lunes, 23 octubre, 2017

Encélado


Anillos de Saturno

Anillos de Saturno

Cuando con resonante
rayo, y furor del brazo poderoso
a Encélado arrogante
Júpiter glorïoso
en Etna despeñó vitorïoso.

Fernando de Herrera

 

El mundo está bien hecho.

Jorge Guillén

Saturno es uno de los gigantes gaseosos del Sistema Solar. Se conjetura que posee un núcleo rocoso en torno al cual se fue concentrando una atmósfera de gases que, por efecto de la enorme presión, contiene una capa de hidrógeno en estado metálico –es decir, una red de protones por la que fluye un gas electrónico–. Saturno puede contemplarse a simple vista y es famoso por su fascinante sistema de anillos, que fueron detectados por Galileo en 1610, aunque no pudieron ser observados propiamente hasta cincuenta años más tarde, cuando el eximio matemático, físico y astrónomo holandés Christian Huygens dispuso de medios más capaces.

Christian Huygens

Christian Huygens

Édouard Roche

Édouard Roche

La comprensión del mecanismo por el cual se han formado los anillos de Saturno se debe al físico francés Édouard Roche, quien estudió en el revolucionario año de 1848 los efectos potencialmente catastróficos que ejerce un cuerpo estelar –una estrella o un planeta– sobre sus satélites según dos variables: la distancia a la que se encuentran y su densidad. Todo lector de Adiciones estudió en el colegio la Ley de Gravitación Universal de Newton según la cual la fuerza gravitatoria entre dos cuerpos es proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Pues bien, en el caso de cuerpos suficientemente grandes, unas partes están más próximas que otras al objeto que los atrae y, por lo mismo, experimentan fuerzas gravitatorias apreciablemente distintas según las zonas.

Fotografía de Saturno, Titán y, apenas visible a la derecha, Encélado

Fotografía de Saturno, Titán y, apenas visible a la derecha, Encélado

¿Qué consecuencias tiene este fenómeno? En el caso del sistema Sol-Tierra-Luna, el efecto más notorio son las mareas, ya que gran parte del agua se encuentra sobre la superficie de nuestro planeta en estado líquido y por esta razón puede deformarse el conjunto del océano a consecuencia de estas diferencias locales en la atracción gravitatoria. Roche estudió el fenómeno en el caso general y llegó a la conclusión de que si un cuerpo celeste no es rocoso o no posee la suficiente rigidez, estas fuerzas de marea deforman el satélite y pueden llevar a su disgregación en determinadas circunstancias. Los anillos de Saturno son los restos de antiguas lunas que se encontraban más cercanas al satélite de lo que marca el ‘límite de Roche’, la distancia mínima a la que deben estar estos frágiles satélites para resistir la deformación ocasionada por la gravedad. Júpiter, Urano y Neptuno asimismo cuentan con anillos, aunque son mucho menos importantes.

Hemisferio-sur-de-Encélado

Hemisferio sur de Encélado

El hecho de que existan diversos discos se debe a que varias lunas no han sido destruidas por la atracción del planeta a consecuencia de que potentes fuerzas químicas las mantienen a salvo de la disgregación, y en su órbita en torno al planeta abren un surco que podemos observar. Estos cuerpos celestes se denominan ‘satélites pastores’, ya que con su influencia gravitatoria contribuyen al agrupamiento y conservación de la masa dispersa de los anillos.

Saturno tiene treinta y un lunas. Las más interesantes son Titán –único satélite con atmósfera importante del Sistema Solar– y Encélado. La superficie de esta última es sorprendente: en el hemisferio norte encontramos los habituales cráteres de impacto que están presentes en todos los cuerpos celestes rocosos del sistema solar. Sin embargo, la superficie del hemisferio sur es extrañamente lisa –por lo que debe ser mucho más reciente – y presenta tres misteriosas fracturas paralelas denominadas ‘rayas de tigre’: tienen unos 130 kilómetros de longitud y están espaciadas de manera regular. Hay otro rasgo único que conocían desde hace tiempo los astrónomos: Encélado refleja el 99% de la luz solar, por tanto debía ser completamente blanco.

Querido Jorge Guillén: El mundo está bien hecho a excepción de nosotros

Giovanni Domenico Cassini

Giovanni Domenico Cassini

Sólo hay una razón por la cual la superficie pueda ser suave, y es que haya sido renovada gracias a fenómenos volcánicos. Sin embargo, las dimensiones de este pequeño mundo hacían imposible que albergara una fuente interna de calor. En 2005, la sonda Cassini envió fotos insólitas en las que se veían que, a través de las rayas de tigre de Encélado, surgen enormes chorros de hielo que en parte escapan del satélite y suministran material para el cinturón E de Saturno, y en parte se posan sobre la superficie, dándole ese aspecto suave. Las imágenes infrarrojas mostraron que la temperatura de las rayas de tigre está en torno a unos sorprendentes -90 ºC, cuando la temperatura que cabría esperar a causa de la radiación solar es de -200 ºC.

Géiseres de Encélado arrojando hielo

Géiseres de Encélado arrojando hielo

El paso más cercano de la sonda Cassini, a sólo veinticinco kilómetros de altura, permitió determinar que las rayas de tigre tienen una profundidad de trescientos metros. Se conjetura que los colosales chorros se abren y se taponan constantemente a lo largo de las fracturas. Las hipótesis consideradas por los científicos para explicar este criovulcanismo son dos: primero se pensó que podría proceder de una fuente de calor creada por material radiactivo. Sin embargo, esta explicación no es capaz de justificar las temperaturas observadas. La segunda hipótesis nos lleva de nuevo a las fuerzas de marea y exige conocer un dato adicional: la órbita de Encélado es muy elíptica y el satélite la recorre a enorme velocidad.

Géiseres de Encélado fotografiados por la sonda Cassini

Géiseres de Encélado fotografiados por la sonda Cassini

A consecuencia de estas dos peculiarísimas características de su órbita, Encélado sufre una deformación constante por acción de la gravedad de Saturno: mayor cuando se aproxima, menor cuando se aleja, de modo que estos ciclos diarios de flexión y relajación originan rozamientos internos que calientan el satélite. Esta explicación es coherente con el ángulo de 45º que forman las rayas de tigre con respecto a la línea que une el satélite con Saturno. Encélado está siendo literalmente exprimido por acción de las fuerzas gravitatorias de marea que actúan de forma no muy distinta a lo que hacemos nosotros cuando abrimos la tapa de un frasco y aplicamos un par de fuerzas de sentidos contrarios.

Sonda Cassini

Sonda Cassini

Más datos: el hielo estelar procedente del anillo E capturado por la sonda Cassini contiene sales en su composición. Los científicos conjeturan que eso únicamente puede deberse a que en el interior de Encélado existe agua líquida en contacto con roca, lo que ha disuelto las sales detectadas –cloruro sódico, es decir, sal común, y carbonatos, principalmente–. Asimismo se han detectado compuestos orgánicos: acetileno, etano, propano, benceno, formaldehído. Las mediciones de densidad del satélite son coherentes con esta hipótesis, ya que se estima que Encélado es un 60% más denso que el agua y necesariamente ha de tener en su interior un núcleo rocoso.

Mapa térmico del hemisferio sur de Encélado

Mapa térmico del hemisferio sur de Encélado

¿Qué necesita la vida para ponerse en movimiento?: Agua, calor y una composición química adecuada. En Encélado se encuentra un entorno que no es muy distinto al de ciertos ecosistemas volcánicos terrestres donde el agua líquida circula entre rocas calientes en ausencia total de luz solar. Aquí encontramos asombrosos microorganismos extremófilos que subsisten a base de hidrógeno o dióxido de carbono en condiciones brutales.

Gran Fuente Prismática de Yellowstone coloreada por extremófilos

Gran Fuente Prismática de Yellowstone coloreada por extremófilos

El hallazgo de vida fuera de la Tierra plantearía cuestiones profundísimas en nuestra visión del mundo. Deberíamos atribuir los fabulosos logros de la especie humana a una simple cuestión de suerte y tiempo, y tendríamos que respetar de una bendita vez lo que piensan los restantes microorganismos pluricelulares –con otra ideología, otro nivel de renta, otro color de piel–. Escuchando a estos seres –especialmente en sede parlamentaria– a menudo uno se pregunta para qué estamos utilizando el increíble don de la inteligencia que nos ha sido otorgado, qué sentido tiene el establecimiento de fronteras, por qué no nos ayudamos unos a otros, a qué estamos dedicando nuestra oportunidad sobre la tierra.

Querido Jorge Guillén: El mundo está bien hecho a excepción de nosotros.

 Álvaro Fierro Clavero
www.alvarofierro.com

Comentarios

  1. Muy interesante lo que escribes, Álvaro, hay mucha información que me interesa,me gusta.

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