El otrora exclusivo club de objetos del Sistema Solar que albergan océanos se está poblando cada vez más. El miércoles, Nature publicó un artículo que proporciona evidencia de que Mimas, la luna de Saturno, tiene un océano subterráneo debajo de su corteza repleta de cráteres. La evidencia de este océano se presenta en forma de rarezas orbitales que aparentemente son imposibles de explicar con otra cosa que la presencia de un océano.
Aspectos sólidos
De las siete lunas principales de Saturno, Mimas orbita más cerca del planeta y tarda menos de un día en completar una órbita. También es la más pequeña de las lunas principales, con un diámetro de poco menos de 400 kilómetros (unas 250 millas). A pesar de su diminuto tamaño, Mimas alberga el segundo cráter más grande de cualquier luna del Sistema Solar. El cráter Herschel domina la superficie de la luna, dándole una apariencia que evoca a la Estrella de la Muerte.
Incluso fuera de Herschel, la superficie de la luna está llena de cráteres, lo que sugiere que ha estado estática durante la mayor parte de la historia de la luna. Esto contrasta marcadamente con lunas como Europa y Encelado, donde los océanos subterráneos permiten la remodelación constante de sus superficies, dejándolas con historias de cráteres mucho más escasas. Así que Mimas parecía un candidato muy pobre para albergar un océano.
Sin embargo, algunas rarezas hicieron que no se pudiera descartar la existencia de un océano. Debido a su proximidad a Saturno, la luna está bloqueada por las mareas del planeta, de modo que su rotación está sincronizada con su órbita, y una cara de la luna mira constantemente a la superficie del planeta. Sin embargo, los datos de la misión Cassini indican que la sincronización no es exacta. Ligeras oscilaciones en la rotación significan que después de algunas órbitas, la rotación es ligeramente más rápida; después de otros, se ha ralentizado.
Una posible explicación para esto es un océano subterráneo. Pero una alternativa es que el núcleo rocoso de Mimas tiene una forma extraña, lo que crea una oportunidad para que la atracción gravitacional de Saturno y las otras lunas lo impulsen de manera algo diferente en cada órbita. La falta de cualquier geología superficial que pudiera insinuar un océano subyacente aparentemente abogaba por la última opción.
Pero en 2022, los investigadores calcularon la cantidad de energía que generarían las fuerzas de marea que actúan sobre Mimas y descubrieron que debería ser suficiente para derretir una cantidad sustancial del hielo de la luna, produciendo un océano subterráneo. Si bien es convincente, la evidencia se basó en un cálculo más que en indicios de observaciones del propio Mimas.
rareza orbital
Esto nos lleva al nuevo artículo, que fue escrito por un pequeño equipo de científicos europeos que se centraron en un aspecto diferente de la mecánica orbital de Mimas, nuevamente utilizando datos de Cassini. Mimas tiene una órbita elíptica alrededor de Saturno y, con el tiempo, el eje longitudinal de la órbita se desplaza en relación con Saturno. Esto también es causado por las fuerzas gravitacionales generadas por el planeta y otras lunas y proporciona una forma completamente independiente de estimar cómo debería verse el interior de la luna.
Una vez más, un núcleo rocoso de forma extraña era consistente con los cambios orbitales que hemos visto. Pero si intentas diseñar un núcleo rocoso que sea consistente tanto con las oscilaciones orbitales como con las rotacionales, las cosas se vuelven realmente extrañas. El núcleo tendría que ser un disco oblongo con forma de panqueque, con una forma tan extrema que el borde del disco sobresaldría de la superficie helada de la luna en sus dos extremos. Como señalan secamente los investigadores: «Esto es incompatible con las observaciones».
Un océano parece ser una opción mucho mejor. Los investigadores estimaron la extensión del océano y descubrieron que coincide aproximadamente con la estimación anterior basada en el calentamiento de las mareas.
Entonces, ¿por qué no vemos señales de este océano en la superficie de la luna? Los investigadores comienzan con las condiciones actuales y la órbita y proyectan la historia de Mimas hacia atrás en el tiempo, estimando la cantidad de energía liberada por las fuerzas de marea. Estos cálculos muestran que el océano no habría existido hace 25 millones de años; simplemente no se generó suficiente calor. Dependiendo de la naturaleza del núcleo de Mimas, es posible que solo haya existido hace tan solo 3 millones de años.
Una explicación de por qué ha aparecido ahora el océano es que Mimas tuvo interacciones con otras lunas que aumentaron la excentricidad de su órbita y, por tanto, aumentaron las fuerzas de marea. Alternativamente, si los anillos de Saturno son tan recientes como sugieren algunos estudios (un argumento que aún es controvertido), entonces los eventos que llevaron a la formación de los anillos también podrían haber influido en la órbita de Mimas.
No está claro qué tipo de datos nos ayudarán a resolver estas posibilidades. Pero está bastante claro que los astrónomos ahora tienen una buena motivación para intentar pensar en cosas que puedan ayudar.
Naturaleza2024. DOI: 10.1038/s41586-023-06975-9 (Acerca de los DOI).