Encélado, una pequeña luna helada de Saturno, es uno de los principales objetivos en la búsqueda de vida en otros lugares del sistema solar. Un nuevo estudio refuerza la hipótesis de que Encélado podría ser un mundo habitable.
Los datos para estos nuevos hallazgos provienen de la nave espacial Cassini, que orbitó Saturno entre 2004 y 2017. En 2005, Cassini descubrió columnas de vapor de agua y granos de hielo que erupcionaban continuamente de las grietas en la corteza helada de Encélado.
En el estudio más reciente, Nozair Khawaja, de la Universidad Libre de Berlín, y su equipo se propusieron reanalizar una muestra de Cassini de material del polo sur de Encélado.
La mayoría de los análisis de partículas sólidas de las columnas de Encélado se habían realizado sobre el anillo E de Saturno. El anillo E es un anillo difuso exterior en el majestuoso sistema de anillos que rodea al planeta. Se repone continuamente con material de las columnas de Encélado. Sin embargo, este material no es fresco y la exposición a la radiación en el espacio puede alterar sus características.
El material más joven analizado por Khawaja y sus colegas fue muestreado por Cassini durante un sobrevuelo particularmente rápido sobre el polo sur de Encélado. El uso de material de la columna recién expulsado garantizó la eliminación de cualquier posible interferencia de la radiación.
Entonces, ¿qué nos dicen estos y otros análisis de muestras de las columnas sobre Encélado? Las primeras muestras de Cassini contenían sales de sodio, lo que sugiere que las columnas son alimentadas por un océano de agua líquida subterráneo en contacto con un fondo rocoso. Observaciones posteriores del “bamboleo” de Encélado (ligeros cambios en su rotación) en relación con Saturno demostraron que su corteza helada exterior probablemente está completamente separada del núcleo rocoso que se encuentra debajo.
Esto significa que el océano subterráneo de Encélado (situado entre el hielo y la roca) es global, extendiéndose por toda la luna. Es probable que el océano se mantenga por la flexión de las mareas, donde la variación de la atracción gravitatoria de Saturno sobre Encélado lo estira y comprime, provocando que Encélado se caliente y evitando que el océano se congele.
La capacidad de muestrear el océano, aunque indirectamente, ha permitido una investigación más exhaustiva de la habitabilidad de Encélado, es decir, si Encélado contiene los ingredientes necesarios para la vida tal como la conocemos (principalmente una fuente de energía adecuada y una mezcla de elementos químicos).
Muestreo de las columnas
El análisis de las muestras de las columnas de Cassini fue posible gracias a una técnica llamada “espectrometría de masas”. El proceso comenzó con el impacto a alta velocidad entre Cassini (volando a velocidades de kilómetros por segundo) y el material sólido de la columna que recolectó.
Esto dividió el material en fragmentos más pequeños y cargados. Después del impacto, un instrumento expuso los fragmentos a un campo eléctrico que los movió hacia un detector.
La sincronización del impacto de los fragmentos químicos con el detector se utilizó para determinar su masa y carga. Los científicos pudieron entonces “reconstruir el rompecabezas” para averiguar la identidad de las moléculas que formaban los fragmentos.
Nasa/JPL-Caltech
Al intentar determinar la habitabilidad, hay ciertas moléculas que se deben buscar en los datos. Los compuestos orgánicos son simplemente moléculas que contienen carbono. Dado que la vida en la Tierra se basa fundamentalmente en el carbono, detectar moléculas que contengan carbono de cualquier forma es un buen comienzo.
Se han detectado con confianza compuestos orgánicos en el material de las columnas, incluidas las “aminas”, que pueden ser precursores de los aminoácidos (que a su vez pueden ser precursores de las proteínas). También se han observado “macromoléculas” mucho más grandes. Pero su identidad exacta es actualmente incierta debido a las limitaciones de la instrumentación de Cassini.
El carbono es uno de los elementos “CHNOPS” (carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre) que forman la mayoría de los átomos dentro de los organismos vivos en la Tierra. Aparte del azufre, todos estos se han detectado con confianza en el material de las columnas.
La espectrometría de masas también puede indicar los tipos de fuentes de energía disponibles dentro de un océano. La fotosíntesis, la principal fuente de energía para la vida en la Tierra, es poco probable que sea viable dentro de Encélado porque su océano está enterrado bajo kilómetros de hielo. La fotosíntesis requiere luz y el océano es casi con certeza oscuro.
Afortunadamente, hay otras formas en que la vida puede extraer energía de su entorno. A finales de la década de 1970, se descubrieron vastos ecosistemas en las profundidades oceánicas de la Tierra, alrededor de fuentes hidrotermales, fisuras en el lecho oceánico de las que emerge agua caliente rica en minerales.
Los microbios que sobreviven alrededor de las fuentes hidrotermales son formas de vida “quimiosintética”. Utilizan las diversas sustancias que se encuentran en las aguas hidrotermales para realizar reacciones químicas y obtener la energía que necesitan.
Parece que los ingredientes para algunas vías quimiosintéticas, como el dióxido de carbono y el hidrógeno, están disponibles en cantidades suficientes dentro del océano de Encélado para que teóricamente sea una fuente de energía viable.
De hecho, la cantidad de hidrógeno en el material de las columnas es tan grande que requeriría una fuente actual en el océano de Encélado para explicarlo, probablemente fuentes hidrotermales.
Estudio reciente
Por supuesto, debemos tener cuidado al utilizar el material de las columnas para inferir lo que hay dentro del océano. Los procesos durante la formación de la columna (a medida que viaja a través del hielo hacia el espacio) pueden diluir o concentrar ciertas sustancias. La radiación intensa también puede provocar que los productos químicos dentro de las columnas reaccionen, dejando el material no representativo del océano del que proviene.
Al analizar el material de la columna recién expulsado, el último estudio elimina ese problema. Debido a la mayor velocidad, las muestras obtenidas durante este sobrevuelo deberían haberse fragmentado de una manera que permita que más tipos de moléculas sean visibles en los datos.
Y las muestras recolectadas incluyeron nuevas sustancias, así como algunas que ya se conocían, lo que confirma que provienen del interior de Encélado, no de la alteración radiactiva. Algunas de las sustancias recién detectadas sugieren aún más un origen hidrotermal.
Con el conocimiento del potencial de habitabilidad de Encélado, la Agencia Espacial Europea está planeando una misión, que se lanzará en la década de 2040, que realizará sobrevuelos de Encélado y posiblemente incluso orbitará y aterrizará en su superficie.
Con un conjunto actualizado de instrumentos, la misión tendrá como objetivo buscar evidencia de vida en el material de las columnas. Si la vida reside alrededor de los sistemas hidrotermales en las profundidades de Encélado, su viaje hacia la parte superior del océano y hacia el espacio podría ser largo y arduo.
Sin embargo, trabajos recientes de Fabian Klenner de la Universidad de Washington y sus colegas, demostraron que incluso una sola célula bacteriana dentro de un grano de hielo podría ser detectable mediante espectrometría de masas. Por lo tanto, la esperanza sigue siendo que si la vida reside dentro de Encélado, la evidencia de ella podría estar flotando en el espacio esperando que vayamos a verla.
