Descubriendo evidencia de un océano interno en la pequeña luna de Saturno


Un científico del Southwest Research Institute se dispuso a demostrar que la pequeña luna más interna de Saturno era un satélite inerte congelado y, en cambio, descubrió pruebas convincentes de que Mimas tiene un océano interno líquido. En los últimos días de la misión Cassini de la NASA, la nave espacial identificó una curiosa libración u oscilación en la rotación de la luna, que a menudo apunta a un cuerpo geológicamente activo capaz de albergar un océano interno.

Un científico del SwRI descubrió que la pequeña luna de Saturno, Mimas (izquierda), probablemente tenga algo en común con su vecino más grande, Encelado: un océano interno debajo de una gruesa superficie helada. Pensado para ser un satélite inerte congelado, Mimas ahora se considera un mundo oceánico «sigiloso» con una superficie que no traiciona lo que hay debajo. Este descubrimiento podría ampliar en gran medida el número de mundos potencialmente habitables que se cree que existen. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencias Espaciales

«Si Mimas tiene un océano, representa una nueva clase de pequeños mundos oceánicos ‘sigilosos’ con superficies que no traicionan la existencia del océano», dijo la Dra. Alyssa Rhoden de SwRI, especialista en geofísica de satélites helados, particularmente aquellos que contienen océanos y la evolución de los sistemas de satélites de planetas gigantes.

Uno de los descubrimientos más profundos de la ciencia planetaria en los últimos 25 años es que los mundos con océanos debajo de capas de roca y hielo son comunes en nuestro sistema solar. Dichos mundos incluyen los satélites helados de los planetas gigantes, como Europa, Titán y Encelado, así como planetas distantes como Plutón. Los mundos como la Tierra con océanos superficiales deben residir dentro de un rango estrecho de distancias de sus estrellas para mantener las temperaturas que sustentan los océanos líquidos. Sin embargo, los mundos oceánicos de agua interior (IWOW) se encuentran en un rango de distancias mucho más amplio, lo que amplía enormemente la cantidad de mundos habitables que probablemente existan en toda la galaxia.

«Debido a que la superficie de Mimas está llena de cráteres, pensamos que era solo un bloque de hielo congelado», dijo Rhoden. «Los IWOW, como Encelado y Europa, tienden a estar fracturados y muestran otros signos de actividad geológica. Resulta que la superficie de Mimas nos estaba engañando, y nuestra nueva comprensión ha ampliado enormemente la definición de un mundo potencialmente habitable en nuestro sistema solar y más allá de.»

Los procesos de marea disipan la energía orbital y rotacional como calor en un satélite. Para que coincida con la estructura interior deducida de la libración de Mimas, el calentamiento de las mareas dentro de la luna debe ser lo suficientemente grande como para evitar que el océano se congele, pero lo suficientemente pequeño como para mantener una gruesa capa de hielo. Usando modelos de calentamiento de mareas, el equipo desarrolló métodos numéricos para crear la explicación más plausible para una capa de hielo en estado estacionario de entre 14 y 20 millas de espesor sobre un océano líquido.

«La mayoría de las veces, cuando creamos estos modelos, tenemos que ajustarlos para producir lo que observamos», dijo Rhoden. «Esta vez, la evidencia de un océano interno simplemente surgió de los escenarios de estabilidad de capa de hielo más realistas y de las libraciones observadas».

El equipo también descubrió que el flujo de calor de la superficie era muy sensible al grosor de la capa de hielo, algo que podría verificar una nave espacial. Por ejemplo, la nave espacial Juno está programada para volar por Europa y usar su radiómetro de microondas para medir los flujos de calor en esta luna joviana. Estos datos permitirán a los científicos comprender cómo el flujo de calor afecta las capas heladas de mundos oceánicos como Mimas, que son particularmente interesantes a medida que el Europa Clipper de la NASA se acerca a su lanzamiento en 2024.

«Aunque nuestros resultados respaldan un océano actual dentro de Mimas, es un desafío reconciliar las características geológicas y orbitales de la luna con nuestra comprensión actual de su evolución orbital térmica», dijo Rhoden. «Evaluar el estado de Mimas como luna oceánica compararía los modelos de su formación y evolución. Esto nos ayudaría a comprender mejor los anillos de Saturno y las lunas medianas, así como la prevalencia de lunas oceánicas potencialmente habitables, en particular en Urano. Mimas es un estudio convincente objetivo para continuar la investigación».

Rhoden es codirector de la Red de Coordinación de Investigación de los Mundos Oceánicos de la NASA y anteriormente se desempeñó en el Comité de Astrobiología y Ciencias Planetarias de las Academias Nacionales. Un artículo que describe esta investigación se publicó en línea en Icarus.

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