La nave espacial Cassini ha observado géiseres en erupción en la luna Encelado de Saturno desde 2005, pero el proceso que impulsa y sostiene estas erupciones ha seguido siendo un misterio.
Ahora, científicos de la Universidad de Chicago y la Universidad de Princeton han identificado un mecanismo por el cual las tensiones cíclicas de marea ejercidas por Saturno sobre Encelado pueden producir erupciones prolongadas.
"En la Tierra, las erupciones no tienden a continuar por mucho tiempo", dijo Edwin Kite, profesor asistente de Ciencias Geofísicas en la Universidad de Chicago.
Pero Encelado, que probablemente tiene un océano subyacente bajo su superficie helada, ha logrado de alguna manera que broten múltiples fisuras a lo largo de su polo sur. Estas "rayas de tigre" han estado eyectando pequeñas partículas de vapor helado continuamente a lo largo de toda su longitud durante décadas y probablemente mucho más tiempo.
Científicos han identificado un mecanismo por el cual las tensiones cíclicas de marea ejercidas por Saturno sobre Encelado pueden producir erupciones prolongadas
"Es un rompecabezas explicar por qué el sistema de fisuras no se obstruye con su propio hielo", dijo Kite. "Y es un rompecabezas explicar por qué la energía retirada de la capa freática por enfriamiento evaporativo no hiela cosas sobre el hielo."
Lo que se necesita es una fuente de energía para equilibrar el enfriamiento por evaporación. "Creemos que la fuente de energía es un nuevo mecanismo de disipación de las mareas que no se había considerado previamente," dijo Kite, que publica sus conclusiones esta semana en Proceedings, junto a su colega Allan Rubin.
Encelado, que Kite llama "una oportunidad para el mejor experimento astrobiología en el sistema solar", sirve como el principal candidato para la vida extraterrestre. Datos de Cassini han indicado claramente que los penachos criovolcánicos de Encelado se originan probablemente en un ambiente oceánico propicio para las biomoléculas.
El criovolcanismo también puede haber dado forma a la superficie de Europa, una de las lunas de Júpiter. "La superficie de Europa tiene muchas similitudes con la superficie de Encelado, por lo que espero que este modelo será útil para el Europa también", dijo Kite.
El modelo de Kite-Rubin se basa en un sistema de tuberías que recorrería el subsuelo de Encelado. Consiste en una serie de ranuras paralelas, casi verticales, que llegan desde la superficie hasta el agua por debajo. Se aplicaron fuerzas de marea de Saturno a su modelo en un ordenador y vieron lo que pasó.
"La única parte difícil es calcular cuantitativamente las interacciones elásticas entre las diferentes franjas horarias y el nivel del agua que varía dentro de cada ranura como una respuesta al estrés de las mareas", explicó Kite. La anchura de las ranuras afecta a la rapidez con que pueden responder a las fuerzas de marea. Con las ranuras anchas, las erupciones responden rápidamente a la presión de las mareas. Con ranuras estrechas, las erupciones se producen ocho horas después de que las fuerzas de marea alcanzan su pico.
"En el medio hay un punto dulce", dijo Kite, donde las fuerzas de marea trastocan el movimiento del agua en calor, generando suficiente energía para producir erupciones que coincidan con el retraso observado durante cinco horas.
El bombeo de marea calienta el agua y la capa de hielo a través de la turbulencia. Kite y Rubin han propuesto que los nuevos datos de Cassini pueden probar esta idea al revelar si la capa de hielo en la región polar sur es cálida.
