Una de las mayores sorpresas de la misión Cassini a Saturno ha sido el descubrimiento de géiseres activos en el polo sur de la luna Encelado. En cambio, esta pequeña luna es uno de los lugares más activos geotérmicamente en el Sistema Solar.
Ahora, un nuevo estudio a partir de datos de Cassini muestra que la región del polo sur de Encelado es aún más cálida de lo esperado a solo unos metros debajo de su superficie helada. Si bien los estudios anteriores han confirmado un océano de agua líquida dentro de Encelado que alimenta los géiseres, este nuevo estudio muestra que el océano está probablemente más cerca de la superficie de lo que se pensaba anteriormente. Además, y lo más atractivo, tiene que haber una fuente de calor dentro de la luna que no se entienda completamente.
"Estas observaciones proporcionan una visión única de lo que está sucediendo debajo de la superficie", dijo Alice Le Gall, que forma parte del equipo de instrumentos Cassini RADAR, del Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS) y la Université Versailles Saint-Quentin. (UVSQ), Francia. “Muestran que los primeros metros debajo de la superficie del área que investigamos, aunque en un glaciar de 50-60 K, son mucho más cálidos de lo que esperábamos: probablemente hasta 20 K más cálidos en algunos lugares. Esto no puede explicarse solo como resultado de la iluminación del Sol y, en menor medida, del calentamiento de Saturno, por lo que debe haber una fuente adicional de calor ".
Los datos de microondas tomados durante un sobrevuelo cercano en 2011 muestran que hay un exceso de calor en tres fracturas en la superficie de Encelado. Si bien es similar a las características de la llamada "franja de tigre" en esta luna que están ventilando activamente las moléculas de hielo y agua en el espacio, estas tres fracturas no parecen estar activas, al menos no en 2011.
Los científicos dicen que las fracturas aparentemente latentes que se encuentran sobre el mar cálido y subterráneo de la luna apuntan al carácter dinámico de la geología de Encelado, lo que sugiere que la luna podría haber experimentado varios episodios de actividad, en diferentes lugares de su superficie.
El sobrevuelo de 2011 proporcionó las primeras, y desafortunadamente, las únicas observaciones de alta resolución del polo sur de Encelado en las longitudes de onda de microondas.
Observó una franja estrecha y en forma de arco de la región polar sur, de unos 25 km (15 millas) de ancho, y ubicada a solo 30 km a 50 km (18-30 millas) al norte de las fracturas de rayas de tigre.
El calor que se detectó parece estar debajo de una capa de escarcha mucho más fría.
Debido a las limitaciones operativas del sobrevuelo de 2011, no fue posible obtener observaciones de microondas de las fracturas activas en sí. Pero esto permitió a los científicos observar que los terrenos térmicamente anómalos de Encelado se extienden mucho más allá de las rayas de tigre.
Sus hallazgos muestran que es probable que toda la región del polo sur esté cálida debajo, lo que significa que el océano de Encelado podría estar a solo 2 km debajo de la superficie helada de la luna en esa área. El hallazgo concuerda con un estudio de 2016, dirigido por otro miembro del equipo de Cassini, Ondrej Cadek, que estimó que el grosor de la corteza en el polo sur de Encelado es menor que el resto de la luna. Ese estudio estimó que la profundidad de la capa de hielo es inferior a 5 km (1.2 millas) en el polo sur, mientras que la profundidad promedio en otras áreas de Encelado es de entre 18 y 22 km (11-13 millas).
¿Qué genera el calor interno en Encelado? La principal fuente de calor sigue siendo un misterio, pero los científicos piensan que las fuerzas gravitacionales entre Encelado, Saturno y otra luna, Dione tiran y flexionan el interior de Encelado. Conocidas como fuerzas de marea, el tirón hace que el interior de la luna se frote, creando fricción y calor. También crea compresiones de estrés y deformaciones en la corteza, lo que lleva a la formación de fallas y fracturas. Esto a su vez crea más calor en las capas subterráneas. En este escenario, la corteza helada más delgada en la región del polo sur está sujeta a una mayor deformación de las mareas, lo que significa que se genera más calor para ayudar a mantener el agua subterránea caliente.
Como los géiseres no se conocían hasta la llegada de Cassini a Saturno, la nave espacial no tenía una carga útil específica para estudiarlos, pero los científicos utilizaron los instrumentos a su disposición para hacer las mejores observaciones que pudieron, volando la nave espacial a menos de 49 km ( 30 millas) de la superficie. Para estudiar completamente el calentamiento de las mareas, o para determinar si hay otra fuente de calor, los científicos continuarán estudiando los datos ya tomados por varios instrumentos Cassini. Pero dado que la misión finalizará en septiembre de 2017, puede requerir otra misión en esta luna intrigante para descubrir completamente este misterio.
"Este descubrimiento abre nuevas perspectivas para investigar la aparición de condiciones habitables en las lunas heladas de los planetas gigantes gaseosos", dice Nicolas Altobelli, científico del proyecto de la ESA para Cassini – Huygens. "Si el mar subterráneo de Encelado está realmente tan cerca de la superficie como lo indica este estudio, entonces una futura misión a esta luna con un instrumento de radar de penetración de hielo podría detectarlo".
"Encontrar temperaturas cerca de estas tres fracturas inactivas que son inesperadamente más altas que las que están fuera de ellas se suma a la intriga de Encelado", dijo Linda Spilker, científica del proyecto Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro. “¿Cómo es realmente el cálido océano subterráneo y podría haber evolucionado la vida allí? Estas preguntas quedan por responder en futuras misiones a este mundo oceánico ”.
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Fuentes: ESA
JPL
Documento: Características térmicamente anómalas en el subsuelo del terreno polar sur de Encelado ”por A. Le Gall et al. (2017), publicado en Nature Astronomy
