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Agua líquida en Encélado
Alberto González Fairén
La nave de la NASA Cassini, en órbita en el sistema de Saturno, encontró a principios del mes de marzo de este año pruebas de la existencia de agua líquida en el pequeño y frío satélite Encélado. El agua es expulsada de la superficie en forma de géiseres, y su presencia cerca de la superficie plantea multitud de interrogantes: ¿por qué es activo Encélado?, ¿de dónde proviene su energía?, ¿hay agua líquida cerca de la superficie?, ¿la actividad está sostenida en el tiempo, de modo que Encélado puede albergar formas de vida?.
(JPL/NASA)
 
Agua líquida en Encélado
medida que la sonda Cassini se aproximaba al sistema de Saturno, se descubrió que su órbita contiene un elevado número de átomos de oxígeno. El oxígeno parece provenir de las moléculas de agua que expulsa Encélado, que después son fotodisociadas en hidrógeno y oxígeno. Las imágenes de alta resolución de Cassini, obtenidas a una distancia de 175 kilómetros de la superficie, muestran penachos de agua helada que expulsan importantes cantidades de partículas a gran velocidad, que no provienen de vapor de agua superficial, sino que se originan en bolsas de agua líquida escondidas en el interior de la luna (figura 1). De esta forma, Encélado se ha convertido en el cuarto cuerpo del Sistema Solar donde sabemos con certeza que existe vulcanismo activo, y el más pequeño, después de la Tierra, Io y Tritón (Miranda, un poco menor aún que Encélado, cesó su actividad hace mucho tiempo; y la actividad volcánica contemporánea en Venus y Marte es tema de permanente debate). Igualmente, es uno de los satélites del Sistema Solar exterior donde puede haber océanos de agua líquida cubiertos por cortezas heladas, como en Europa, Calisto, Titán, o el mismo Tritón, con la diferencia de que en Encélado esta corteza puede tener apenas unas pocas decenas de metros y en los demás cuerpos su potencia es kilométrica.
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Figura 1: Géiseres de hielo de agua en Encélado, visibles al eclipsar la luna la luz del Sol desde la posición de la sonda Cassini. (JPL/NASA)
Encélado orbita alrededor de Saturno en el interior del anillo E del planeta, que se extiende desde tres hasta ocho radios de Saturno. Desde que las sondas Voyager visitaron el sistema de Saturno en 1980 y 1981, cuatro factores principales han hecho suponer que el anillo E se origina de alguna forma en Encélado: la apariencia geológica extremadamente joven de Encélado, con zonas que deben haberse formado hace tan sólo unas pocas horas, según indican el hielo cristalino y la variada tasa de craterización; la correlación entre la máxima densidad del anillo E de Saturno con la órbita del satélite; el hecho de que las partículas que forman el anillo E sean todas de tamaño muy similar (de 0,3 a 3 milímetros), al contrario que las que forman el resto de los anillos; y que la vida media de estas partículas en la órbita de Saturno no supera los 50 años, lo que implica la necesidad de una fuente continua para su reposición. Para comprobar la veracidad de esta hipótesis, se realizó una serie de ocultaciones estelares utilizando el espectrógrafo ultravioleta y el magnetómetro de la sonda Cassini, que mostraron la presencia de una atmósfera muy tenue y de campo magnético. Como Encélado es muy pequeño1 (figura 2) y tiene una gravedad muy reducida (86 veces menor que la de la Tierra), su atmósfera se pierde rápidamente en el espacio interplanetario, a una tasa de 150 a 350 kilogramos de agua por segundo, creando el anillo E.

En general, la atmósfera de Encélado tiene una potencia de hasta 80 kilómetros (aunque conviene recordar que no es una atmósfera retenida gravitacionalmente, si no una atmósfera de escape), y se encuentra a unos -90ºC. La pérdida constante de agua al espacio interplanetario indica sin lugar a dudas que la atmósfera detectada debe mantener una fuente de reposición de sus componentes. Cassini demostró que hay zonas en las que la densidad atmosférica es netamente superior, y que no existe una distribución global uniforme. De hecho, el máximo de concentración de partículas tiene lugar sobre el polo sur de Encélado, lo que confirma la existencia de un importante géiser en esa zona. Las mediciones de Cassini han confirmado que el polo sur está considerablemente más caliente que el resto del satélite (figura 3), y que aquí la superficie ha sufrido roturas y ajustes recientemente (figura 4), facilitando la expulsión de agua, otros gases y partículas sólidas.
Comparación
Figura 2: Encélado es un mundo muy pequeño. Aquí lo vemos en comparación con el Reino Unido. (JPL/NASA)
Zona cálida en el polo sur
Figura 3: Zona cálida en el polo sur de Encélado. Temperaturas en grados Kelvin. (JPL/NASA)
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Figura 4: Bandas tectónicas, posiblemente activas, en Encélado. Se indica la temperatura promedio de cada región rectangular (en grados Kelvin). (JPL/NASA)
La situación polar del mayor géiser de Encélado se puede explicar si se tiene en cuenta que una zona más cálida, menos densa, y por consiguiente con tendencia a ascender hacia capas superiores de la corteza, se reorientará de forma mecánica gravitacionalmente hacia un polo, en el eje de rotación, de forma que las zonas más masivas queden en el ecuador, la posición más estable en una esfera para que el exceso de masa rote. Esta redistribución de masas es un factor más que confirma la presencia de un océano de agua líquida en el interior de Encélado: la reorientación se vería enormemente facilitada si existiera un océano de agua líquida en el interior, ya que desacoplaría las capas sólidas exteriores e interiores, eliminando la necesidad de que rotara el interior del satélite.

El material que es expulsado a través de los géiseres está compuesto fundamentalmente por agua, nitrógeno, dióxido de carbono, metano y propano. Sorprendentemente, no hay amoniaco en las emisiones de los géiseres: el amoniaco ha sido citado frecuentemente como un posible componente del hipotético océano subsuperficial de Encélado, ya que es un poderoso anticongelante. De esta forma, sigue sin conocerse con exactitud qué factores contribuyen a mantener líquida la capa subsuperficial que da lugar a los géiseres (figura 5).

En cualquier caso, el material que forma los géiseres provendría del océano interno, ofreciendo pistas fundamentales para entender su composición y evolución química. ¿Puede ser un océano salado y ácido? ¿Puede albergar vida? Muchas de las preguntas pendientes encontrarán respuesta en la primavera de 2008, cuando Cassini pase varias veces a menos de 350 kilómetros de la superficie de Encélado. Sin embargo, la sonda no está diseñada para responder a preguntas sobre la vida en Encélado. Si existiera algún tipo de biología, tendría que poder soportar bajísimas temperaturas, vivir con escasa energía metabólica, y ser capaz de medrar en un entorno químico severo. En todo caso, parece que Encélado alberga una de las mayores reservas de agua líquida del Sistema Solar.
Modelo géiser de Encélado
Figura 5: Modelo térmico del interior de Encélado. (JPL/NASA)
1Su diámetro es similar a la distancia entre La Coruña y Málaga (España).
 
Madrid, España, 25 de Mayo de 2006.
 
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