Aunque es relativamente pequeño, los astrónomos han considerado que Encelado, la sexta más grande de las 83 lunas de Saturno, es uno de los cuerpos más atractivos de nuestro sistema solar.

Enceladus se distingue de otros cuerpos celestes tanto por su apariencia como por su comportamiento. Tiene la superficie más blanca y reflectante que los astrónomos hayan observado hasta ahora. Y es conocido por rociar diminutas partículas de sílice helada, tantas de ellas que las partículas son un componente importante del segundo anillo más externo alrededor de Saturno, su llamado anillo E.

Encelado se caracteriza como un « mundo oceánico », un cuerpo celeste con un volumen sustancial de agua líquida. Pero a diferencia de los océanos de la Tierra, que se encuentran en la superficie del planeta, el océano de Encelado está protegido bajo una gruesa capa de hielo. Sin embargo, el hielo no atrapa el océano por completo : algunos materiales de la extensión acuosa se liberan cerca del polo sur más cálido de Encelado a partir de grandes fracturas en el hielo conocidas como « rayas de tigre ».

Las partículas de sílice que expulsa Encelado comienzan su viaje en el fondo del mar, muy por debajo de la superficie de la luna, y hasta la fecha, los científicos no saben cómo sucede o cuánto tiempo lleva el proceso.

Un nuevo estudio dirigido por científicos de UCLA ofrece algunas respuestas. La investigación muestra que el calentamiento de las mareas en el núcleo rocoso de Encelado crea corrientes que transportan la sílice, que probablemente sea liberada por los respiraderos hidrotermales de aguas profundas en el transcurso de unos pocos meses.

La investigación fue publicada en Communications Earth & Environment.

Ashley Schoenfeld, estudiante de doctorado en ciencias planetarias de la UCLA, dirigió un grupo que analizó datos sobre la órbita, el océano y la geología de Encelado que habían sido recopilados por la nave espacial Cassini de la NASA. Los científicos construyeron un modelo teórico que podría explicar el transporte de sílice a través del océano.

La geología activa de Enceladus está alimentada por las fuerzas de las mareas mientras orbita Saturno : la gravedad tira y aplasta a la luna. Esa deformación crea fricción tanto en la capa de hielo de la luna como en su núcleo rocoso profundo. El nuevo modelo demostró que la fricción calienta el fondo del océano lo suficiente como para crear una corriente que transporta las partículas de sílice hacia la superficie.

« Nuestra investigación muestra que estos flujos son lo suficientemente fuertes como para recoger materiales del lecho marino y llevarlos a la capa de hielo que separa el océano del vacío del espacio », dijo Schoenfeld. « Las fracturas en forma de rayas de tigre que atraviesan la capa de hielo en este océano subterráneo pueden actuar como conductos directos para que los materiales capturados sean arrojados al espacio. Enceladus nos está dando muestras gratuitas de lo que se esconde en las profundidades ».

Cassini encontró cantidades sustanciales de gas hidrógeno en las columnas que, junto con la sílice, presentan evidencia convincente de actividad hidrotermal en el fondo del océano. El modelo teórico ideado por el equipo dirigido por la UCLA refuerza esa hipótesis al demostrar un marco de tiempo plausible para el proceso y un mecanismo convincente que explicaría por qué las columnas contienen sílice. El modelo también ayudaría a explicar por qué se transportan otros materiales a la superficie, junto con las partículas de sílice.

« Nuestro modelo brinda más apoyo a la idea de que la turbulencia convectiva en el océano transporta eficientemente nutrientes vitales desde el fondo marino hasta la capa de hielo », dijo la segunda autora Emily Hawkins, exalumna de UCLA que ahora es profesora asistente de física en la Universidad Loyola Marymount.

En la Tierra, respiraderos hidrotermales de aguas profundas similares albergan una multitud de organismos fascinantes que se dan un festín con los minerales que liberan los respiraderos.

En el futuro, la nave espacial podría recopilar más datos para permitir a los científicos estudiar más a fondo las propiedades físicas y químicas de los posibles sistemas de ventilación hidrotermal de Enceladus. Para determinar si esos respiraderos podrían albergar vida, los científicos tendrían que analizar las columnas en busca de rastros químicos de actividad biológica, conocidos como firmas biológicas; el nuevo estudio ofrece alguna orientación que debería ayudar en la búsqueda de esas firmas biológicas.

Los planes de la NASA para la próxima década incluyen misiones que volarían, orbitarían y aterrizarían en Encelado para recopilar más información. El equipo dirigido por UCLA planea desarrollar modelos adicionales que podrían ayudar a dar forma a los planes para esas misiones.

Los otros autores del artículo incluyen a Krista Soderlund y Erin Leonard, ambas exalumnas de UCLA que ahora son científicas investigadoras en la Universidad de Texas, Austin y el Laboratorio de Propulsión a Chorro, respectivamente. La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias.