Indicios de océanos activos bajo dos lunas de Urano
Urano, el raro mundo inclinado
turquesa del sistema solar, puede haberse unido a Júpiter, Saturno y Neptuno
como anfitrión de al menos una luna helada que bombea partículas a su sistema
planetario.
En un nuevo estudio dirigido por
el Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins, los investigadores volvieron
a analizar datos de campos magnéticos y partículas energéticas de casi 40 años
de antigüedad tomados por la nave espacial Voyager 2 de la NASA, la única nave
espacial hasta ahora que ha ido a Urano.
Sus resultados, aceptados para su
publicación en la revista Geophysical Research Letters, sugieren que una o dos
de las 27 lunas de Urano, Ariel y/o Miranda, están agregando plasma al entorno
espacial a través de un mecanismo desconocido y misterioso. Una explicación
tentadora es que una o ambas lunas tienen océanos debajo de sus superficies
heladas y arrojan material activamente, posiblemente a través de columnas.
El equipo presentó sus resultados
en la Conferencia anual de ciencia lunar y planetaria.
«No es raro que las mediciones de
partículas energéticas sean un precursor para descubrir un mundo oceánico»,
dijo en un comunicado Ian Cohen, científico espacial de APL y autor principal
del nuevo estudio.
Por ejemplo, los datos de
partículas y campos magnéticos proporcionaron algunos de los primeros indicios
que llevaron a identificar las dos lunas oceánicas inequívocas del sistema
solar, Europa de Júpiter y Encélado de Saturno. Esos datos proporcionaron la
primera evidencia convincente de que Europa y Encélado eran fuentes de
partículas y plasma, que probablemente se originaban en océanos líquidos
salados debajo de sus superficies heladas.
«Hemos estado argumentando
durante algunos años que las mediciones de partículas energéticas y campos
electromagnéticos son importantes no solo para comprender el entorno espacial
sino también para contribuir a la investigación científica planetaria más
amplia», dijo Cohen. «Resulta que incluso puede ser el caso de los datos que
son más antiguos que yo. Simplemente demuestra lo valioso que puede ser ir a un
sistema y explorarlo de primera mano».
El impulso creciente para una
misión de regreso a Urano y Neptuno ha estimulado a varios equipos de
investigación a sumergirse nuevamente en los datos de sobrevuelo anteriores, lo
que a veces conduce a nuevos hallazgos. Esos influyeron en un panel de
científicos planetarios la primavera pasada para recomendar una misión insignia
de 4.200 millones a Urano como la próxima gran misión planetaria de la NASA
durante la próxima década, cuyos beneficios Kathy Mandt de APL detalló recientemente
en la revista Science.
Alimentando ese empuje, Cohen y
sus colegas se sumergieron en los datos de partículas del instrumento de
partículas cargadas de baja energía (LECP) construido por APL en la Voyager 2,
y encontraron algo peculiar: una población atrapada de partículas energéticas
que la nave espacial había observado mientras partía de Urano.
«Lo interesante fue que estas
partículas estaban extremadamente confinadas cerca del ecuador magnético de
Urano», dijo Cohen. Las ondas magnéticas dentro del sistema normalmente harían
que se extendieran en latitud, explicó, pero estas partículas estaban todas
apretadas cerca del ecuador entre las lunas Ariel y Miranda.
Los científicos atribuyeron
originalmente estas características a la posibilidad de que la Voyager 2 haya
volado a través de una corriente fortuita de plasma «inyectado» desde la cola
distante de la magnetosfera del planeta. Pero esa explicación no se sostiene,
dijo Cohen. «Una inyección normalmente tendría una dispersión de partículas
mucho más amplia de lo que se observó».
Usando modelos físicos simples y
aprovechando casi 40 años de conocimiento desde entonces, el equipo intentó
recrear las observaciones de la Voyager 2. Determinaron que la verdadera
explicación tenía que incluir tanto una fuente fuerte y consistente de
partículas como un mecanismo específico para energizarlas. Después de
considerar varias posibilidades, concluyeron que lo más probable es que las
partículas provinieran de una luna cercana.
El equipo sospecha que las
partículas surgen de Ariel y/o Miranda a través de una columna de vapor similar
a la que se ve en Enceladus o mediante pulverización, un proceso en el que
partículas de alta energía golpean una superficie y expulsan otras partículas
al espacio. «En este momento, se trata de 50-50, ya sea solo uno u otro», dijo
Cohen.
Independientemente, el modelo
sugiere que el mecanismo de activación sería el mismo: un flujo constante de
partículas fluye desde las lunas hacia el espacio, donde crean ondas
electromagnéticas. Esas ondas aceleran una pequeña fracción de las partículas a
energías que LECP podría detectar. Este proceso, cree el equipo, mantuvo las
partículas vistas por LECP tan estrechamente atrapadas.
Sin embargo, con solo una única
observación de la región y sin datos sobre la composición del plasma o las
mediciones de la gama completa de ondas electromagnéticas dentro de él, señaló
Cohen, no hay forma de determinar definitivamente la fuente de las partículas.
Sin embargo, los científicos ya
han sospechado que las cinco lunas más grandes de Urano, incluidas Ariel y
Miranda, pueden tener océanos subterráneos. Las imágenes de la Voyager 2 de
ambas lunas muestran signos físicos de resurgimiento geológico, incluidas
posibles erupciones de agua que se congelaron en la superficie.
«Los datos son consistentes con
el emocionante potencial de que haya una luna oceánica activa allí», dijo
Cohen. «Siempre podemos hacer un modelo más completo, pero hasta que tengamos
nuevos datos, la conclusión siempre será limitada».
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