Recordando a Cassini: La cuenca de géiseres de Encélado

Tabla de contenido

Queridos amigos, hace veinte años, nuestras cámaras a bordo de Cassini capturaron un conjunto de imágenes que asombró a todos los que seguían nuestra exploración del sistema de Saturno. Fueron estas imágenes las que culminaron 11 emocionantes meses de 2005, que nos trajeron la lenta revelación de la pequeña luna helada, Encélado. Como era habitual durante la estancia de Cassini en Saturno, la historia había comenzado décadas antes.

Imagen de Encélado con la resolución más alta obtenida por la Voyager 2: ~1 kilómetro por píxel. Crédito de la imagen: NASA

Cuando la nave espacial Voyager 2 atravesó el sistema saturnino en agosto de 1981, llegó a 90.000 kilómetros de la luna Encélado y sus cámaras enviaron un puñado de imágenes que confundieron durante años a los científicos planetarios.

Incluso para los diversos estándares de los satélites de Saturno, Encélado era una excepción. Su superficie helada era tan blanca y brillante como la nieve recién caída, y mientras que las otras lunas sin aire estaban repletas de cráteres, Encélado estaba cubierto en algunos lugares por extensas llanuras de terreno liso y sin cráteres, una clara señal de actividad geológica pasada impulsada internamente. Con poco más de 500 kilómetros de diámetro, Encélado parecía demasiado pequeño para generar mucho calor por sí solo. Sin embargo, algo inusual le había ocurrido a este cuerpo para borrar tan completamente vastas extensiones de su registro de cráteres.

El breve encuentro de la Voyager sólo nos permitió una mirada superficial y, en retrospectiva, su cobertura de imágenes de Encélado fue terriblemente desafortunada: unas pocas imágenes de resolución media del hemisferio norte, algunas de baja resolución del hemisferio sur y ninguna del polo sur. No teníamos ni idea de lo que nos habíamos perdido. Pero el interés generado por la visita de la Voyager convirtió un examen exhaustivo de Encélado en un objetivo fundamental de la misión Cassini a Saturno.

Los primeros indicios de lo que nos esperaba en Cassini llegaron en imágenes tomadas en los primeros meses de 2005 y que habían sido planificadas deliberadamente para buscar columnas de partículas de hielo expulsadas de la superficie de la luna.

Durante mucho tiempo se creyó que el anillo E de Saturno se había formado a partir de material de Encélado. Después de todo, fue en la órbita de Encélado donde el anillo E alcanzó su punto más denso y grueso. Sin embargo, tras el encuentro de la Voyager, surgieron dos propuestas opuestas sobre su origen: una afirmaba que las partículas eran expulsadas de Encélado por impactos en la superficie de partículas de alta energía, y la otra, que se habían creado por géiseres. Los géiseres, por supuesto, requerirían agua líquida subterránea. Pero los intentos de explicar teóricamente cómo una luna tan pequeña como Encélado podría ser lo suficientemente cálida como para albergar una capa interior de agua líquida en la actualidad, miles de millones de años después de su formación, fracasaron estrepitosamente, incluso después de añadir un anticongelante como el amoníaco.

Sin embargo, Encélado obviamente experimentó en el pasado geológico reciente un episodio de actividad interna, lo que implica fuertemente la presencia de agua líquida. De hecho, en el pie de figura, escrito por el equipo de imágenes de la Voyager para la imagen de Encélado de la Voyager 2, se afirma: “Es posible que la alta reflectividad de la superficie de Encélado resulte de la deposición continua de partículas heladas del anillo E de Saturno, que de hecho podrían tener su origen en volcanes helados en la superficie de Encélado”.

…y …

“La superficie de Encélado implica que esta diminuta bola de hielo ha estado geológicamente activa y quizás parcialmente líquida en su interior durante gran parte de su historia. Se cree que el motor térmico que impulsa la actividad geológica aquí es la deformación elástica causada por las mareas inducidas por el movimiento orbital de Encélado alrededor de Saturno y el movimiento de otra luna, Dione”.

Sugerencias muy proféticas, en verdad, y finalmente confirmadas por Cassini.

Considerándolo todo, antes de que llegáramos a Saturno, yo pensaba que un océano de agua subterránea y géiseres eran muy buenas posibilidades, tanto que en nuestra publicación Space Science Reviews de 2004, en la que mi equipo y yo describimos las capacidades del experimento de imágenes de Cassini, así como los objetivos científicos que pretendíamos alcanzar, escribí: «Encélado podría ser la Europa del sistema de Saturno». Por consiguiente, nuestras primeras secuencias de imágenes de Encélado, planificadas para los primeros tres meses de 2005, incluían la palabra «pluma» en el título y se tomaron mientras la luna estaba retroiluminada por el Sol, una geometría de visión que los astrónomos planetarios denominan fase solar alta.

Así como el polvo que cubre el parabrisas de tu coche se hace mucho más visible al conducir de cara al sol, también lo hacen las partículas finísimas que se dispersan por el sistema solar al mirar a través de ellas en fase solar alta. Estas condiciones de observación resultaron muy eficaces durante la misión Voyager, revelando estructuras difíciles de ver en los anillos y atmósferas de los planetas exteriores y sus lunas, y fueron clave para nuestra investigación fotográfica de Encélado.

Las imágenes tomadas en enero, febrero y marzo de 2005 revelaron una llamarada que sobresalía del extremo polar sur de la luna.

Los primeros avistamientos de la columna de Encélado por la misión Cassini a principios de 2005… en blanco y negro a la izquierda y mejorados, con código de color falso a la derecha… el 16 de enero (a 1,3 kilómetros/píxel) y el 17 de febrero (a 1,8 kilómetros/píxel).

Los veteranos del equipo de la Voyager recordamos inmediatamente las columnas volcánicas que se elevaban sobre Ío, la luna volcánica de Júpiter, y las tenues neblinas en la atmósfera de Tritón, la luna de Neptuno.

Además, durante los mismos sobrevuelos, el equipo del magnetómetro observó que las líneas del campo magnético de Saturno se distorsionaban a medida que la rotación del planeta las acercaba a Encélado, lo que indicaba que las líneas de campo captaban iones pesados. La fuente de estos iones parecía ser una atmósfera tenue. Con base en estos resultados, el investigador principal del experimento del magnetómetro presentó el caso a los directores del proyecto Cassini para comprender mejor la posible causa de esa atmósfera, en concreto, para reducir la altitud del próximo sobrevuelo de Encélado en julio de 2005.

La solicitud fue concedida y el 14 de julio, Cassini voló más cerca de Encélado de lo originalmente planeado, bajo la luna y sobre sus altas latitudes medias del sur, dando a nuestras cámaras por primera vez una imagen clara del polo sur, donde se descubrió un paisaje tan asombroso y geológicamente distinto como cualquier otro visto en cualquier parte de nuestro sistema solar.

La información de la imagen previa en el sitio web del equipo de imágenes de la misión Cassini

Descubrimos que el terreno que rodea el polo sur es una región aproximadamente circular, completamente libre de cráteres y marcada por unas cuantas grietas profundas y paralelas que antes llamábamos “rayas de tigre”, ya que en imágenes de mucha menor resolución parecían las rayas del lomo de un tigre. Con una separación casi uniforme de unos 35 km, cada una se extiende unos 130 kilómetros dentro de una región claramente delimitada a 55° de latitud sur por un límite circumpolar contiguo y serpenteante de montañas y valles concéntricos.

Obviamente, hay una historia escrita en el rostro de esta pequeña luna que narra dramáticos acontecimientos de su pasado, pero su presente, estábamos a punto de descubrirlo, es mucho más impresionante. En su excursión sobre las afueras del terreno polar sur durante el sobrevuelo de julio de 2005, el analizador de polvo de Cassini también detectó diminutas partículas, aparentemente provenientes de la región de las rayas de tigre. Otros dos instrumentos detectaron vapor de agua, y uno de ellos proporcionó la señal de dióxido de carbono, nitrógeno y metano. Cassini había atravesado una tenue nube, confirmando los resultados de imágenes y magnetómetros obtenidos a principios de año. ¡Sólo ahora, comenzaba a parecer que los ingredientes orgánicos básicos necesarios para la vida podrían estar presentes!

Es más, una combinación de nuestras imágenes y los resultados del detector infrarrojo térmico mostraron temperaturas elevadas a lo largo de las fracturas, posiblemente de hasta 180 kelvin, muy por encima de los 70 kelvin que se esperarían del simple calentamiento por la luz solar.

No podíamos creer la suerte que tuvimos de habernos topado con un lugar tan fascinante. En respuesta rápida, el equipo de imágenes planeó una serie especial de imágenes que se tomarían dentro de cuatro meses (a finales de noviembre de 2005) sobre el polo sur con una resolución muy alta y una fase solar muy alta.

Y así sucedió que hace 20 años, el 27 de noviembre, una serie de impactantes imágenes de Encélado en creciente llegaron a la Tierra mostrando, tan claras como el día, los orígenes geofísicos reales del material que nuestros instrumentos de Cassini habían detectado: una docena o más de fuentes distintas y estrechas de partículas finas y heladas que salían disparadas al espacio y alimentaban una columna débil pero gigante, con forma de llama, que se elevaba sobre el terreno del polo sur.

Pueden leer los hallazgos obtenidos con la misión Cassini sobre ese pequeño y atrapante mundo que es Encélado, en el sitio web Ciclops. También referencias al vídeo realizado por entonces por la impresionante misión Cassini en esta pequeña luna del gigantesco señor de los anillos de nuestro Sistema Solar

Un análisis posterior realizado por mi grupo de investigación descubrió que las fuentes de los chorros, que el equipo de imágenes había demostrado que eran géiseres originados en agua líquida, coinciden con los lugares más calientes de las fracturas de rayas de tigre… la primera evidencia definitiva de una conexión entre las fracturas, el calor y la ventilación activa.

Desde cualquier punto de vista, estas imágenes fueron un hallazgo espectacular: un indicio incontrovertible de la actividad interna actual en una luna pequeña, por lo demás fría. No pude evitar sentir una afinidad inmediata con quienes, hace mucho tiempo, vieron por primera vez el torbellino de géiseres de la región de Yellowstone, en el oeste de Estados Unidos.

En los 20 años transcurridos desde entonces, se ha aprendido mucho sobre Encélado. Lo que Cassini finalmente encontró en este pequeño mundo tectónicamente destrozado ha sido el sueño de cualquier explorador planetario hecho realidad, y como resultado, este diminuto puesto de avanzada, enclavado en las profundidades de un magnífico sistema planetario al otro lado del sistema solar, ha adquirido una importancia que contradice su diminuto tamaño. La energía, la materia orgánica y el agua líquida son tres requisitos fundamentales para la vida tal como la conocemos, y todos se han encontrado en cantidades significativas en Encélado, lo que convierte a esta diminuta luna en un posible anfitrión para organismos vivos.

(Aunque la Dra. Porco no lo señala en este artículo -piensen en una joven mujer científica cuando fueron lanzadas las misiones Voyager-, en medio de un mundo dominado por el poder masculino. La Dra. Porco es una de las representantes de esa resiliencia femenina que ganó espacio por la calidad de su tarea. Impulsó una misión específica a Encélado… pero ya había en marcha una misión a Europa, que ya va en camino a esa luna joviana…)

Volvamos al artículo de la Dra. Porco en Substack

Muchos de nosotros ansiamos ver el regreso a Encélado para buscar señales definitivas de vida. Y aunque es evidente que, si ocurre, será tan lejano en el futuro que los científicos originales de las Voyager y Cassini no viviremos para verlo, ha sido enormemente gratificante y nos llena de orgullo haber estado allí desde el principio. Y eso es más que suficiente para una pequeña vida humana.

A principios de este mes, y después de todos estos años de nuestras primeras imágenes de Encélado tomadas por Cassini y nuestro asombroso descubrimiento de su cuenca de géiseres y la columna que crea, mis colegas investigadores y yo presentamos para su publicación lo que probablemente será mi última obra magna sobre Encélado: un análisis muy detallado de la estructura de su columna, su variabilidad y los movimientos del terreno a lo largo de sus fracturas, probablemente responsables de su formación. Les aseguro que les informaré cuando finalmente se publique.

Mientras tanto, espero que ustedes, aquí en Estados Unidos, estén disfrutando de un hermoso Día de Acción de Gracias 2025, y les deseo a todos ustedes en todo el mundo unas felices y seguras fiestas. Así lo señaló la Dra. Porco en su artículo.

N.del.T: Apenas como un tozudo traductor de este y otros artículos en inglés, puedo señalar que he aprendido de la tarea de ese equipo de imágenes de Cassini liderado por la doctora Porco. A la distancia, mi admiración y agradecimiento por la divulgación que realizó y que aún sostiene como una luz en la oscuridad.