Una nueva investigación de la misión Cassini de la NASA revela que Encelado, una de las lunas más atractivas de Saturno y principal candidata para la vida extraterrestre, está liberando calor desde ambos polos. Este sorprendente descubrimiento sugiere que una Tierra helada tiene el equilibrio térmico a largo plazo necesario para sustentar la vida. Los resultados se publicaron el 7 de noviembre. Avances de la ciencia.
Un equipo de científicos de la Universidad de Oxford, el Instituto de Investigación del Suroeste y el Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, han descubierto la primera evidencia de un flujo de calor significativo en el polo norte de Encelado. Hasta ahora, los científicos creían que la pérdida de calor se limitaba al Polo Sur, donde los géiseres arrojan vapor de agua y partículas de hielo al espacio. Las nuevas mediciones confirman que Encélado es mucho más activa térmicamente de lo que se pensaba anteriormente, lo que indica que genera e irradia mucho más calor que una luna helada y dormida.
Un océano escondido bajo el hielo
Encelado es un mundo geológicamente activo con un océano salado global escondido debajo de su superficie helada. Los científicos creen que este océano es la principal fuente de calor interior de la Luna. Debido a que contiene agua líquida, calor y elementos químicos esenciales (como fósforo e hidrocarburos complejos), este océano subterráneo se considera uno de los entornos más prometedores del Sistema Solar para la vida más allá de la Tierra.
Para que la vida prospere, el océano de Encelado debe permanecer estable durante largos períodos de tiempo, equilibrando la energía ganada y perdida. Este equilibrio se mantiene mediante el calentamiento de las mareas, causado por la fuerte atracción gravitacional de Saturno que expande y contrae la luna a medida que orbita. Si se produce muy poco calor, la actividad superficial de Encelado se desvanecerá y sus océanos podrían eventualmente congelarse. Sin embargo, el exceso de energía puede desencadenar una actividad geológica excesiva, que puede alterar el delicado entorno que sustenta sus océanos.
“Encélado es un objetivo clave en la búsqueda de vida más allá de la Tierra, y comprender la disponibilidad a largo plazo de su energía es clave para determinar si puede sustentar vida”, explicó la Dra. Georgina Miles (científica visitante en el Instituto de Investigación y Departamento de Física del Suroeste de la Universidad de Oxford), autora principal del estudio.
Midiendo el misterioso calor de Encelado
Hasta hace poco, los científicos sólo medían la pérdida de calor en el polo sur de la luna. Se cree que el Polo Norte es geológicamente tranquilo e inactivo. Para desafiar esta hipótesis, el equipo de investigación utilizó datos de la nave espacial Cassini de la NASA para estudiar la región del Polo Norte durante dos períodos clave: el profundo invierno de 2005 y el verano de 2015. Estas observaciones permiten a los científicos estimar cuánta energía pierde Encelado a medida que el calor se mueve desde su relativamente “cálido” subsuelo a través de su océano de 3°C (3°F). La superficie, que está terriblemente fría (-223°C, -370°F) antes de escapar al espacio,
Al modelar la temperatura de la superficie esperada durante la larga noche polar y compararla con los datos infrarrojos del Espectrómetro Infrarrojo Compuesto (CIRS) de Cassini, los investigadores encontraron que la superficie del Polo Norte era aproximadamente 7 K más cálida de lo esperado. La única explicación para este exceso de calentamiento es el afloramiento de calor desde océanos ocultos.
El equipo midió un flujo de calor de 46 ± 4 milivatios por metro cuadrado. Si bien esto puede parecer modesto, equivale aproximadamente a dos tercios del calor promedio que atraviesa la corteza continental de la Tierra. En Encélado, eso equivale a unos 35 gigavatios de energía: aproximadamente 66 millones de paneles solares (de 530 vatios cada uno) o 10.500 turbinas eólicas (de 3,4 megavatios cada una).
Un océano estable bajo el hielo
Cuando las nuevas mediciones se combinan con el calor detectado previamente en el polo sur activo, la pérdida total de calor de Encelado alcanza unos 54 GW. Esta cifra se alinea estrechamente con las predicciones sobre cuánto calor debería generar la energía mareomotriz. El equilibrio casi perfecto entre la generación y la pérdida de calor sugiere que los océanos de Encelado pueden permanecer líquidos durante largos períodos de tiempo, proporcionando un entorno estable a largo plazo que podría permitir el desarrollo de la vida.
La autora correspondiente, la Dra. Carly Howett (Departamento de Física de la Universidad de Oxford e Instituto de Ciencias Planetarias), dijo: “Es importante comprender cuánto calor está perdiendo Encelado a nivel mundial. Es realmente emocionante que este nuevo resultado respalde la estabilidad a largo plazo de Encelado, que es un elemento importante para el desarrollo de la vida”.
¿Desde cuándo existen los océanos?
El próximo desafío para los científicos es determinar cuánto tiempo ha existido el océano de Encelado. Si existiera durante miles de millones de años, las condiciones para la vida habrían sido lo suficientemente largas como para que potencialmente surgiera. Sin embargo, la edad exacta del océano sigue siendo incierta.
Mapeo de Encelado para futuras misiones
La investigación también mostró que las lecturas térmicas podrían ayudar a estimar el espesor de la capa de hielo de Encelado, un factor importante en la planificación de futuras misiones que podrían intentar explorar sus océanos utilizando sondas robóticas o módulos de aterrizaje. El análisis sugiere que el hielo tiene entre 20 y 23 kilómetros de espesor en el Polo Norte y entre 25 y 28 km de espesor en promedio en toda la Luna, un poco más profundo que las estimaciones anteriores de otros modelos.
“Deducir cambios sutiles en la temperatura de la superficie causados por el flujo de calor convectivo a partir de los cambios de temperatura diarios y estacionales de Encelado fue un desafío, y sólo fue posible con la misión extendida de Cassini”, agregó el Dr. Miles. “Nuestro estudio resalta la necesidad de misiones a largo plazo a mundos oceánicos que pueden albergar vida y que pueden no revelar todos sus secretos décadas después de que se obtengan los datos”.
