Cómo Encelado consiguió sus rayas

Visto por primera vez por la misión Cassini a Saturno, las "rayas de tigre" de Encelado no se parecen a nada más en nuestro Sistema Solar. Crédito: NASA, ESA, JPL, SSI, Equipo de imagen de Cassini.

La luna helada de Saturno Encelado es de gran interés para los científicos debido a su océano sub-superficial, por lo que es un objetivo principal para aquellos que buscan vida en otros lugares. Una nueva investigación dirigida por Doug Hemingway de Carnegie revela la física que rige las fisuras a través de las cuales el agua del océano brota de la superficie helada de la luna, dando a su polo sur una apariencia inusual de "franja de tigre". 

"Vistas por primera vez por la misión Cassini a Saturno, estas rayas son como nada conocido en nuestro Sistema Solar", explicó el autor principal Hemingway. "Son paralelos y están espaciados uniformemente, a unos 130 kilómetros de largo y 35 kilómetros de distancia. Lo que los hace especialmente interesantes es que están en erupción continua con hielo de agua, incluso mientras hablamos. Ningún otro planeta o luna helada tiene algo como esto". 

Trabajando con Max Rudolph de la Universidad de California, Davis y Michael Manga de UC Berkeley, Hemingway usó modelos para investigar las fuerzas físicas que actúan sobre Encelado que permiten que se formen y permanezcan las fisuras de la franja de tigre. Sus hallazgos han sido publicados por Nature Astronomy. 

El equipo estaba particularmente interesado en comprender por qué las rayas están presentes solo en el polo sur de la luna, pero también estaban interesados ​​en descubrir por qué las grietas están tan separadas. 

La respuesta a la primera pregunta resulta ser una cuestión de azar. Los investigadores revelaron que las fisuras que forman las rayas del tigre de Encelado podrían haberse formado en cualquier polo, el sur se abrió primero. 

Encelado experimenta calentamiento interno debido a la excentricidad de su órbita. A veces está un poco más cerca de Saturno y a veces un poco más lejos, lo que hace que la luna se deforme ligeramente, se estire y se relaje, ya que responde a la gravedad del planeta gigante. Es este proceso el que evita que la luna se congele por completo. 

La clave para la formación de las fisuras es el hecho de que los polos de la luna experimentan los mayores efectos de esta deformación gravitacional inducida, por lo que la capa de hielo es más delgada sobre ellos. Durante los períodos de enfriamiento gradual en Encelado, parte del océano sub-superficial de la luna se congelará. Debido a que el agua se expande a medida que se congela, a medida que la corteza helada se espesa desde abajo, la presión en el océano subyacente aumenta hasta que la capa de hielo finalmente se abre, creando una fisura. Debido a su hielo relativamente delgado, los polos son los más susceptibles a las grietas. 

Los investigadores creen que la fisura que lleva el nombre de la ciudad de Bagdad fue la primera en formarse. (Las rayas llevan el nombre de los lugares mencionados en las historias de las Mil y una noches, que también se llaman Noches árabes). Sin embargo, no se volvió a congelar. Permaneció abierto, permitiendo que el agua del océano saliera de su grieta que, a su vez, causó la formación de tres grietas paralelas más. 

"Nuestro modelo explica el espaciado regular de las grietas", dijo Rudolph. 

Las divisiones adicionales se formaron a partir del peso del hielo y la nieve que se acumulaba a lo largo de los bordes de la fisura de Bagdad cuando los chorros de agua del océano sub-superficial se congelaron y volvieron a caer. Este peso agregó una nueva forma de presión sobre la capa de hielo. 

"Eso provocó que la capa de hielo se flexionara lo suficiente como para provocar una grieta paralela a unos 35 kilómetros de distancia", agregó Rudolph. 

Que las fisuras permanezcan abiertas y en erupción también se debe a los efectos de las mareas de la gravedad de Saturno. La deformación de la luna actúa para evitar que la herida se cure, ensanchando y estrechando repetidamente las grietas y arrojando agua dentro y fuera de ellas, evitando que el hielo se vuelva a cerrar. 

Para una luna más grande, su propia gravedad sería más fuerte y evitaría que las fracturas adicionales se abrieran por completo. Entonces, estas rayas solo podrían haberse formado en Encelado. 

"Dado que gracias a estas fisuras hemos podido muestrear y estudiar el océano sub-superficial de Encelado, que es tan deseado por los astrobiólogos, pensamos que era importante comprender las fuerzas que los formaron y los sostuvieron", dijo Hemingway. "Nuestro modelado de los efectos físicos experimentados por la capa de hielo de la luna apunta a una secuencia potencialmente única de eventos y procesos que podrían permitir la existencia de estas rayas distintivas". 

Fuente: Institución Carnegie para la ciencia,