Cuando la Voyager 2 de la NASA pasó cerca de Urano en 1986, capturó imágenes granuladas de las lunas gigantes cubiertas de hielo. Ahora, casi 40 años después, la NASA planea enviar otra nave espacial a Urano, esta vez equipada para ver si esas lunas heladas albergan océanos de agua líquida.
La misión aún se encuentra en la etapa inicial de planificación. Pero los investigadores del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas (UTIG) se están preparando para ello creando un nuevo modelo informático que puede utilizarse para detectar océanos debajo del hielo utilizando únicamente cámaras de naves espaciales.
La investigación es importante porque los científicos no saben qué método de detección de océanos funcionará mejor en Urano. Los científicos quieren saber si existe agua líquida porque es un ingrediente esencial para la vida.
El nuevo modelo informático funciona analizando pequeñas oscilaciones (o caídas) en la forma en que una luna orbita su planeta. A partir de ahí se puede estimar cuánta agua, hielo y roca hay en su interior. Una caída baja significa que la luna es mayoritariamente sólida, mientras que una caída grande significa que la superficie helada está flotando en un océano de agua líquida. Cuando se combina con datos de gravedad, el modelo calcula la profundidad del océano así como el espesor del hielo suprayacente.
Urano, junto con Neptuno, pertenece a una clase de planetas llamados gigantes de hielo. Los astrónomos han detectado más cuerpos del tamaño de hielo fuera de nuestro sistema solar que cualquier otro tipo de exoplaneta. Si las lunas de Urano tienen océanos internos, podría significar que hay una gran cantidad de mundos que potencialmente albergan vida en toda la galaxia, dijo el científico planetario de la UTIG Doug Hemingway, quien desarrolló este modelo.
“El descubrimiento de océanos de agua líquida dentro de las lunas de Urano cambiará nuestra forma de pensar sobre el abanico de posibilidades en las que puede existir vida”, afirmó.
Investigación de la UTIG, que fue publicada en la revista Cartas de investigación geofísicaayudará a los científicos e ingenieros de la misión a mejorar sus posibilidades de detectar los océanos. UTIG es una unidad de investigación de la Escuela Jackson de Geociencias de la Universidad de Texas en Austin.
Todas las lunas principales del Sistema Solar, incluido Urano, tienen bloqueos nucleares. Esto significa que la gravedad coincide con su giro de modo que siempre miran a su planeta padre en el mismo lado en el que orbitan. Sin embargo, esto no significa que su rotación sea completamente fija, y todas las lunas bloqueadas por mareas se mueven hacia adelante y hacia atrás en sus órbitas. Determinar el grado de inmersión será clave para determinar si las lunas de Urano tienen océanos y, de ser así, qué tan grandes podrían ser.
Las lunas con un océano de agua líquida se derretirán de adentro hacia afuera en comparación con las lunas que son completamente sólidas. Sin embargo, incluso los océanos más grandes producirían sólo una ligera perturbación: la rotación de la Luna puede ser sólo de unos pocos cientos de pies a medida que avanza a través de su órbita.
Esto sigue siendo suficiente para detectar naves espaciales que pasan. De hecho, esta técnica se utilizó anteriormente para confirmar que Encelado, la luna de Saturno, tiene un océano global interno.
Para ver si la misma técnica funcionaría en Urano, Hemingway hizo cálculos teóricos para sus cinco lunas y ideó varios escenarios posibles. Por ejemplo, si Ariel, la luna de Urano, se hunde a una altura de 300 pies, es probable que tenga un océano de 100 millas de profundidad rodeado por una capa de hielo de 20 millas de espesor.
Detectar océanos más pequeños significaría que la nave espacial tendría que acercarse o llevar cámaras extra potentes. Pero el modelo les da a los diseñadores de la misión una oportunidad para descubrir qué funcionará, dijo la profesora asociada de investigación de la UTIG, Krista Soderlund.
“Podría ser la diferencia entre descubrir un océano o descubrir que no tenemos esa capacidad cuando lleguemos”, dijo Soderlund, que no participó en la investigación actual.
Soderlund ha trabajado con la NASA en conceptos de misión a Urano. También forma parte del equipo científico de la misión Europa Clipper de la NASA, que recientemente lanzó y operó un radar de penetración de hielo desarrollado por UTIG.
El siguiente paso es ampliar el modelo para incluir mediciones de otros instrumentos para ver cómo mejoran la imagen del interior de la luna, dijo Hemingway.
El artículo de la revista fue escrito por Frances Nimmo de la Universidad de California, Santa Cruz. La investigación fue financiada por la UTIG.
