La luna Mimas de Saturno podría esconder un océano sorprendentemente joven

El sistema solar exterior está inundado de agua líquida. Bajo la corteza helada de Europa, la cuarta luna más grande de Júpiter, se esconde un océano salobre con más agua que todos los océanos de la Tierra juntos. Un mar subterráneo en Encélado, la luna de Saturno, arroja columnas de vapor de agua al espacio. Y hay indicios tentadores de que también podrían existir océanos en Ganímedes, Calisto, Titán y otras lunas lejanas.

Ahora otra luna parece estar secretamente inundada. La luna Mimas de Saturno, conocida por su asombroso parecido con la Estrella de la Muerte de La Guerra de las Galaxias, podría albergar agua líquida bajo su caparazón helado. De ser cierto, mares similares podrían estar ocultos a plena vista, y el sistema solar exterior podría ser mucho más habitable de lo que se pensaba.

En 2014, científicos publicaron por primera vez pruebas de que Mimas podría ser un mundo acuático, sumergiendo a la comunidad en un debate que duró una década. Muchos, entre ellos Alyssa Rhoden, científica planetaria que actualmente trabaja en el Instituto de Investigación del Suroeste de Boulder, Colorado, se mostraron muy escépticos ante esta posibilidad. Su razonamiento era sencillo: la superficie cubierta de cráteres de Mimas no mostraba signos de un océano interno. Como en el caso de Encélado, la gravedad de Saturno debería agitar las aguas oceánicas en el interior de Mimas, provocando la aparición de grandes grietas en el hielo superficial. No se han observado tales fracturas.

Pero puede que las mareas hayan cambiado ahora. Dos estudios, uno de Rhoden y sus colegas y otro de Valéry Lainey, del Observatorio de París y sus colegas, defienden la existencia de un océano e incluso explican el enigma en la superficie. En conjunto, las investigaciones sugieren que Mimas podría tener un océano joven y cambiante. De ser así, se abre la perspectiva de un sistema solar exterior lleno de actividad. Esa posibilidad es lo que más entusiasma a Rhoden, que habló con Knowable Magazine sobre el posible océano y por qué podría ser una gran ayuda para los científicos.

Esta entrevista ha sido editada para lograr más claridad.

¿Qué sabemos sobre estos océanos ocultos?

En muchos aspectos, se parecen a los nuestros —por lo menos en que probablemente estén formados por agua salada—.

Sabemos que estos mundos oceánicos tienen superficies heladas por su aspecto general brillante, como confirman las mediciones telescópicas y de naves espaciales que detectan características del hielo de agua. Algunas lunas oceánicas tienen densidades tan bajas que es probable que en su interior haya hielo mezclado con la roca. Con el calor, ese hielo de agua se funde en agua líquida, que erosionará la roca para crear agua salada. En Encélado, el agua salada es convenientemente expulsada al espacio.

Dado el frío que hace en el sistema solar exterior, ¿qué genera el calor?

A primera vista, los océanos lejanos parecen impensables. El calor que derrite el hielo es difícil de encontrar tan lejos del Sol. Pero gracias a una peculiaridad gravitatoria, el sistema solar exterior puede ser bastante templado.

Consideremos Júpiter y su luna Europa. Júpiter ejerce una fuerte fuerza gravitatoria sobre Europa, alargándola en dirección a Júpiter. Dado que la órbita de Europa es excéntrica —oscila cerca de Júpiter antes de alejarse—, Europa se estira y se suelta con el tiempo. Esto crea una fricción en el interior que proporciona el calor necesario para mantener un océano líquido.

La primera vez que vimos indicios de que Europa podría albergar un océano subterráneo fue cuando la misión Voyager pasó por Júpiter en 1979. Europa no se parece a nuestra Luna, ni a la mayoría de los cuerpos del sistema solar interior. Su superficie helada no tiene muchos cráteres, sino que está cubierta de líneas entrecruzadas y trozos rotos que se han desplazado. No hay que fijarse mucho para darse cuenta de que allí ocurre algo diferente.

Usted menciona las características de la superficie. ¿En qué otras pruebas nos basamos para detectar un océano oculto?

Una forma es observar los campos magnéticos. Como el agua salada es conductora de la electricidad, puede crear un campo magnético alrededor de la luna que altere el campo magnético del planeta. Esta es una de las principales pruebas de la existencia de un océano subterráneo en Europa.

Pero eso por sí solo no basta. Es la combinación de pruebas lo que nos lleva a concluir que hay un océano. También podríamos considerar, por ejemplo, las mediciones de sal en la superficie y cómo la gravedad de la luna tira de una nave espacial. Dado que las densidades de la roca o del metal líquido difieren de la densidad del agua líquida, el tamaño de esos tirones ofrece pistas sobre el material, así como sobre el lugar de la luna en el que se concentra.

O simplemente podemos ver cómo la cara de la luna cambia de dirección a lo largo de su órbita. Por lo general, estas pequeñas lunas muestran siempre la misma cara a su planeta de origen, como nuestra Luna. Pero a medida que la luna se desplaza por su órbita, la dirección a la que apunta puede cambiar un poco de un lado a otro, creando un movimiento en la parte visible. La magnitud de este movimiento depende del interior. Una capa de hielo sobre un océano puede moverse más libremente que una capa de hielo sobre roca, por lo que los cambios tienden a ser mayores. Así es como se detectó el océano en Encélado. Y es una de las mejores pruebas de la existencia de un océano en Mimas.

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Hablemos de Mimas. ¿Cómo acabó estudiando esa luna?

Llevaba más o menos una década trabajando en Europa y otras lunas heladas cuando se publicó el artículo de 2014 sobre Mimas. En él se medía ese movimiento, o libración, a medida que la parte visible de la luna se desplazaba, lo que sugería que Mimas albergaba un océano subsuperficial o un núcleo de forma extraña.

Pero un océano parecía imposible. Mimas se parece mucho a nuestra Luna, con una superficie muy llena de cráteres. No presentaba líneas entrecruzadas ni trozos rotos como Europa. Y, desde luego, no escupía géiseres como Encélado. Así que eché un vistazo a Mimas y me dije: “Es imposible que sea una luna oceánica”. Sin embargo, me di cuenta de que no podía refutar la idea.

Seguí pensando en Mimas a lo largo de los años, hasta que elaboré un artículo para el Annual Review of Earth and Planetary Sciences en 2023. Ese artículo descartaba varios escenarios oceánicos y dejaba solo una opción, un océano formado recientemente, mucho después que la propia Mimas. Un océano joven podría ser sigiloso. Pero seguía siendo solo una hipótesis.

¿Cómo ha cambiado el panorama el trabajo más reciente?

A principios de 2024, Valéry Lainey y su grupo presentaron nuevas pruebas observacionales a favor de la existencia de un océano en Mimas. No observaron la libración, sino los cambios en la órbita de Mimas a lo largo del tiempo —cambios que dependen de la estructura interior—. Descubrieron que esos cambios no podían explicarse por un núcleo de forma extraña, lo que dejaba a un océano como la opción más viable.

Las investigaciones de mi equipo, publicadas en junio, han llegado a explicar la ausencia de fracturas visibles en la superficie. Sostenemos que el océano es tan joven —solo tiene 10 millones de años— que solo ha dejado de crecer recientemente. Creemos que la tensión de las mareas de un océano joven y agitado puede no ser suficiente para agrietar el hielo. En su lugar, lo que se necesita es la tensión que se produce cuando el océano se vuelve a congelar. Dado que Mimas pierde calor a medida que su órbita se vuelve menos excéntrica, la recongelación, que solo acaba de empezar en Mimas, hará que el hielo suprayacente se agriete.

La investigación sugiere que, con el tiempo, Mimas probablemente perderá su océano, lo que es un poco triste, ya que apenas está siendo reconocido. Pero, por otro lado, Mimas podría convertirse en la nueva Encélado —la nueva luna más fría de Saturno—, con profundas grietas y tal vez incluso chorros de agua.

¿Cuáles son las implicaciones generales de esta investigación?

Esto me interesa desde el punto de vista geofísico. Pensamos en las épocas más tempranas de nuestro sistema solar como los tiempos calientes, cuando ocurre toda la actividad, luego todo evoluciona hacia un estado más tranquilo. La luna Caronte de Plutón podría haber perdido un océano. Y los océanos de Europa y Ganímedes son bastante antiguos. Que una luna pueda formar un nuevo océano bien avanzada su historia, y que podamos observarlo, ¡eso es emocionante! Esto abre la posibilidad de que cualquier mundo, incluso uno con una superficie antigua y llena de cráteres, pueda estar pasando por una transición similar.

También hay interés por la habitabilidad: si estos océanos son adecuados para albergar vida. Actualmente no sabemos si alguno de los océanos del sistema solar, aparte del nuestro, es habitable, ha estado habitado o lo está en la actualidad. Pero si Mimas tiene realmente un océano, podríamos tener una ventana abierta a cómo se desarrollan estos mundos e incluso cómo se crean y se pierden los hábitats. Es emocionante poder ver estos procesos en el momento en que ocurren, en lugar de ver siempre los estados finales de cosas que ocurrieron hace mucho tiempo.

¿Qué próximas misiones podrían decirnos más?

La Agencia Espacial Europea ya ha lanzado el Jupiter Icy Moons Explorer (Explorador de Lunas Heladas de Júpiter), o Juice, que realizará observaciones detalladas de Europa, y de las lunas Ganímedes y Calisto, que muestran indicios de océanos. Y en otoño de 2024, la NASA enviará el Europa Clipper a la órbita de Júpiter para determinar si en Europa se dan las condiciones adecuadas para la vida.

El sistema de Urano, que ocupa un lugar destacado en la agenda de la NASA para una futura misión, es donde veo más implicaciones para este trabajo reciente. Es sorprendentemente similar al sistema de Saturno, e incluso alberga lunas medianas ricas en hielo similares a Mimas y Encélado. Si hay un océano joven en Mimas, no es descabellado pensar que también pueda haber mundos acuáticos en las lunas uranianas.

Artículo traducido por Debbie Ponchner