Las pequeñas lunas heladas en los confines de nuestro sistema solar pueden ocultar océanos en ebullición debajo de sus superficies, según un nuevo estudio.
Investigaciones anteriores encontraron que algunas de las lunas heladas del sistema solar exterior, como Encélado, la luna de Saturno, no están congeladas. En cambio, pueden albergar océanos entre sus capas de hielo y núcleos rocosos. Debido a que en la Tierra prácticamente hay vida dondequiera que haya agua, esto ha generado la esperanza de que esos océanos ocultos puedan ser los mejores sitios en nuestro sistema solar para buscar vida extraterrestre.
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“Estábamos especialmente interesados en saber si las tensiones podrían conducir a la formación de grietas que conecten la superficie con el océano subterráneo, permitiendo la erupción de agua líquida desde un océano potencialmente habitable al espacio”, dijo Rudolph a Space.com.
En trabajos anteriores, Rudolph y sus colegas se centraron en lo que les sucede a estas lunas cuando sus capas de hielo se vuelven más gruesas. Como el hielo ocupa un volumen mayor que una masa similar de agua líquida, la congelación ejerce presión sobre las capas de hielo, generando características como las “rayas de tigre” que se ven en Encelado.
En el nuevo estudio, los investigadores exploraron lo que sucede cuando las capas heladas de estas lunas se vuelven más delgadas debido al derretimiento del fondo. Por ejemplo, investigaciones anteriores descubrieron que una oscilación en la órbita de Mimas, la luna de Saturno, se debía potencialmente a un océano bajo su corteza helada que probablemente surgió en los últimos 10 millones de años, dado que su superficie aún conserva muchas características antiguas, como los cráteres. Este océano probablemente surgió cuando el caparazón de Mimas se derritió debido a interacciones con otras lunas de Saturno.
Los científicos descubrieron que si estas capas de hielo se adelgazan, la presión que ejercen sobre los océanos disminuye. En las lunas heladas más pequeñas, como Mimas y Encelado o Miranda de Urano, la presión podría disminuir lo suficiente como para alcanzar el llamado “punto triple”, una combinación específica de temperatura y presión en la que el hielo, el agua líquida y el vapor de agua pueden coexistir. Esto puede hacer que las capas de los océanos más cercanas a sus capas heladas hiervan después de que las capas heladas se adelgacen entre tres y nueve millas (cinco a 15 kilómetros).
“Este es el tipo de ebullición que ocurre a bajas temperaturas, no el tipo de ebullición que ocurre en las cocinas cuando se calienta agua a más de 100 grados C. [212 degrees F]”, dijo Rudolph. “En cambio, está hirviendo muy cerca de cero grados C [32 degrees F]. Entonces, para cualquier forma de vida potencial debajo de esa zona de ebullición, la vida podría continuar como de costumbre”.
Por el contrario, en lunas de hielo más grandes, de más de 370 millas (600 km) de ancho, como Titania de Urano, la caída de presión debido al derretimiento del hielo causaría que la capa de hielo se rompiera antes de alcanzar el punto triple para el agua, calculó el equipo. Los investigadores sugieren que las características de la geología de Titania, como las crestas arrugadas, podrían haber sido el resultado de un período de adelgazamiento de la capa de hielo seguido de un nuevo espesamiento.
Los gases resultantes de la ebullición podrían tener varios efectos, como la formación de clatratos, estructuras heladas complejas que atrapan las moléculas de gas. “El trabajo futuro abordará estos procesos en detalle para comprender qué sucede con el gas una vez que ha sido liberado de un océano y qué tipo de características superficiales esperaríamos que se formen en asociación con estos procesos”, dijo Rudolph.
Los científicos detallaron sus hallazgos en línea el 24 de noviembre en la revista Nature Astronomy.