Detectan calor endógeno en el polo norte de Encélado
Un nuevo estudio liderado por investigadores de la Universidad de Oxford, el Southwest Research Institute y el Instituto de Ciencias Planetarias de Tucson, Arizona, ha proporcionado la primera evidencia de un significativo flujo de calor en el polo norte de Encélado, revirtiendo las suposiciones anteriores de que la pérdida de calor se limitaba a su polo sur activo.
Este hallazgo confirma que la luna helada emite mucho más calor del que cabría esperar si fuera un cuerpo inerte, lo que refuerza la hipótesis de que podría albergar vida.
Encélado es un mundo muy activo, con un océano subsuperficial global y salado, que se cree es la fuente de su calor. La presencia de agua líquida, calor y los compuestos químicos adecuados (como fósforo e hidrocarburos complejos) hacen que su océano subsuperficial sea considerado uno de los mejores lugares de nuestro sistema solar para que la vida haya evolucionado fuera de la Tierra.
Pero este océano subsuperficial solo puede albergar vida si posee un entorno estable, con sus pérdidas y ganancias de energía en equilibrio. Este equilibrio se mantiene gracias al calentamiento de marea: la gravedad de Saturno estira y comprime la luna a medida que orbita, generando calor en su interior.
Si Encélado no obtiene suficiente energía, su actividad superficial disminuirá o cesará, y el océano podría llegar a congelarse. Por otro lado, un exceso de energía podría aumentar la actividad oceánica, alterando su entorno.
"Encélado es un objetivo clave en la búsqueda de vida fuera de la Tierra, y comprender la disponibilidad a largo plazo de su energía es fundamental para determinar si puede albergar vida", afirmó la Dra. Georgina Miles (Instituto de Investigación del Sudoeste y científica visitante del Departamento de Física de la Universidad de Oxford), autora principal del artículo.
Imagen: Se descubrió que el polo norte de Encélado, la luna de Saturno (imagen superior), presenta un flujo de calor significativo, lo que contradice la creencia anterior de que la pérdida de calor se limitaba a su polo sur, geológicamente activo. En Encélado, el norte se encuentra arriba y está girado 38 grados a la izquierda. La imagen fue tomada en luz visible con la cámara de ángulo estrecho de la sonda Cassini el 27 de noviembre de 2016. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI
Hasta ahora, las mediciones directas de la pérdida de calor de Encélado solo se habían realizado en el polo sur, donde espectaculares columnas de hielo y vapor de agua brotan de profundas fisuras en la superficie. En cambio, se creía que el polo norte era geológicamente inactivo.
Utilizando datos de la nave espacial Cassini de la NASA, los investigadores compararon observaciones de la región polar norte en pleno invierno (2005) y verano (2015). Estos se utilizaron para medir cuánta energía pierde Encélado de su océano subsuperficial "cálido" (0 °C, 32 °F) a medida que el calor viaja a través de su capa de hielo hasta la superficie gélida 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 observaciones infrarrojas del espectrómetro infrarrojo compuesto (CIRS) de Cassini, el equipo descubrió que la superficie del polo norte era aproximadamente 7 K más cálida de lo previsto. Esta discrepancia solo podía explicarse por la fuga de calor del océano subyacente.
El flujo de calor medido (46 ± 4 milivatios por metro cuadrado) puede parecer pequeño, pero esto es aproximadamente dos tercios de la pérdida de calor (por unidad de área) a través de la corteza continental de la Tierra. En todo el norte de Encélado, esta pérdida de calor por conducción asciende a unos 35 gigavatios: aproximadamente equivalente a la producción de más de 66 millones de paneles solares (con una potencia de 530 W) o 10.500 aerogeneradores (con una potencia de 3,4 MW).
Si se combina con el calor previamente estimado que escapa del polo sur activo de Encélado, la pérdida total de calor de la luna asciende a 54 gigavatios, una cifra que coincide estrechamente con la entrada de calor prevista procedente de las fuerzas de marea. Este equilibrio entre la producción y la pérdida de calor sugiere fuertemente que el océano de Encélado puede permanecer líquido durante escalas de tiempo geológicas, ofreciendo un entorno estable donde potencialmente podría surgir la vida.
Imagen: Un nuevo estudio ha acotado el flujo de calor conductivo global de Encélado mediante el análisis de sus variaciones estacionales de temperatura en su polo norte (amarillo). Estos resultados, junto con los ya existentes de su región polar sur, altamente activa (rojo), proporcionan la primera restricción observacional del balance de pérdidas de energía de Encélado (<54 GW), lo cual concuerda con la entrada de energía prevista (entre 50 y 55 GW) procedente del calentamiento de marea. Esto implica que la actividad actual de Encélado es sostenible a largo plazo, un requisito fundamental para la evolución de la vida, que se cree posible en su océano subsuperficial global. Crédito: Universidad de Oxford / NASA / JPL-CalTech / Instituto de Ciencias Espaciales (PIA19656 y PIA11141)
"Comprender cuánto calor pierde Encélado a nivel global es crucial para saber si puede albergar vida", afirmó la Dra. Carly Howett (Departamento de Física, Universidad de Oxford e Instituto de Ciencias Planetarias de Tucson, Arizona), autora principal del artículo. "Es realmente emocionante que este nuevo resultado respalde la sostenibilidad a largo plazo de Encélado, un componente fundamental para el desarrollo de la vida".
Según los investigadores, el siguiente paso clave será determinar si el océano de Encélado ha existido el tiempo suficiente para que se desarrollara la vida. Por el momento, su edad aún es incierta.
El estudio también demostró que los datos térmicos pueden utilizarse para estimar de forma independiente el espesor de la capa de hielo, una métrica importante para futuras misiones que planeen explorar el océano de Encélado, por ejemplo, utilizando módulos de aterrizaje robóticos o sumergibles.
Los resultados sugieren que el hielo tiene una profundidad de entre 20 y 23 km en el polo norte, con un promedio global de entre 25 y 28 km, ligeramente superior a las estimaciones previas obtenidas mediante otras técnicas de teledetección y modelado.
"Determinar las sutiles variaciones de temperatura superficial causadas por el flujo de calor conductivo de Encélado a partir de sus cambios de temperatura diarios y estacionales fue un desafío, y solo fue posible gracias a las misiones prolongadas de Cassini", agregó el Dr. Miles. "Nuestro estudio subraya la necesidad de misiones a largo plazo a mundos oceánicos que puedan albergar vida, y el hecho de que los datos podrían no revelar todos sus secretos hasta décadas después de haber sido obtenidos".
La investigación se publica en la revista Science Advances: Endogenic heat at Enceladus’ north pole
