En el esfuerzo continuo por descubrir los secretos de Saturno y su sistema de lunas, se han descubierto algunas cosas realmente fascinantes e inspiradoras. Además de cosas como lagos de metano y atmósferas ricas en propano ( Titán ) a la luna que se asemeja a la Estrella de la Muerte ( mimos ), también se está volviendo muy claro que el planeta más allá de la Tierra puede albergar océanos interiores e incluso organismos extraterrestres.
En ningún lugar es esto más evidente que en Encelado, la sexta luna más grande de Saturno, que también posee algunas de las características más interesantes del Sistema Solar exterior. Estos incluyen largas vetas de hielo azul que se asemejan a rayas, sin mencionar las asombrosas columnas de hielo de agua que se han visto periódicamente saliendo del polo sur de la luna. Estos, a su vez, aumentan la posibilidad de que haya agua líquida debajo de la superficie, ¡y posiblemente incluso vida!
Descubrimiento y denominación:
Encelado, descubierto en 1789 por William Herschel, lleva el nombre de uno de los gigantes de la mitología griega. De hecho, todas las grandes lunas de Saturno llevan el nombre de los Titanes, como sugirió el hijo de William Herschel, John Herschel. Eligió estos nombres porque Saturno (conocido en la mitología griega como Kronos) era el padre de los Titanes.
Por el contrario, de acuerdo con las convenciones de nomenclatura de la IAU para Encelado, las características reciben nombres de personajes y lugares de la historia clásica.Mil y una noches(también conocido como.Noches árabes).Los cráteres de impacto reciben el nombre de caracteres, mientras que otros tipos de características, como fossae (depresiones largas y estrechas), dorsa (crestas), planitia (llanuras) y surcos (surcos largos paralelos), reciben el nombre de lugares.
Comparación de tamaño entre la luna Croniana Encelado, la Luna y la Tierra. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Tom Reding
Tamaño, masa y órbita:
Con un radio medio de 252 km, Encelado tiene un tamaño equivalente a 0,0395 Tierras (o 0,1451 Lunas). Pero con una masa de 1.08 × 1020kg, es solo 0.000018 masivo. El planeta tiene una excentricidad muy pequeña (0,0047) y orbita Saturno a una distancia media (eje semi-mayor) de 237,948 km, entre las órbitas de Mimas y Tetis.
Encelado tarda 32,9 horas (1,37 días) en completar una sola órbita alrededor de Saturno, y actualmente se encuentra en una resonancia orbital de movimiento medio 2: 1 con Dione; lo que significa que completa dos órbitas de Saturno por cada órbita completada por Dione. Esta resonancia forzada es lo que mantiene la excentricidad orbital de Encelado y da como resultado la deformación de las mareas, y la disipación de calor resultante es la principal fuente de calor para la actividad geológica de Encelado.
Como la mayoría de los satélites naturales más grandes de Saturno, Encelado gira sincrónicamente con su período orbital, manteniendo una cara apuntando hacia Saturno. El planeta también experimenta libración forzada, donde parece oscilar en relación con las otras lunas de Saturno, lo que también puede proporcionar a Encelado una fuente de calor interna.
Composición y características de la superficie:
Encelado tiene una densidad de 1,61 g / cm³, que es más alta que los otros satélites helados de tamaño mediano de Saturno, lo que sugiere una composición que incluye un mayor porcentaje de silicatos y hierro. También se cree que se diferencia en gran medida entre un núcleo geológicamente activo y un manto helado, con un océano de agua líquida ubicado entre ellos.
Las mediciones de gravedad realizadas por la nave espacial Cassini de la NASA y la Red del Espacio Profundo sugieren que la luna de Saturno, Encelado, alberga un gran océano interior debajo de su polo sur.Crédito:NASA / JPL-Caltech
La existencia de este océano de agua líquida ha sido objeto de debate científico desde 2005, cuando los científicos observaron por primera vez penachos que contienen vapor de agua escupiendo desde la superficie del polo sur de Encelado. Estos chorros son capaces de dispensar 250 kg de vapor de agua por segundo a velocidades de hasta 2189 km / h (1360 mph) y alcanzar los 500 km en el espacio.
En 2006, se determinó que las plumas de Encelado son la fuente de Anillo E de Saturno y reponerlo activamente . Según medidas realizadas por el Cassini-Huygens sonda, estas emisiones están compuestas principalmente de vapor de agua, así como de componentes menores como nitrógeno molecular, metano y dióxido de carbono. Otras observaciones señalaron la presencia de hidrocarburos simples como metano, propano, acetileno y formaldehído.
El análisis combinado de imágenes, espectrometría de masas y datos magnetosféricos sugiere que la pluma del polo sur observada emana de cámaras subterráneas presurizadas. La intensidad de las erupciones varía significativamente debido a cambios en la órbita de Encelado. Básicamente, las plumas son aproximadamente cuatro veces más brillantes cuando Encelado está en apoapsis (el más alejado de Saturno), lo cual es consistente con los cálculos geofísicos que predicen que las fisuras del polo sur estarán bajo menos compresión, abriéndolas así más.
La existencia de agua subterránea fue confirmada gracias a las evidencias aportadas por elCassinimisión en 2014. Esto incluyó mediciones de gravedad obtenidas durante los sobrevuelos de 2010-2012, que confirmaron la existencia de un polo sur océano subsuperficial de agua líquida dentro de Encelado con un espesor de alrededor de 10 km.
Representación artística de la posible actividad hidrotermal que puede estar teniendo lugar en y bajo el lecho marino de Encelado. Crédito: NASA / JPL
Además, durante el Sobrevuelo del 14 de julio de 2005 , la sonda Cassini también detectó la presencia de escape de calor interno en la región polar sur. Estas temperaturas eran demasiado altas para atribuirse al calentamiento solar y, combinadas con la actividad del géiser, parecían indicar que el interior del planeta todavía está geológicamente activo.
Otros estudios de las mediciones de la libración de Encelado mientras orbita Saturno sugieren fuertemente que toda la corteza helada está separada del núcleo rocoso, lo que significaría que el océano debajo de su superficie tiene todo el planeta. La cantidad de libración implica que este océano global tiene una profundidad de 26 a 31 kilómetros (en comparación con la profundidad media del océano de la Tierra de 3,7 kilómetros).
Las observaciones de la superficie de Encelado han revelado cinco tipos de terreno: terreno lleno de cráteres, terreno suave (joven), terreno estriado (a menudo bordeando áreas lisas), grietas lineales, escarpes, depresiones y surcos. Los estudios del terreno lleno de cráteres, las llanuras suaves y otras características indican un nivel de resurgimiento que sugiere que la tectónica es un factor importante en la historia geológica de Encelado.
Observaciones recientes deCassinihan proporcionado una mirada más cercana a la distribución y el tamaño del cráter. Estas características han sido nombradas por la IAU por personajes y lugares de la traducción de Burton deEl libro de las mil y una noches- es decir, el cráter Shahrazad, las llanuras de Diyar, la depresión de Anbar.
Impresión artística de la vista de Saturno desde Encelado, con géiseres en erupción a la derecha en primer plano. Crédito: Michael Carroll
Las llanuras suaves están dominadas por hielo limpio y fresco, lo que le da a Encelado lo que posiblemente sea la superficie más reflectante del Sistema Solar (con un albedo geométrico visual de 1,38). Estas áreas tienen pocos cráteres, lo que indica que probablemente tengan menos de unos pocos cientos de millones de años. Además, la relativa juventud de estas regiones es una indicación de que criovolcanismo y otros procesos renuevan activamente la superficie.
El terreno más antiguo no solo está lleno de cráteres, sino que también se han observado numerosas fracturas, lo que sugiere que la superficie ha estado sujeta a una gran deformación desde que se formaron los cráteres. Algunas áreas muestran regiones sin cráteres, lo que indica importantes eventos de resurgimiento en el pasado geológicamente reciente. Las fisuras, llanuras, terreno ondulado y otras deformaciones de la corteza también indican que Encelado es geológicamente activo.
Uno de los tipos más dramáticos de características tectónicas que se encuentran en Encelado son sus cañones de ruptura. Estos cañones pueden tener hasta 200 km de largo, 5 a 10 km de ancho y 1 km de profundidad. Tales características son geológicamente jóvenes, porque atraviesan otras características tectónicas y tienen un relieve topográfico nítido con afloramientos prominentes a lo largo de las caras de los acantilados.
La evidencia de la tectónica en Encelado también se deriva de un terreno ranurado, que consta de carriles de formaciones curvas y crestas que a menudo separan las llanuras lisas de las regiones con cráteres. Las fracturas profundas son otra, que a menudo se encuentran en bandas que atraviesan un terreno lleno de cráteres, y que probablemente fueron influenciadas por la formación de regolitos debilitados producidos por cráteres de impacto.
Encelado, que muestra la famosa característica 'Rayas de tigre': una serie de fracturas unidas a ambos lados por hielo de colores. Crédito: NASA / JPL / Space Science Institute
También se pueden ver surcos lineales que atraviesan otros tipos de terreno, como los cinturones de surcos y crestas. Al igual que las profundas fisuras, se encuentran entre las características más jóvenes de Encelado. Sin embargo, algunos surcos lineales se han suavizado como los cráteres cercanos, lo que sugiere que son más antiguos. También se han observado crestas en Encelado, aunque son relativamente limitadas en extensión y miden hasta un kilómetro de altura.
Otras características interesantes incluyen el ' Rayas de tigre “: Una serie de fracturas delimitadas a ambos lados por crestas en la región polar sur que están rodeadas por hielo de agua de grano grueso de color verde menta. Estas fracturas parecen ser las características más jóvenes de esta región y, combinadas con la falta de cráteres de impacto en esta área, son una prueba más de la actividad geológica.
Atmósfera:
Encelado, la luna de Saturno, tiene una atmósfera mayor que la de todas las demás del Sistema Solar, con la excepción de Titán . La fuente de la atmósfera se atribuye al criovolcanismo periódico, que provoca que los gases y vapores escapen de la superficie o del interior. La evidencia de una atmósfera tenue provino de las lecturas del magnetómetro proporcionadas por elCassiniInvestigación en 2005.
Este consistió en una mayor detección en la potencia de las ondas ciclotrónicas de iones, que son producidas por la interacción de partículas ionizadas y campos magnéticos. Durante los siguientes dos encuentros, el equipo del magnetómetro determinó que los gases en la atmósfera de Encelado se concentran sobre la región del polo sur, siendo la densidad atmosférica lejos del polo mucho menor.
Géiseres de vapor de agua en erupción desde el polo sur de Encelado. Crédito: NASA / JPL
Al igual que el contenido de las columnas de chorro, esta atmósfera está compuesta principalmente de vapor de agua (91%), pero también muestra signos de componentes menores como nitrógeno molecular (4%) y dióxido de carbono (3,2%). También ha habido evidencia de hidrocarburos simples, que toman la forma de metano (1,7%), así como trazas de propano, acetileno y formaldehído.
Habitabilidad:
Desde el descubrimiento de los géiseres de Encelado y la evidencia que sugirió un océano interior, los científicos han especulado sobre la posibilidad de que haya vida en Encelado. Debido a que refleja tanta luz solar, la temperatura media de la superficie al mediodía solo alcanza los -198 ° C, lo que la hace algo más fría que otros satélites cronianos. Sin embargo, dentro del núcleo, existen múltiples indicaciones de vida.
Su resonancia con Dione excita su excentricidad orbital, que las fuerzas de marea humedecen, lo que resulta en el calentamiento de las mareas de su interior. Esto ofrece una posible explicación de su actividad geológica y también sugiere que sus océanos interiores son más cálidos cerca del núcleo. Además, los modelos geológicos han indicado que el gran núcleo rocoso es poroso, lo que permite que el agua fluya a través de él para recoger calor.
A modelo del océano de Encelado creado por Christopher R. Glein et al. (2015) sugiere que tiene un pH alcalino de 11 a 12. Este pH alto (alcalino) se interpreta como una consecuencia de la serpentinización de la roca condrítica, que conduce a la generación de hidrógeno molecular (H²). Esta fuente geoquímica de energía puede ser metabolizada por microbios metanógenos para proporcionar energía para la vida.
La presencia de un océano salado interno con una fuente de energía y compuestos orgánicos simples son todos fuertes indicios de que los microbios pueden existir más cerca del núcleo, donde el agua es cálida y existen los componentes básicos de la vida.
Exploración:
Aunque se descubrió por primera vez a finales del siglo XVIII, los astrónomos no sabían mucho sobre esta luna durante muchos siglos. No fue hasta que fue visitado por primera vez en una serie de sobrevuelos por los dos Viajar nave espacial en la década de 1980 que ciertas cosas comenzaron a hacerse evidentes sobre Encelado.
Impresión artística de la Voyager 1 llegando a Saturno y su sistema de lunas. Créditos de imagen: NASA / JPL - Caltech
Para empezar, elViajarLas misiones mostraron que el planeta tiene un diámetro de solo 500 km (310 millas), lo que lo hace menos de una décima parte del diámetro de Titán, la luna más grande de Saturno. También señalaron que la mayor parte de la superficie está cubierta de hielo limpio y fresco; dándole una apariencia pura, blanca como la nieve que también atrae cerca del 100% de la luz solar que incide en su superficie.
losViajar1La misión también confirmó que Encelado estaba incrustado en la parte más densa del difuso anillo E de Saturno. Combinado con la aparente apariencia juvenil de la superficie,ViajarLos científicos sugirieron que el anillo E consistía en partículas expulsadas de la superficie de Encelado. losViajar 2La misión proporcionó mejores fotografías que su predecesora, confirmando la presencia de una superficie juvenil, pero también otras características.
Para 2005, elCassiniLa nave espacial comenzó a realizar múltiples sobrevuelos cercanos de Encelado, revelando su superficie y entorno con mayor detalle. En particular,Cassinidescubrió las columnas ricas en agua que se ventilan desde la región polar sur de Encelado, que se convirtió en el tema de mucha investigación y especulación.
Cassiniha proporcionado pruebas sólidas de que Encelado tiene un océano con una fuente de energía, nutrientes y moléculas orgánicas, lo que convierte a Encelado en uno de los mejores lugares para el estudio de entornos potencialmente habitables para la vida extraterrestre.Por el contrario, se cree que el agua está en la luna de Júpiter. Europa se encuentra debajo de una capa de hielo mucho más gruesa.
Una ilustración artística de la nave espacial Cassini. Crédito de la imagen: NASA / JPL
Cassini’El último sobrevuelo tuvo lugar el 14 de octubre de 2015, pasando la luna a una altitud de 1.839 kilómetros (1.142 millas) sobre la región polar norte. Esta fue la primera vez queCassinihabía podido observar la región polar norte, debido a que en todas las ocasiones anteriores, la región norte estaba experimentando su ciclo invernal y estaba oculta por la oscuridad.
Los instrumentos de Cassini tomaron fotografías de múltiples características de la superficie, incluidos cráteres (muchos de los cuales parecen estar derritiéndose), fracturas y arrugas. Se cree que las últimas características son una indicación de que la velocidad de rotación de la luna ha cambiado, lo que puede ser otra indicación de que la superficie ha sufrido múltiples episodios de actividad geológica durante gran parte de su vida.
Los descubrimientosCassiniha realizado en Encelado han impulsado estudios sobre conceptos de misión de seguimiento. En 2013, la NASA propuso una posible misión de devolución de muestras a Encelado que involucraría un orbitador de bajo costo. Esta misión se lanzaría durante la década de 2020 y los últimos 15 años.
Otra propuesta para un sobrevuelo de la sonda, conocida como Viaje a Encelado y Titán (JET) analizaría el contenido de la plumaen el lugar.Propuesta en respuesta al Anuncio de Oportunidad de Descubrimiento de 2010 de la NASA, la misión involucraría a un orbitador que realizara estudios de espectroscopía de masas de alta resolución de Encelado y Titán, evaluándolos para su potencial biológico.
los Centro aeroespacial alemán También ha propuesto estudiar la habitabilidad del océano subsuperficial de Encelado utilizando un Explorador de Encelado , y dos conceptos de misión orientados a la astrobiología (el Buscador de vida de Encelado y Investigación de vida para Encelado ). En 2007, la Agencia Espacial Europea (ESA) propuso enviar una sonda a Encelado en una misión que se combinaría con estudios de Titán, conocida como Tándem (Misión Titán y Encelado).
Además, está el Misión del sistema Titan Saturno (TSSM), una propuesta conjunta de clase insignia de NASA / ESA para explorar Lunas de Saturno (con un enfoque en Encelado).TSSMestaba compitiendo contra el Misión del sistema Europa Júpiter (EJSM) propuesta de financiación. En febrero de 2009, se anunció que la NASA / ESA había otorgado laEJSMprioridad de la misión por delante deTSSM, a pesar de queTSSMseguirá siendo estudiado y evaluado.
Encelado es un objetivo tentador para futuras investigaciones y exploraciones, y por una buena razón. Para empezar, es uno de los pocos cuerpos del Sistema Solar (junto con la Tierra, Io y Tritón ) haber confirmado la actividad volcánica contemporánea. En segundo lugar, está la clara posibilidad de que exista vida debajo de su superficie helada, al igual que Europa. Pero con Encelado, llegar a un lugar donde pudiéramos estudiar que la vida sería mucho más fácil.
Como tal, es casi seguro que cualquier misión a Saturno y / o al Sistema Solar exterior en los próximos años probablemente involucrará un sobrevuelo cercano de Encelado. ¡Quizás incluso hagamos estallar un módulo de aterrizaje y un explorador acuático para examinar la superficie y alcanzar un pico debajo de ella!
Hemos escrito muchos artículos sobre Encelado para Universe Today. Aquí hay un artículo sobre sal que se encuentra en las plumas de Encelado , y el posibilidad de un océano líquido en Encelado .
Y aquí hay un resumen de Los descubrimientos más interesantes de Cassini .
Si desea obtener más información sobre Encelado, consulte Guía de exploración del sistema solar de la NASA , y aquí hay un vínculo a un genial imagen de mosaico de Encelado .
Grabamos un episodio de Astronomy Cast sobre las lunas de Saturno. Escucha aqui, Episodio 61: Las lunas de Saturno .
Fuentes: