Para los científicos planetarios, Mimas, una de las lunas de Saturno, es mejor conocida por su asombroso parecido con la Estrella de la Muerte en Guerra de las Galaxias. Si bien Mimas definitivamente no es una superarma que destruya planetas, nadie podría decir con certeza si se esconde una gran cantidad de agua líquida debajo de su capa helada. Pero un nuevo periódico, publicado hoy en Naturaleza, lo ha llamado: Eso no es luna; ese es un mundo oceánico. Y este océano recién descubierto, contra todas las expectativas, parece ser un recién nacido proverbial en la escala de tiempo del sistema solar.
Hace cincuenta años, pocos científicos aceptarían la idea de océanos arremolinándose dentro de las lunas heladas de Júpiter y Saturno. Es difícil conseguir calor para evitar que los mares se congelen tan lejos del sol, a menos que provenga del profundo calor interno que queda de la formación de un mundo. Pero se pensaba que las lunas pequeñas deberían haber perdido sus escasas brasas hace mucho tiempo. Sin embargo, en las últimas décadas, una sucesión de naves espaciales ha revelado la verdad: Júpiter, Saturno y quizás otros planetas del sistema solar exterior albergan varios mundos oceánicosninguno de los cuales requiere fuegos internos que derritan el hielo desde su creación.
Si bien el caso de los océanos en algunos satélites, a saber, Europa de Júpiter y Encelado de Saturno, ahora está blindado, sigue siendo turbio. para muchos otros, incluida Mimas. En teoría, el agua líquida debería fluyen debajo de la corteza helada de Mimas: Mimas tiene una órbita elíptica alrededor de Saturno que hace que la luna se acerque al planeta anillado y luego se aleje de él. Esta disposición aprieta periódicamente a Mimas bajo el control gravitacional de Saturno. En principio, esa compresión crea suficiente fricción interna y calor para derretir el hielo y sustentar un océano.
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Pero Mimas no ha mostrado indicios externos de un océano interior. Su superficie cubierta de cráteres aparentemente no ha sido tocada por ninguna agitación acuosa debajo, careciendo de géiseres y fisuras que insinúan la existencia de océanos enterrados dentro de otras lunas heladas. Esta paradoja había dejado perplejos a los científicos durante años. El nuevo estudio de hoy parece haber resuelto el rompecabezas.
“Este es un gran artículo”, dice Frank Postberg, un científico planetario de la Universidad Libre de Berlín, que no participó en el nuevo estudio. “Mimas fue un candidato atractivo durante algunos años, pero creo que este artículo lo logró”.
Para encontrar el océano de Mimas, los autores del estudio se centraron menos en los detalles de la superficie de la luna y más en su movimiento, encontrando una deriva reveladora en su órbita a través de datos de archivo de la nave espacial Cassini, que examinó el sistema de Saturno durante 13 años antes de concluir su misión. en 2017. Parte de la deriva de Mimas, dicen los investigadores, solo puede explicarse si la estructura de capas de la luna presenta una capa helada que se desliza sobre un océano de agua líquida.
Pero ¿qué pasa con el exterior geológicamente inactivo de Mimas? Tal estasis superficial debería ser imposible sobre un océano verdaderamente antiguo porque unos 100 millones de años es tiempo más que suficiente para que las aguas agitadas de abajo fracturen y fragmenten la corteza helada que lo recubre. Por tanto, el océano de Mimas debe ser relativamente joven. La órbita altamente excéntrica de la luna ofrece también otra pista importante porque se volvería casi circular dentro de decenas de millones de años sin un océano que amortiguara el tirón gravitacional de Saturno y los satélites vecinos. En conjunto, estos factores llevaron a los autores del estudio a estimar que el océano de Mimas es sorprendentemente joven, ya que se formó hace entre 25 y dos millones de años, demasiado recientemente para que sus tumultos abisales estropearan la cara helada de la luna.
“Las implicaciones de esto son simplemente enormes”, dice Carly Howett, un científico planetario de la Universidad de Oxford, que no participó en el nuevo estudio. La primera es que no se debe juzgar una luna por su cobertura: los océanos pueden adornar otros orbes helados aparentemente inertes, como varios satélites de Urano y Neptuno, planetas apenas explorados que, como Saturno, se encuentran en el sistema solar exterior. La segunda implicación es que los océanos de lunas heladas no tienen por qué ser antiguos y duraderos; algunos podrían ser mares incipientes y transitorios.
Un océano dentro de Mimas también reforzaría la idea revolucionaria de que un mundo puede ser susceptible a la biología sin disfrutar del calor del sol. “Quizás la mayoría de los lugares donde hay condiciones habitables no estén en lo que llamamos la ‘zona habitable’”, dice Valéry Laineyastrónomo del Observatorio de París y autor principal del nuevo estudio.
Que la fuerza (de marea) te acompañe
Esa idea revolucionaria comenzó a cristalizar a mediados de la década de 1990 cuando la sonda Galileo de la NASA pasó cerca de Europa y registró una fuerte señal magnética que emanaba de esa luna. Después de un exhaustivo proceso de eliminación, los científicos seleccionaron una capa considerable de fluido eléctricamente conductor (es decir, un océano de agua líquida salada) como la única explicación plausible de la señal. A mediados de la década de 2000, cuando Cassini vio (y tomó muestras) reveladoras columnas de agua de mar que brotaban del polo sur de Encelado, un cambio de paradigma estaba claramente al alcance de la mano: los océanos acechaban prácticamente en todas partes del sistema solar exterior que los científicos miraban.
Mimas era el próximo objetivo natural de Cassini. Al igual que Encelado, tiene una órbita de forma ovalada que lo envía navegando a través de las profundidades y las aguas poco profundas del campo gravitacional de Saturno. Era lógico, entonces, que las entrañas de Mimas seguramente estuvieran siendo exprimidas, generando abundante energía para derretir el hielo, un proceso conocido como calentamiento de marea.
Pero a diferencia de Encelado, Mimas no sólo carece de géiseres sino también de una superficie dinámica y juvenil. “Si miras a Mimas, claramente está geológicamente muerto, ¿verdad?” dice Howett. Está cubierta de cráteres, sobre todo Herschel, un pozo de 80 millas de largo con un pico central prominente que le da a la luna grumosa su estética de Estrella de la Muerte. Características tan austeras y estáticas eran difíciles de conciliar con la presencia de un océano calentado por las mareas cubierto por una fina capa de hielo en constante cambio.
A falta de planes de que alguna nave espacial visite Mimas en el corto plazo, los datos de archivo de la fallecida gran Cassini ofrecían la mejor oportunidad para resolver el enigma. Y las observaciones de Cassini fueron tentadoras. Demostraron que, al igual que Encelado, Mimas se tambalea sobre su eje como una peonza que pierde impulso. Encelado lo hace porque su corteza helada está desacoplada de su océano subyacente, más lento. Por lo tanto, se pensó que los propios movimientos de Mimas podrían surgir de la misma manera. Pero esta opción era indistinguible de otra: en cambio, Mimas podría mantenerse fuera de lugar mediante un núcleo rocoso con forma de pelota de fútbol, sin necesidad de ningún océano.
El Naturaleza Los autores del artículo idearon una manera de decidir entre estas dos posibilidades: examinarían la deriva orbital de Mimas, registrada por Cassini. La respuesta de Mimas a la atracción gravitacional de Saturno diferiría ligeramente dependiendo de la estructura interna de la luna, lo que llevaría a cambios distintos pero sutiles en su deriva orbital alrededor del planeta. “Ya sea sólo la capa de hielo que se desliza sobre el océano o el [scenario in which the] todo el satélite se tambalea [because of an elongated rocky core], la señal en la órbita será diferente”, dice Lainey. Los investigadores descubrieron que el circuito de la luna se desvió unos 10 kilómetros durante la estancia de Cassini en el sistema de Saturno, un ritmo consistente con el chapoteo de un océano de agua líquida de profundidad desconocida debajo de una capa helada resbaladiza de 20 a 30 kilómetros de espesor.
Un pandemonio eterno
El hallazgo de que Mimas tiene un océano es intrigante, pero la juventud inferida de ese océano es lo que ha generado repercusiones en la comunidad científica. “Las implicaciones dan que pensar porque son muy sorprendentes”, dice Francisco Nimmoun científico planetario de la Universidad de California, Santa Cruz, que no participó en el nuevo estudio.
Saturno tiene 4.500 millones de años y durante mucho tiempo se supuso que sus resplandecientes anillos eran igualmente primitivo. Pero hoy en día la mayoría de los astrónomos coinciden en que es probable que estos aros de aspecto joven sean poco más de 100 millones de años, quizás los restos de un derbi de destrucción de varias lunas. Si comparamos esto con la estimación de que Mimas tiene un océano que no tiene más de 25 millones de años, la intriga se profundiza. “Es en realidad joven”, dice Nimmo. Eso significa que “algo especial sucedió en el último 0,1 por ciento de la historia del sistema solar” para formar el océano. ¿Pero que?
“La verdad es que no sabemos la edad de las lunas”, dice Lainey. Quizás Mimas y varios otros satélites de Saturno sean prácticamente bebés, recién forjados a partir de fragmentos rotos de lunas más antiguas que chocaron el uno contra el otro, como lo han sugerido investigaciones recientes. Mimas podría ser simplemente tan joven como su océano.
Alternativamente, Mimas pudo haberse formado hace aproximadamente 100 millones de años, más o menos cuando los anillos de Saturno se fusionaron, o quizás Mimas sea tan venerable como el propio Saturno. De cualquier manera, eso significaría que su órbita de forma ovalada y de cocción de entrañas, esculpida en parte por la atracción gravitacional de sus lunas vecinas, Encelado y Tetis, debe haber surgido recientemente. Mimas bien podría ser viejo, ya que su configuración orbital actual con sus satélites compañeros es el verdadero (y temporal) recién llegado al sistema de Saturno.
Tales posibilidades subrayan una idea fundamental: aunque la actual arquitectura ordenada del sistema solar parece fija e inmutable para el cálculo humano, muchos de sus detalles oscilan al borde de la discordia, con la posibilidad siempre presente de un cambio repentino y radical. Para Lainey, el curioso equilibrio del sistema saturniano entre orden y caos es emblemático de esta verdad mayor. “El sistema evoluciona todo el tiempo”, afirma, desde el pasado lejano hasta el presente.
Respecto a la existencia de un océano en Mimas, “por ahora, optaré por ‘probable’ o incluso ‘probable’”, dice Alyssa Rhoden, geofísico planetario del Southwest Research Institute, que no participó en el nuevo estudio. Pero ella señala que su propia investigación en progreso apoya de forma independiente la presencia de un océano muy joven. Ella y sus colegas también sospechan que, dentro de los próximos 10 millones de años, el menor calentamiento de las mareas debido a la actual evolución orbital de Mimas hará que la luna se parezca más a Encelado: su capa helada se espesará un poco, creando fracturas globales de las cuales brotarán fuentes oceánicas hacia el espacio.
“Creo que lo que Mimas nos dice es que la evolución de las lunas no es simplemente una marcha continua hacia la oscuridad”, dice Rhoden. Gracias a extrañas armonías celestiales, tanto jóvenes como mayores, “a veces las cosas más maravillosas se encuentran en los lugares más improbables”.