Científico del SwRI ayuda a identificar nueva evidencia de habitabilidad en el océano de Encélado.

El científico principal de SwRI, el Dr. Christopher Glein, contribuyó a nuevos hallazgos de que el fósforo en forma de ortofosfato (por ejemplo, HPO4-2) es probablemente abundante en el océano subterráneo de la luna Encélado de Saturno. Un océano de sosa o alcalino (que contiene NaHCO3 y/o Na2CO3) dentro de Encélado interactúa geoquímicamente con un núcleo rocoso. Los modelos indican que esta interacción promueve la disolución de los minerales de fosfato, lo que hace que el ortofosfato esté fácilmente disponible para la posible vida en el océano. Debido a que el fósforo es un ingrediente esencial para la vida, este hallazgo refuerza la creciente evidencia de habitabilidad dentro de esta pequeña luna de Saturno.
Crédito: Southwest Research Institute (SwRI)

La búsqueda de vida extraterrestre se volvió más interesante cuando un equipo de científicos, incluido el Dr. Christopher Glein del Instituto de Investigación del Suroeste (Southwest Research Institute, SwRI) descubrió nuevas pruebas de un componente clave para la vida en el océano subterráneo de la luna Encélado de Saturno. Nuevos modelos indican que el océano de Encélado debería ser relativamente rico en fósforo disuelto, un ingrediente esencial para la vida.

“Encélado es uno de los principales objetivos en la búsqueda de vida por parte de la humanidad en nuestro Sistema Solar”, dijo Glein, un destacado experto en oceanografía extraterrestre. Es coautor de un artículo en ‘Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)’ que describe esta investigación. “En los años transcurridos desde que la nave espacial Cassini de la NASA visitó el sistema de Saturno, los descubrimientos que han sido posibles gracias a los datos recopilados nos han dejado boquiabiertos repetidamente”.

La nave espacial Cassini descubrió el agua líquida del subsuelo de Encélado y analizó muestras a medida que columnas de granos de hielo y vapor de agua brotaban al espacio desde las grietas en la superficie helada de la luna.  

“Lo que hemos aprendido es que la pluma contiene casi todos los requisitos básicos de la vida tal como la conocemos”, dijo Glein. «Si bien el elemento bioesencial fósforo aún no se ha identificado directamente, nuestro equipo descubrió evidencia de su disponibilidad en el océano debajo de la corteza helada de la luna».

Uno de los descubrimientos más profundos de la ciencia planetaria en los últimos 25 años es que los mundos con océanos debajo de una capa superficial de hielo son comunes en nuestro Sistema Solar. Dichos mundos incluyen los satélites helados de los planetas gigantes, como Europa, Titán y Encélado, así como cuerpos más distantes como Plutón. Los mundos como la Tierra con océanos superficiales deben residir dentro de un rango estrecho de distancias de sus estrellas anfitrionas para mantener las temperaturas que sustentan el agua líquida superficial. Los mundos oceánicos de agua interior, sin embargo, pueden ocurrir en un rango de distancias mucho más amplio, ampliando enormemente la cantidad de mundos habitables que probablemente existan en toda la galaxia.

“La búsqueda de habitabilidad extraterrestre en el Sistema Solar ha cambiado de enfoque, ya que ahora buscamos los componentes básicos para la vida, incluidas las moléculas orgánicas, el amoníaco, los compuestos que contienen azufre y la energía química necesaria para sustentar la vida”, dijo Glein. «El fósforo presenta un caso interesante porque trabajos anteriores sugirieron que podría ser escaso en el océano de Encélado, lo que atenuaría las perspectivas de vida».

El fósforo en forma de fosfatos es vital para toda la vida en la Tierra. Es esencial para la creación de ADN y ARN, moléculas portadoras de energía, membranas celulares, huesos y dientes en personas y animales, e incluso el microbioma marino del plancton.

Los miembros del equipo realizaron modelos termodinámicos y cinéticos que simulan la geoquímica del fósforo en función de los conocimientos de Cassini sobre el sistema del lecho marino en Encélado. En el curso de su investigación, desarrollaron el modelo geoquímico más detallado hasta la fecha de cómo los minerales del fondo marino se disuelven en el océano de Encélado y predijeron que los minerales de fosfato serían inusualmente solubles allí.

«La geoquímica subyacente tiene una elegante simplicidad que hace que la presencia de fósforo disuelto sea inevitable, alcanzando niveles cercanos o incluso más altos que los del agua de mar de la Tierra moderna», dijo Glein. “Lo que esto significa para la astrobiología es que podemos estar más seguros que antes de que el océano de Encélado es habitable”.

Según Glein, el siguiente paso es claro: «Necesitamos volver a Encelado para ver si un océano habitable está realmente habitado».

El artículo «Fósforo abundante esperado para una posible vida en el océano de Encelado» aparece en PNAS, una revista revisada por pares de la Academia Nacional de Ciencias (NAS): https://doi.org/10.1073/pnas.2201388119(el enlace es externo).

Fuente: Southwest Research Institute (SwRI).

Artículo original:SwRI scientist helps identify new evidence for habitability in Enceladus’s ocean‘. September 19, 2022.

Material relacionado

Un Océano de agua bajo la corteza de hielo de Encélado, la luna de Saturno.

Un océano global se infiere a partir de las observaciones de las columnas de agua y la rotación de Encélado, pero su persistencia ha sido difícil de explicar. Las simulaciones invocan la fricción de las mareas y el transporte de calor por convección en un núcleo rocoso no consolidado e infundido con agua. Esta ilustración es una representación especulativa del interior de Encélado, con un océano de agua líquida global entre su núcleo rocoso y la corteza helada. El grosor de las capas que se muestra aquí no está a escala.
Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Encélado es una de las 82 lunas de Saturno, ubicada en el anillo E, del cual es su progenitor. Tiene una órbita elíptica como consecuencia de su interacción gravitatoria y dinámica con Dione.

Los anillos de Saturno (imagen PIA03550)Vista lateral de la órbita de Encélado, mostrándolo en relación con el anillo E al cual da origen. Agrandar imagen.
Crédito: NASA / JPL / PHOTOJOURNAL.

Encélado tiene una composición aprox. de 50% hielo y 50% roca con una estructura diferenciada. Originalmente se pensó como un núcleo rocoso rodeado de una corteza de hielo. La superficie presenta el albedo más grande entre los cuerpos del Sistema Solar, reflejando más del 99% de la luz solar incidente. Esto hace que su temperatura superficial promedio sea de -201ºC.

Con un diámetro ecuatorial de sólo 512Km, hace tiempo que perdió el calor interno de formación. Se descarta también alguna fuente radiactiva de calentamiento capaz de mantener un reservorio importante de agua líquida, debido a la poca masa rocosa que posee. La nave Cassini detectó signos de actividad geológica particularmente en el Polo Sur de Encélado como ser mayor temperaturafracturas activas y géiseres (3D) intermitentes. De ellos emana vapor de agua y cristales de hielo.

Se comenzó a investigar varias cosas. El orígen de esa agua, su  composición, los mecanismos capaces de suministrar la enorme cantidad de energía para mantener el agua líquida. También, cómo explicar el ritmo de actividad observado en los géiseres.

 El estudio al cual hacemos referencia en el título, examina la magnitud de la libración (pequeños balanceos) detectada, debida a la órbita elíptica de Encélado.  Esta sólo puede explicarse si la corteza de hielo no está rígidamente unida al núcleo rocoso. Lo cual implica la existencia de un océano global entre ambas.

Sobre el espesor de la corteza de hielo de Encélado

magen mostrando el espesor de la capa de hielo de Encélado, con 35 kilómetros en la región ecuatorial, llena de cráteres ( se muestran en amarillo). En la región polar sur activa (en azul) el espesor es de menos de 5 kilómetros.
 Crédito: © GLP-CNRS-T. Nantes / T. Carlos, Praga.

La luna Encélado de Saturno presenta erupciones de hielo y vapor de agua y un océano cubierto por una capa de hielo. Es una de las lunas más fascinantes en el Sistema Solar. Lo es especialmente en lo que respecta a las interpretaciones de los datos proporcionados por la nave espacial Cassini que hasta ahora han sido contradictorios. Un equipo internacional de investigadores ha propuesto recientemente un nuevo modelo que concilia los diferentes conjuntos de datos. Muestra que la capa de hielo en el polo sur de Encélado puede ser de sólo unos pocos kilómetros de espesor. Esto sugiere que hay una fuente fuerte de calor  en el interior de Encélado. Es un factor adicional que apoya a la posible aparición de  vida en su océano. El siguiente artículo lo presenta y contiene además una selección de recursos sobre Encélado.

¿De dónde proviene la energía para mantener el océano líquido de Encélado?

Un estudio proporcionó nuevos conocimientos sobre cómo el cálido interior de la luna geológicamente activa Encélado, podría mantenerse durante miles de millones de años. En la imagen se pueden ver más de 30 jets individuales de diferentes tamaños  y más de 20 de ellos no se habían identificado antes. Al menos un chorro que salpica prominentemente en imágenes anteriores ahora parece menos potente. Este mosaico fue creado a partir de dos imágenes de alta resolución capturadas por la cámara de ángulo estrecho de Cassini. Fueron tomadas cuando la nave sobrevoló Encélado y atravesó los jets, el 21 de Noviembre de 2009. (Para otras imágenes capturadas durante el mismo sobrevuelo, vea PIA11686 y PIA11687 ). Las sucesivas imágenes de los jets a lo largo del tiempo permitieron a los científicos de Cassini estudiar la consistencia de su actividad. El polo sur de la luna se encuentra cerca del limbo en el cuadrante superior izquierdo del mosaico. Está cerca del gran chorro que está en segundo lugar desde la izquierda. El terreno iluminado que se ve aquí está en el hemisferio conductor de Encelado (cuya cara mira en la dirección del movimiento de Encélado). Tiene 504 kilómetros de ancho. La vista se obtuvo a una distancia aproximada de 14,000 kilómetros de Encélado, en un ángulo de fase solar, Encelado-nave espacial, de 145 grados.  La escala de la imagen es de 81 metros (267 pies) por píxel. 
Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute.

El calor generado por fricción podría impulsar la actividad hidrotermal en Encélado durante miles de millones de años si ella tuviese un núcleo altamente poroso. Este es el resultado de un nuevo estudio de modelado realizado por investigadores europeos y estadounidenses que trabajan en la misión Cassini de la NASA. El siguiente artículo lo detalla.

Ver también:

Curiosidades

Representación artística del candidato a exoluna Kepler-1625b-i, el planeta al que está orbitando y la estrella en el centro del sistema estelar. Kepler-1625b-i es el primer candidato a exoluna y, si se confirma, la primera luna que se encuentra fuera del Sistema Solar.
Crédito:
 NASA, ESA.

¿Los planetas albergan vida? ¿O son sus lunas las que tienen más probabilidades de soportar formas de vida extraterrestres? Según un astrofísico de la Universidad de Lincoln, las lunas que orbitan los planetas fuera de nuestro Sistema Solar podrían darnos pistas sobre el grupo de mundos que pueden albergar vida extraterrestre.

¿De qué lunas estamos hablando?

Las llamadas “exolunas” son muy difíciles de encontrar. Tan difícil, de hecho, que no hay exolunas confirmadas. Ninguna. Los científicos tienen que localizarlas buscando el efecto que tienen sobre los objetos que los rodean. Sin embargo, el Dr. Phil Sutton, de la Universidad de Lincoln en el Reino Unido, cree que aunque pocos exoplanetas residen en la llamada “zona habitable”, algunos de ellos, en particular los grandes planetas gigantes de gas del tamaño de Júpiter, que son rutinariamente ignorados en la búsqueda de vida pueden, de hecho, albergar lunas que contienen agua líquida.

El siguiente artículo lo presenta y contiene además una completa selección de recursos sobre las Lunas Oceánicas en nuestro Sistema Solar:

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