Los planetas exteriores están rodeados por docenas de lunas encerradas en gruesas capas de hielo. Se cree que algunos de estos mundos helados, incluida Encelado, la luna de Saturno, tienen vastos océanos de agua líquida atrapados entre sus cortezas heladas y sus interiores rocosos. Como sabemos que el agua líquida es esencial para la vida, estas lunas se encuentran entre los lugares más prometedores del sistema solar para buscar vida extraterrestre.
Se ha publicado un estudio Naturaleza Astronomía Explora lo que podría estar sucediendo debajo de su superficie helada y ofrece nuevas explicaciones sobre los paisajes inusuales que se ven en algunas de estas lunas.
“No se sabe que todas estas lunas tengan océanos, pero sabemos que algunas sí los tienen”, dijo Max Rudolph, profesor asociado de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California, Davis, y autor principal del artículo. “Estamos interesados en los procesos que dan forma a su evolución a lo largo de millones de años, y esto nos permite pensar en cuál sería la expresión superficial del mundo oceánico”.
Cómo el hielo causado por el calor de las mareas da forma a la Tierra
En la Tierra, fenómenos como montañas y terremotos son impulsados por el calor y las rocas en movimiento en las profundidades del subsuelo. En una luna de hielo, el agua y el hielo desempeñan el mismo papel.
Estas lunas se calientan por las fuerzas de marea generadas por los planetas gigantes que las orbitan. Las interacciones gravitacionales entre lunas vecinas pueden hacer que los niveles de calentamiento aumenten y disminuyan con el tiempo. Cuando el calor es intenso, las capas de hielo pueden derretirse y adelgazarse. Cuando se suaviza el calentamiento, la cáscara vuelve a espesarse a medida que se acumula agua.
En trabajos anteriores, Rudolph y sus colegas estudiaron qué sucede cuando las capas de hielo se espesan. Debido a que el hielo ocupa más espacio que el agua líquida, el hielo aumenta la presión sobre el esquisto circundante. Esta presión puede ayudar a crear características espectaculares en la superficie de Encelado, como largas grietas conocidas como “rayas de tigre”.
Cuando el océano escondido comienza a hervir
Una nueva investigación examina el escenario opuesto. ¿Qué sucede cuando una capa de hielo se derrite desde abajo y se vuelve más delgada?
Según los investigadores, ese proceso podría provocar que el océano subyacente hierva.
A medida que el hielo se convierte en agua líquida menos densa, la presión dentro de la luna disminuye. El equipo calculó que con las pequeñas lunas heladas de Saturno, incluidas Mimas y Encelado, así como Miranda orbitando alrededor de Urano, la caída de presión podría ser lo suficientemente significativa como para alcanzar el punto triple, el estado en el que el hielo, el agua líquida y el vapor de agua pueden coexistir.
Las imágenes de Miranda tomadas por la nave espacial Voyager 2 revelan enormes montañas y montañas escarpadas conocidas como la corona. Los investigadores sugieren que el mar hirviendo debajo de la superficie puede explicar cómo se formaron estas interesantes características.
¿Por qué importa el tamaño de la luna?
Mimas tiene menos de 400 kilómetros de ancho y está lleno de cráteres, incluido un gran cráter de impacto que le valió el sobrenombre de “Estrella de la Muerte”. Aunque parece geológicamente inactivo, Rudolph señala que una sutil ondulación en su movimiento apunta a un océano oculto debajo. Dado que no se espera que la capa de hielo de Mimas se rompa debido a su delgadez, es posible que todavía exista un océano en la superficie de la luna aunque todavía parezca inactivo.
El tamaño juega un papel importante en cómo se desarrollan estos procesos. En lunas heladas más grandes como Titania, otra luna de Urano, la caída de presión causada por el derretimiento probablemente rompería la capa de hielo antes de alcanzar el punto triple para el agua, descubrió el equipo. Por lo tanto, las características de la superficie de Titania pueden reflejar un ciclo en el que la capa de hielo primero se adelgaza y luego se vuelve a espesar.
Así como el estudio de la geología de la Tierra ayuda a los científicos a comprender cómo ha evolucionado nuestro planeta a lo largo de miles de millones de años, examinar el funcionamiento interno de las lunas heladas proporciona pistas sobre por qué sus superficies tienen el aspecto actual, dijo Rudolph.
Los coautores del artículo son: Michael Manga, UC Berkeley; Alyssa Rhoden, Instituto de Investigación del Suroeste, Boulder; y Matthew Walker, Instituto de Ciencias Planetarias, Tucson. El trabajo fue parcialmente apoyado por la NASA.
