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 llena de cráteres. La evidencia de este océano viene en forma de rarezas orbitales que aparentemente son imposibles de explicar con otra cosa que la presencia de un océano.
Aspecto sólido
De las siete lunas principales de Saturno, Mimas orbita la más cercana al 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 repleta de cráteres, lo que sugiere que ha permanecido estática durante la mayor parte de su historia. Esto contrasta marcadamente con lunas como Europa y Encelado, donde los océanos subterráneos permiten que sus superficies se remodelen constantemente, dejándolas con historias de cráteres mucho más escasas. Por tanto, Mimas parecía un mal candidato 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, por lo que su rotación está sincronizada con su órbita, y una cara de la luna está constantemente mirando hacia 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, disminuyó la velocidad.
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 haga girar de manera un poco diferente en cada órbita. La falta de cualquier geología superficial que pudiera sugerir un océano subyacente aparentemente abogaba por la última opción.
Pero en 2022, los investigadores calculó la cantidad de energía que sería generado por las fuerzas de marea que actúan sobre Mimas y descubrió que debería ser suficiente para derretir una cantidad sustancial del hielo de la luna, produciendo un océano subterráneo. Aunque convincentes, las pruebas se basaron en un cálculo y no en sugerencias de las propias observaciones de Mimas.
extrañeza 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 cambia en relación con Saturno. Esto también se debe a las fuerzas gravitacionales generadas por el planeta y otras lunas y proporciona una forma completamente independiente de estimar cómo debería ser el interior de la luna.
Una vez más, un núcleo rocoso de forma extraña era consistente con los cambios orbitales que vimos. Pero si intentas diseñar un núcleo rocoso que sea consistente con oscilaciones orbitales y rotacionales, las cosas se vuelven realmente extrañas. El núcleo tendría que ser un disco oblongo, con forma de panqueque, de forma tan extrema que el borde del disco sobresaliera de la superficie helada de la Luna en ambos extremos. Como señalan secamente los investigadores: «Esto no concuerda con las observaciones».
Un océano parece 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 y la órbita actuales 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 generaba suficiente calor. Dependiendo de la naturaleza del núcleo de Mimas, es posible que haya surgido hace tan sólo 3 millones de años.
Una explicación para la aparición actual del 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 algunos estudios han sugerido –una afirmación que todavía es controvertida– entonces los eventos que llevaron a la formación de los anillos también pueden haber influenciado 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 podrían ayudar.
Naturaleza2024. DOI: 10.1038/s41586-023-06975-9 (Acerca del DOI).
