estaba claro qué proceso ejercía la influencia dominante. Tampoco estaba claro si el exceso de calor emitido por Encelado se correlacionaba con la actividad de los géiseres.

Para determinar la ubicación de la superficie de los géiseres, los investigadores emplearon el mismo proceso de triangulación utilizado históricamente para estudiar las características geológicas de la Tierra, como las montañas. Cuando los investigadores compararon los lugares de los géiseres con los mapas de baja resolución de emisión térmica, se hizo evidente que la mayor actividad de los géiseres coincidió con una mayor cantidad de radiación térmica.

Las comparaciones entre los géiseres y las fuerzas de marea revelaron conexiones similares. Sin embargo, por sí solas, estas correlaciones no fueron suficientes para responder a la pregunta: «¿Qué produce qué?»

Los géiseres producen calor

La respuesta a  este misterio proviene de la comparación de los resultados de la observación con datos de alta resolución recogidos en 2010 por instrumentos de detección de calor de la Cassini. No se encontraron géiseres individuales coincidentes con los pequeños puntos calientes, de sólo unas decenas de metros de ancho, demasiado pequeños para ser producidos por calentamiento por fricción, pero del tamaño adecuado para ser el resultado de la condensación del vapor de las paredes cerca de la superficie de las fracturas.

«Una vez que tuvimos estos resultados en la mano, sabíamos de inmediato que el calor no estaba causando los géiseres, sino al revés», dijo Carolyn Porco, líder del equipo de imágenes de Cassini en el Instituto de Ciencias Espaciales de Boulder, Colorado, y autora principal del primer estudio. «También nos dijo que los géiseres no son un fenómeno cercano a la superficie, sino que tienen raíces mucho más profundas».

Gracias al reciente análisis de los datos de gravedad de la Cassini, los investigadores concluyeron que la única fuente plausible de formación del material de los géiseres es el mar que ahora se sabe que existe debajo de la capa de hielo. También encontraron que las vías estrechas a través de la capa de hielo pueden permanecer abiertas desde el mar hasta llegar a la superficie, si se llenan con agua líquida.

En un estudio complementario, los autores informan que el brillo de la pluma formada por todos los géiseres, como se ha visto con cámaras de alta resolución de la Cassini, cambia periódicamente a medida que Encelado orbita Saturno. Con la conclusión de que la apertura y cierre de las fracturas modula la ventilación, los autores compararon las observaciones con el horario de ventilación previsto debido a las mareas.

Encontraron que el modelo más simple de flexión de la marea proporciona una buena explicación para las variaciones de brillo que Cassini observa, pero no predice el momento en que el penacho empieza a iluminarse. Algún otro efecto importante está presente y los autores consideraron varios en el curso de su trabajo.

La luna Encelado tiene un océano subterráneo apto para la vida

La sonda espacial Cassini, de la NASA, ha encontrado sólidas pruebas de la existencia de un océano subterráneo de agua líquida en Encelado, una de las lunas de Saturno. Para los investigadores, además, se trataría de un hábitat ideal para el desarrollo de microorganismos extraterrestres. El estudio fue llevado a cabo por expertos de la Universidad Sapienza de Roma, el Instituto de Tecnología de California y el Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Encelado se añade así, por derecho propio, a la corta lista de lunas de Saturno (Titán y Europa) con agua en estado líquido bajo su superficie.

La posibilidad de una gran reserva interior de agua líquida en Encelado se consideró por primera vez en 2005, cuando los instrumentos de la Cassini descubrieron grandes géiseres de vapor y hielo surgiendo del polo sur del satélite. Desde entonces, se viene especulando con esa intrigante posibilidad, que confirmaría a esta pequeña luna de apenas 500 km de diámetro como uno de los más firmes candidatos a albergar vida de todo el Sistema Solar.

Hoy, la especulación ha dejado paso a los datos. Los hallazgos recién anunciados constituyen, en efecto, la primera medición geofísica de la estructura interna de Encelado. Y los resultados de esa medición son consistentes con la presencia de un océano de agua oculto bajo su superficie.

Como el Lago Superior

Para Luciano Iess, de la Universidad Sapienza y director de la investigación, la localización de un lecho rocoso sobre el que se asienta el agua podría ser determinante para que se den las condiciones necesarias para la vida.

Hasta ahora, estudios anteriores habían sido incapaces de determinar la extensión, la forma y la profundidad de esa gran reserva de agua. Ahora sabemos que, bajo un manto de hielo de entre 30 y 40 km de espesor, hay una cantidad de agua equivalente, por lo menos, a la del Lago Superior, el mayor de toda Norteamérica y el segundo mayor del mundo, con una superficie de 82.000 km cuadrados y que se estima contiene cerca de 12.300 km cúbicos de agua. El océano de Encelado podría tener una profundidad de cerca de diez km.

El equipo de científicos ha llegado a estas conclusiones analizando las fuerzas gravitatorias ejercidas por Encelado sobre la sonda Cassini durante tres “pasadas” consecutivas sobre sus zonas polares a menos de 100 km de altitud. En palabras de Iess, durante esos sobrevuelos polares se detectó una “anomalía gravitacional negativa” en el polo sur que delataba la presencia de material más denso que el de la superficie. En concreto, “agua líquida, con un 7% más de densidad que el hielo superficial” Comparando después esas medidas con la topografía del satélite, los investigadores lograron calcular las dimensiones de la reserva líquida.

Un lecho de rocas

Pero eso no es todo. De hecho, otro descubrimiento de la máxima importancia estriba en el hecho de que toda esa cantidad de agua descansa sobre una base de roca (silicatos), y no sobre más hielo, como sucede con océanos subterráneos de otras lunas del Sistema Solar, como Titán. Una diferencia que puede parecer sutil, pero de la que podría depender la existencia de vida. En efecto, la presencia de agua en contacto directo con silicatos induce a ricas y complejas reacciones químicas que, junto a una fuente de energía, serían el caldo de cultivo ideal para que surgieran formas elementales de vida.

De hecho, los instrumentos de la Cassini ya habían revelado la presencia de compuestos orgánicos en el agua de los géiseres de vapor del polo Sur del satélite.

“El material expulsado por Encelado en el polo sur -explica Linda Spilker, del Jet Propulsion Laboratory- contiene agua salada y moléculas orgánicas, los ingredientes químicos básicos de la vida. El hallazgo contribuye a expandir nuestra idea de «zona habitable» mucho más allá de lo que se pensaba hasta ahora, tanto en el nuestro como en otros sistemas solares”.