La nave espacial Cassini y la Red del Espacio Profundo (Deep Space Network, en idioma inglés), de la NASA, han descubierto evidencia de que Encelado, la luna de Saturno, alberga un enorme océano subterráneo, lo que alienta el interés científico en la luna como un posible hogar para microbios extraterrestres.
En el año 2005, cuando la nave Cassini descubrió vapor de agua y hielo que emanaban de fumarolas ubicadas cerca del polo sur de la luna, los investigadores formularon teorías sobre la presencia de una reserva interior de agua líquida. Nuevos datos sobre el campo de gravedad de la luna, los cuales fueron informados el 4 de abril de 2014, en la edición de la revista científica Science (Ciencia, en idioma español), refuerzan el tema de un océano oculto dentro de Encelado.
Las mediciones de la gravedad sugieren un enorme, y posiblemente regional, océano de aproximadamente 10 kilómetros (6 millas) de profundidad, ubicado debajo de una cubierta de hielo de alrededor de 30 a 40 kilómetros (19 a 25 millas) de espesor. La evidencia del océano subterráneo respalda la inclusión de Encelado entre los lugares de nuestro sistema solar donde es más probable que se pueda albergar vida microbiana. Antes de que la nave espacial Cassini llegara a Saturno, en julio de 2004, ninguna versión de esa corta lista incluía a esta luna helada, que tiene apenas 500 kilómetros (300 millas) de diámetro.
“La manera en la cual actualmente deducimos las variaciones de la gravedad es un concepto que en física se llama Efecto Doppler, el mismo principio que se usa para la pistola de radar que mide la velocidad”, dice Sami Asmar, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory o JPL, por su sigla en idioma inglés), de la NASA, ubicado en Pasadena, California. Asmar es el coautor del artículo. “A medida que la nave espacial vuela por Encelado, su velocidad se ve perturbada. ¿Cuánto? Eso depende de las variaciones en el campo de gravedad, que estamos tratando de medir. Vemos el cambio en la velocidad como un cambio en la frecuencia de radio que se recibe en nuestras estaciones ubicadas aquí en la Tierra y que viajan a través del sistema solar”.
“Esto nos ofrece una posible historia para explicar por qué el agua está saliendo a borbotones de estas fracturas que vemos en el polo sur”, agrega David Stevenson, quien es uno de los coautores del trabajo, en el Instituto de Tecnología de California (California Institute of Technology, en idioma inglés), ubicado en Pasadena.
La sonda Cassini ha volado cerca de Encelado 19 veces. Tres sobrevuelos, desde 2010 hasta 2012, dieron como resultado mediciones precisas de la trayectoria. El tirón gravitacional de un cuerpo planetario, como Encelado, altera la trayectoria de vuelo de una nave espacial. Las variaciones en el campo de gravedad, como las que causan las montañas en la superficie o la diferencia en la composición subterránea, se pueden detectar como cambios en la velocidad de la nave espacial, medidos desde la Tierra.
La técnica de analizar una señal de radio entre Cassini y la Red del Espacio Profundo hace posible la detección de cambios en la velocidad tan pequeños que pueden ser menores que un pie por hora (90 micrones por segundo). Con esta precisión, los datos del sobrevuelo arrojaron evidencia de una zona en el interior del extremo sur de la luna con mayor densidad que otras porciones del interior.
El área del polo sur tiene una depresión superficial que origina una pendiente en el tirón gravitacional local. Sin embargo, la magnitud de dicha pendiente es menor que la esperada dado el tamaño de la depresión, lo que lleva a los investigadores a la conclusión de que el efecto de la depresión se ve parcialmente compensado por una característica de alta densidad en la región, debajo de la superficie.
“Las mediciones de la gravedad que llevó a cabo la sonda Cassini muestran una anomalía de gravedad negativa en el polo sur que, no obstante, no es tan grande como se esperaba, a juzgar por la profunda depresión detectada por la cámara ubicada a bordo de la nave”, dice el autor principal del artículo, Luciano Iess, de la Universidad Sapienza, de Roma. “De allí, la conclusión de que debe de haber un material más denso que compensa la masa que falta: muy probablemente agua líquida, la cual es un 7% más densa que el hielo. La magnitud de la anomalía nos dio la envergadura de la reserva de agua”.
No hay certeza de que el océano subterráneo produzca el penacho de agua pulverizado que emana de las fracturas de la superficie ubicada cerca del polo sur de Encelado. No obstante, los científicos afirman que es una posibilidad real. Las fracturas pueden llevar hacia abajo, a una parte de la luna que se calienta debido a la marea ocasionada por las repetidas flexiones de la luna, a medida que sigue una órbita excéntrica alrededor de Saturno.
Gran parte del entusiasmo por el descubrimiento del penacho de agua en Encelado, que realizó la misión Cassini, proviene de la posibilidad de que se origine a partir de un ambiente húmedo que podría ser un entorno favorable para la vida microbiana.
“El material de los chorros del polo sur de Encelado contiene agua salada y moléculas orgánicas, que son los componentes químicos fundamentales para la vida”, afirma Linda Spilker, una científica del proyecto Cassini en el JPL. “Su descubrimiento expandió nuestra visión de la ‘zona habitable’ dentro de nuestro sistema solar y en sistemas planetarios de otras estrellas. Esta nueva validación de que un océano de agua se encuentra detrás de los chorros fomenta la comprensión de este intrigante ambiente”.
