La luna helada de Saturno podría albergar un océano estable apto para la vida

Un nuevo estudio liderado por investigadores de la Universidad de Oxford, el Southwest Research Institute y el Planetary Science Institute en Tucson, Arizona, proporcionó la primera evidencia de un flujo de calor significativo en el polo norte de Encelado, desafiando las suposiciones anteriores que indicaban que la pérdida de calor se limitaba a su activo polo sur.

Este hallazgo confirmó que la luna helada emite mucho más calor del que se esperaría si fuera simplemente un cuerpo pasivo, fortaleciendo la hipótesis de que podría sostener vida.

La investigación fue publicada en la revista Science Advances.

Encelado es un mundo altamente activo, con un océano subsuperficial salado, que se cree es la fuente de su calor. La presencia de agua líquida, calor y los químicos adecuados (como fósforo e hidrocarburos complejos) sugieren que su océano subsuperficial es uno de los mejores lugares en nuestro sistema solar para que la vida haya evolucionado fuera de la Tierra.

Sin embargo, este océano subsuperficial solo puede sostener vida si tiene un entorno estable, con sus pérdidas de energía y ganancias en equilibrio. Este equilibrio se mantiene mediante el calentamiento por marea: la gravedad de Saturno estira y comprime la luna a medida que orbita, generando calor en su interior. Si Encelado no gana suficiente energía, su actividad superficial disminuirá o se detendrá, y el océano podría eventualmente congelarse. Por otro lado, demasiada energía podría aumentar la actividad del océano, alterando su entorno.

"Encelado es un objetivo clave en la búsqueda de vida fuera de la Tierra, y entender la disponibilidad a largo plazo de su energía es fundamental para determinar si puede sostener vida", afirmó la Dra. Georgina Miles (Southwest Research Institute y científica visitante en el Departamento de Física de la Universidad de Oxford), autora principal del artículo.

Hasta ahora, las mediciones directas de la pérdida de calor de Encelado solo se habían realizado en el polo sur, donde dramáticos géiseres de hielo y vapor de agua emergen de profundas fisuras en la superficie. En contraste, se pensaba que el polo norte era geológicamente inactivo.

Utilizando datos de la sonda Cassini de NASA, los investigadores compararon observaciones de la región polar norte en pleno invierno (2005) y verano (2015). Estos datos se utilizaron para medir cuánta energía Encelado pierde de su océano subsuperficial "cálido" (0°C, 32°F) a medida que el calor viaja a través de su capa de hielo hacia la superficie helada de la luna (–223°C, –370°F) y luego se irradia al espacio.

Al modelar las temperaturas superficiales esperadas durante la noche polar y compararlas con las observaciones infrarrojas del espectrómetro de infrarrojo compuesto de Cassini (CIRS), el equipo descubrió que la superficie en el polo norte estaba alrededor de 7 K más cálida de lo previsto. Esta discrepancia solo pudo explicarse por el calor que se filtraba desde el océano subyacente.

El flujo de calor medido (46 ± 4 milivatios por metro cuadrado) puede parecer pequeño, pero representa aproximadamente dos tercios de la pérdida de calor (por unidad de área) a través de la corteza continental de la Tierra. En toda Encelado, esta pérdida de calor conductiva totaliza alrededor de 35 gigavatios: aproximadamente equivalente a la producción de más de 66 millones de paneles solares (con una producción de 530 W) o 10,500 turbinas eólicas (con una producción de 3.4 MW).

Cuando se combina con la estimación previa de calor que escapa del activo polo sur de Encelado, la pérdida total de calor de la luna asciende a 54 gigavatios, una cifra que coincide estrechamente con la entrada de calor predicha por fuerzas de marea. Este equilibrio entre la producción y la pérdida de calor sugiere fuertemente que el océano de Encelado puede permanecer líquido a lo largo de escalas de tiempo geológicas, ofreciendo un entorno estable donde la vida podría potencialmente surgir.

La Dra. Carly Howett (Departamento de Física, Universidad de Oxford y Planetary Science Institute en Tucson, Arizona), autora correspondiente del artículo, comentó: "Entender cuánto calor está perdiendo Encelado a nivel global es crucial para saber si puede sostener vida. Es realmente emocionante que este nuevo resultado respalde la sostenibilidad a largo plazo de Encelado, un componente crucial para el desarrollo de la vida".

Según los investigadores, el siguiente paso clave será determinar si el océano de Encelado ha existido el tiempo suficiente para que la vida se desarrolle. En este momento, su edad sigue siendo incierta.

El estudio también demostró que los datos térmicos pueden utilizarse para estimar de forma independiente el grosor de la capa de hielo, una métrica importante para futuras misiones que planean investigar el océano de Encelado, por ejemplo, utilizando sondas robóticas o sumergibles. Los hallazgos sugieren que el hielo tiene entre 20 y 23 km de profundidad en el polo norte con un promedio de 25 a 28 km a nivel global, ligeramente más profundo que las estimaciones anteriores obtenidas mediante otras técnicas de teledetección y modelado.

"Extraer las sutiles variaciones de temperatura superficial causadas por el flujo de calor conductivo de Encelado a partir de los cambios de temperatura diarios y estacionales fue un desafío, y solo fue posible gracias a las misiones extendidas de Cassini", agregó la Dra. Miles. "Nuestro estudio destaca la necesidad de misiones a largo plazo a mundos oceánicos que puedan albergar vida, y el hecho de que los datos pueden no revelar todos sus secretos hasta décadas después de haber sido obtenidos".