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Ganímedes, la luna más grande del Sistema Solar, podría tener hielo y océanos apilados en varias capas en su interior

Se pensaba que esta luna podría albergar un grueso océano intercalado entre sólo dos capas de hielo, uno en la parte superior y uno en la parte inferior. Pero según un nuevo estudio financiado por la NASA las capas serían múltiples, que podrían tener hasta 800 Km de profundidad

«El océano de Ganímedes podría organizarse como un sandwich», dijo Steve Vance, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Su estudio ofrece nueva evidencia teórica para este modelo, propuesto por primera vez el año pasado. La investigación aparece en la revista Planetary and Space Science.

Los resultados apoyan además la idea de que es posible que pudiese haber surgido vida primitiva en la luna helada. Los científicos dicen que los lugares donde el agua y la roca interactúan son importantes para el desarrollo de la vida; por ejemplo, es posible que la vida comenzase en la Tierra en burbujeantes respiraderos del fondo marino.

Misión europea a partir de 2030

Antes de este nuevo estudio, se pensaba que el fondo rocoso de Ganímedes estaba recubierto con hielo, no agua líquida; un problema para el surgimiento de la vida . Los hallazgos del modelo ‘sandwich club’ indican lo contrario: la primera capa en la parte superior del núcleo rocoso podría ser agua salada.

«Esta es una buena noticia para Ganímedes«, dijo Vance. «Su océano es enorme, con una enorme presión, por lo que se pensó que tenía hielo denso como para formarse en el fondo del océano. Cuando añadimos sales a nuestros modelos, se nos ocurrió que puede haber líquidos lo suficientemente densos para hundirse en el fondo del mar».

La primera oportunidad para explorar de cerca Ganímedes es la misión de la Agencia Espacial Europea JUpiter ICy moons (JUICE), que visitará las luneas Europa, Calisto y Ganímedes en la década de los 30 de este siglo. La NASA incluirá varios instrumentos en la misma.

La participación de la NASA

La NASA está contribuyendo tres instrumentos para la misión. La sonda JUICE, que se lanzará en 2022, entrará en funcionamiento en la zona de Júpiter en 2030. El objetivo de la misión JUICE es explorar Europa, Calisto y Ganímedes a través de numerosos sobrevuelos para que, finalmente, la nave espacial se establezca en órbita alrededor de Ganímedes. Esta será la primera mirada seria a las múltiples lunas de Júpiter que realice una nave espacial visitante desde la misión Galileo, que exploró el sistema joviano en 1995-2003.

Los cuatro satélites galileanos de Júpiter siempre han sido de gran interés. Hace años que los astrónomos sospechan que tanto Calisto como Ganímedes poseen océanos profundos bajo sus costras superficiales. La nave espacial Galileo, de hecho, encontró evidencia de mares salados dentro Ganimedes, probablemente conteniendo sulfato de magnesio. Ahora, en el JPL (Jet Propulsion Laboratory), un equipo dirigido por Steve Vance informó sobre nueva investigación, que muestra que lo que hay en Ganímedes es mucho, mucho más que un mar entre dos capas de hielo. Mediante el uso de modelos computacionales de los procesos involucrados, los científicos encontraron un escenario complejo con hielo y océano apilados en capas.

Ganímedes puede alojar hasta 25 veces el volumen de agua que se encuentra en los océanos de la Tierra

El trabajo que JPL ha informado en un artículo en Planetary and Space Science sugiere que el fondo de los mares en las distintas capas no deben estar recubiertos con hielo, sino con agua salada. Los modelos anteriores habían demostrado la probabilidad de que hubiese hielo denso en la parte inferior de un gran océano con una enorme presión, pero el equipo de Vance añadió sal a sus modelos, y considerando que un líquido suficiente habrá de hundirse en el fondo del mar. La sal, como se ve en la práctica, hace que el océano sea más denso, particularmente bajo las condiciones de presión extremas que se encuentran dentro de Ganimedes y otras lunas.

Por lo tanto, la presión oceánica Ganimedes ha de ser alta, ya que los océanos de la luna joviana pueden tener 800 a 900 kilómetros de profundidad. Cuanto más profundo, el hielo más denso es, considerando que existe en Ganímedes lo que se conoce como «Hielo VI» (tipo de hielo 6). Si el hielo del refrigerador común («Hielo I» – hielo tipo 1) flota en un vaso de agua, las formas más pesadas de hielo producido por presiones extremas presentan una estructura cristalina mucho más compacta, con las moléculas empaquetadas de manera más agregada, y es por eso que algunas formas de hielo denso pueden caer al fondo del océano.

Esto podría producir un piso helado en el océano, haciendo poco probable las potenciales interacciones químicas productoras de vida entre el agua y la roca. Pero los modelos del equipo estiman que hay hasta tres capas de hielo y un fondo rocoso, con un hielo más ligero arriba y un líquido y denso y salado en la parte inferior. Además, el diagrama de las capas por encima llevan a tener en cuenta fenómenos extraños, como el «Hielo III» (tipo de hielo 3) en la capa superior del océano formado de agua salada cuyas sales precipitan. Mientras que las sales pesadas comienzan a asentarse en el fondo, el hielo más ligero flotaría hasta, tal vez, fundirse de nuevo antes de llegar a la parte superior del océano, o dejando capas de barro en el océano de Ganímedes. Cuando «nieva» (dentro de los océanos) en Ganímedes, en otras palabras, la nieve flota hacia arriba, no hacia abajo.

El comunicado de prensa del JPL ofrece más información, incluyendo la idea de que la estructura «sandwich» descrita por los investigadores varía con el tiempo, a veces vuelve a ser un único océano que se encuentra debajo de una capa de Hielo I (tipo de hielo I), y existiendo sobre regiones de diferentes tipos de hielo bajo alta presión. En cualquier caso, la idea de las interacciones químicas donde se tocan el agua y la roca es intrigante bajo el punto de vista astrobiológico, lo que sugiere que un fondo del mar con agua podría producir las condiciones necesarias para la vida. Las sales que el equipo de Vance añadió a su modelo de Ganímedes aportan elementos para que se produzca la escena de un fondo marino con los necesarios líquidos densos.

Christophe Sotin del Jet Propulsion Laboratory, afirmó: «No sabemos cuánto tiempo dura esta estructura de sándwich Dagwood. Esta estructura representa un estado estable, pero varios factores puede indicar que la luna no llega a este estado de equilibrio».

Sotin y Vance son ambos miembros del equipo de Mundos Helados de JPL, que forma parte del Instituto de Astrobiología de la NASA con sede en Ames Research Center en Moffett Field, California, EE.UU..

Los resultados también se pueden aplicar a los exoplanetas, mundos que orbitan otras estrellas. Se han propuesto que algunas Súper-Tierras, planetas rocosos más masivos que la Tierra, son «mundos de agua» cubiertos por océanos. ¿Podrán tener vida? Vance y su equipo creen que se encontrarán más respuestas haciendo más experimentos de laboratorio y una modelización más detallada de los océanos exóticos.

 

 

Artículo relacionado: Ganymede May Harbor ‘Club Sandwich’ of Oceans and Ice

Fuente: Varios sitios. Aportado por Eduardo J. Carletti

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La nave Cassini capta el nacimiento de una nueva luna en los anillos de Saturno

La nave espacial Cassini de la NASA ha tomado imágenes de la formación de un pequeño objeto helado dentro de los anillos de Saturno que podría ser una nueva luna del planeta. Llamada informalmente «Peggy» , es la primera vez que los astrónomos observan algo semejante, aunque desconocen cuál será el futuro del posible satélite

Las imágenes tomadas con la cámara de ángulo estrecho de la Cassini el 15 de abril de 2013 muestran alteraciones en el borde del anillo A de Saturno, el más exterior de los enormes y brillantes anillos que luce el planeta. Una de estas perturbaciones es un arco un 20% más brillante que sus alrededores, de 1.200 kilómetros de largo y 10 kilómetros de ancho. También han aparecido protuberancias inusuales en el perfil generalmente suave del borde del anillo.

Los científicos creen que el arco y las protuberancias son causadas por los efectos gravitacionales de un objeto cercano.

Según explican los investigadores en la revista Icarus, no se espera que el objeto crezca más, e incluso puede estar haciéndose pedazos. Pero el proceso de su formación y su movimiento hacia afuera ayuda a entender cómo las lunas heladas de Saturno, incluyendo Titán, envuelta en nubes, y Encélado, que encierra un océano, pueden haberse formado en los anillos más masivos hace mucho tiempo.

También proporciona una idea de cómo podrían haberse formado la Tierra y otros planetas de nuestro Sistema Solar y migrado después lejos del Sol.

«No hemos visto nada como esto antes», afirma Carl Murray, de la Universidad Queen Mary de Londres , y autor principal del estudio. «Podríamos estar viendo el acto del nacimiento, donde este objeto está dejando los anillos y comenzando a ser una luna en su propio derecho».

Un mundo de kilómetro y medio

Pero «Peggy» es demasiado pequeña para ser vista en las imágenes, donde en cambio sí se aprecian las perturbaciones en el anillo. Los científicos estiman que probablemente no tiene más de un kilómetro y medio de diámetro. La lunas heladas de Saturno varían en tamaño dependiendo de su proximidad al planeta, siendo la más grande la que se encuentra más alejada. Y muchas de las lunas de Saturno están compuestas principalmente de hielo, al igual que las partículas que forman los anillos del planeta. Por este y otros motivos, los investigadores creen que las lunas heladas se formaron a partir de partículas de los anillos y luego se movieron hacia el exterior, lejos del planeta, fusionándose con otras lunas en el camino.

«Ser testigo del posible nacimiento de una pequeña luna es un emocionante e inesperado evento», afirma Linda Spilker, del proyecto científico Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California. Según Spilker, la órbita de Cassini se moverá más cerca del borde exterior del anillo A a finales de 2016 y brindará la oportunidad de estudiar a «Peggy» con más detalle y tal vez incluso verla.

 

 

Es posible que el proceso de formación de la luna en los anillos de Saturno haya terminado con «Peggy», ya que ahora están demasiado agotados para crear más lunas. «La teoría dice que hace mucho tiempo Saturno tenía un sistema de anillos mucho más masivo capaz de crear lunas más grandes», apunta Murray. «A medida que las lunas se formaron cerca del borde, agotaron los anillos y evolucionaron, así que las que se formaron más temprano son las más grandes y lejanas».

Fuente: Entorno Inteligente y http://www.jpl.nasa.gov/. Aportado por Eduardo J. Carletti

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La luna Encélado podría tener un océano subterráneo apto para la vida

Científicos anuncian en la revista Science que los mares ocultos de agua líquida del satélite de Saturno podrían suponer un hábitat ideal para el desarrollo de microorganismos extraterrestres

La sonda espacial Cassini, de la NASA, ha encontrado sólidas pruebas de la existencia de un océano subterráneo de agua líquida en Encélado, una de las lunas de Saturno. Para los investigadores, además, se trataría de un hábitat ideal para el desarrollo de microorganismos extraterrestres. El estudio, llevado a cabo por expertos de la Universidad Sapienza de Roma, el Instituto de Tecnología de California y el Jet Propulsion Laboratory, de la NASA, se publica hoy en Science. Encelado se añade así, por derecho propio, a la corta lista de lunas de Saturno (Titán y Europa) con agua en estado líquido bajo su superficie.

La posibilidad de una gran reserva interior de agua líquida en Encélado se consideró por primera vez en 2005, cuando los instrumentos de la Cassini descubrieron grandes géiseres de vapor y hielo surgiendo del polo sur del satélite. Desde entonces, se viene especulando con esa intrigante posibilidad, que confirmaría a esta pequeña luna de apenas 500 km de diámetro como uno de los más firmes candidatos a albergar vida de todo el Sistema Solar.

Hoy, la especulación ha dejado paso a los datos. Los hallazgos recién anunciados constituyen, en efecto, la primera medición geofísica de la estructura interna de Encelado. Y los resultados de esa medición son consistentes con la presencia de un océano de agua oculto bajo su superficie.

Como el Lago Superior

Para Luciano Iess, de la Universidad Sapienza y director de la investigación, la localización de un lecho rocoso sobre el que se asienta el agua podría ser determinante para que se den las condiciones necesarias para la vida.

Hasta ahora, estudios anteriores habían sido incapaces de determinar la extensión, la forma y la profundidad de esa grran reserva de agua. Ahora sabemos que, bajo un manto de hielo de entre 30 y 40 km de espesor, hay una cantidad de agua equivalente, por lo menos, a la del Lago Superior, el mayor de toda Norteamérica y el segundo mayor del mundo, con una superficie de 82.000 km cuadrados y que se estima contiene cerca de 12.300 km cúbicos de agua. El océano de Encelado podría tener una profundidad de cerca de diez km.

El equipo de científicos ha llegado a estas conclusiones analizando las fuerzas gravitatorias ejercidas por Encelado sobre la sonda Cassini durante tres «pasadas» consecutivas sobre sus zonas polares a menos de 100 km de altitud. En palabras de Iess, durante esos sobrevuelos polares se detectó una «anomalía gravitacional negativa» en el polo sur que delataba la presencia de material más denso que el de la superficie. En concreto, «agua líquida, con un 7% más de densidad que el hielo superficial». Comparando después esas medidas con la topografía del satélite, los investigadores lograron calcular las dimensiones de la reserva líquida.

Un lecho de rocas

Pero eso no es todo. De hecho, otro descubrimiento de la máxima importancia estriba en el hecho de que toda esa cantidad de agua descansa sobre una base de roca (silicatos), y no sobre más hielo, como sucede con océanos subterráneos de otras lunas del Sistema Solar, como Titán. Una diferencia que puede parecer sutil, pero de la que podría depender la existencia de vida. En efecto, la presencia de agua en contacto directo con silicatos induce a ricas y complejas reacciones químicas que, junto a una fuente de energía, serían el caldo de cultivo ideal para que surgieran formas elementales de vida.

De hecho, los instrumentos de la Cassini ya habían revelado la presencia de compuestos orgánicos en el agua de los géiseres de vapor del polo Sur del satélite.

 

 

«El material expulsado por Encelado en el polo sur —explica Linda Spilker, del Jet Propulsion Laboratory— contiene agua salada y moléculas orgánicas, los ingredientes químicos básicos de la vida. El hallazgo contribuye a expandir nuestra idea de «zona habitable» mucho más allá de lo que se pensaba hasta ahora, tanto en el nuestro como en otros sistemas solares».

Fuente: ABC. Aportado por Eduardo J. Carletti

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