Cuarto de las grandes lunas de Urano podrían tener agua para un... ¡océano profundo!

Un nuevo análisis de los datos de la nave Voyager de la NASA, junto con un nuevo modelo informático, ha llevado a los científicos de la NASA a concluir que cuatro de las lunas más grandes de Urano contienen probablemente una capa oceánica entre sus núcleos y sus costras heladas. Su estudio es el primero que detalla la evolución de la composición y la estructura del interior de las cinco grandes lunas: Ariel, Umbriel, Titania, Oberón y Miranda. El trabajo sugiere que cuatro de las lunas albergan océanos que podrían tener decenas de kilómetros de profundidad. 

En total, al menos 27 lunas rodean Urano, y las cuatro más grandes van desde Ariel, de 1.160 kilómetros de diámetro, hasta Titania, de 1.580 kilómetros de diámetro. Los científicos han pensado durante mucho tiempo que Titania, dado su tamaño, tendría más probabilidades de retener calor interno, causado por la desintegración radiactiva. Anteriormente se consideraba que las otras lunas eran demasiado pequeñas para retener el calor necesario para evitar la congelación de un océano interno, especialmente porque el calentamiento creado por la atracción gravitatoria de Urano es sólo una fuente menor de calor. 

Un nuevo modelo muestra que es probable que haya una capa oceánica en cuatro de las lunas principales de Urano // Crédito: NASA/JPL-Caltech

La Encuesta Decenal de Ciencias Planetarias y Astrobiología de 2023 de las Academias Nacionales dio prioridad a la exploración de Urano. En preparación de dicha misión, los científicos planetarios se están centrando en el gigante de hielo para reforzar sus conocimientos sobre el misterioso sistema de Urano. El nuevo trabajo, publicado en la revista Journal of Geophysical Research, podría informar sobre cómo una futura misión podría investigar las lunas, pero el artículo también tiene implicaciones que van más allá de Urano, dijo la autora principal Julie Castillo-Rogez del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. 

"Cuando se trata de cuerpos pequeños -planetas enanos y lunas-, los científicos planetarios ya han hallado indicios de la existencia de océanos en varios lugares insólitos, como los planetas enanos Ceres y Plutón, y la luna Mimas de Saturno", explica. "Así que hay mecanismos en juego que no comprendemos del todo. Este trabajo investiga cuáles podrían ser y su relevancia para los numerosos cuerpos del sistema solar que podrían ser ricos en agua, pero tener un calor interno limitado." 

En el estudio se revisaron los resultados de los sobrevuelos de Urano por las Voyager 2 de la NASA en la década de 1980 y de las observaciones terrestres. Los autores construyeron modelos informáticos a los que añadieron los hallazgos de Galileo, Cassini, Dawn y New Horizons de la NASA (cada una de las cuales descubrió mundos oceánicos), incluidos los conocimientos sobre la química y la geología de la luna de Saturno Encélado, Plutón y su luna Caronte, y Ceres, todos ellos cuerpos helados de aproximadamente el mismo tamaño que las lunas de Urano. 

Lo que hay por encima y por debajo 

Los investigadores utilizaron este modelo para evaluar el grado de porosidad de las superficies de las lunas uranianas y descubrieron que probablemente están lo suficientemente aisladas como para retener el calor interno necesario para albergar un océano. Además, hallaron lo que podría ser una fuente de calor potencial en los mantos rocosos de las lunas, que liberan líquido caliente y ayudarían a que un océano mantuviera un entorno cálido, un escenario especialmente probable para Titania y Oberón, donde los océanos podrían ser lo suficientemente cálidos como para albergar un océano. 

Al investigar la composición de los océanos, los científicos pueden conocer los materiales que podrían encontrarse también en las superficies heladas de las lunas, dependiendo de si las sustancias que hay debajo fueron empujadas desde abajo por la actividad geológica. Los telescopios han demostrado que al menos una de las lunas, Ariel, tiene material que fluyó hacia su superficie, quizás desde volcanes helados, hace relativamente poco tiempo. 

De hecho, Miranda, la luna más interna y la quinta más grande, también presenta rasgos superficiales que parecen ser de origen reciente, lo que sugiere que en algún momento pudo haber conservado suficiente calor para mantener un océano. El reciente modelo térmico reveló que es improbable que Miranda haya albergado agua durante mucho tiempo: Pierde calor con demasiada rapidez y es probable que ahora esté congelada. 

Pero el calor interno no sería el único factor que contribuye a la formación de un océano subsuperficial. Un hallazgo clave del estudio sugiere que los cloruros, así como el amoníaco, son probablemente abundantes en los océanos de las lunas más grandes del gigante helado. Se sabe desde hace tiempo que el amoníaco actúa como anticongelante. Además, el modelo sugiere que las sales probablemente presentes en el agua serían otra fuente de anticongelante, manteniendo los océanos internos de los cuerpos. 

El siguiente paso es averiguar qué hay debajo y sobre la superficie de estas lunas para poder ayudar a los científicos e ingenieros a elegir los mejores instrumentos científicos para estudiarlas.