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Encelado
PIA17202 - Acercándose a Encelado.jpg
Vista del hemisferio posterior en color natural [a]
Descubrimiento
Descubierto porWilliam Herschel
Fecha de descubrimiento28 de agosto de 1789 [1]
Designaciones
DesignacionSaturno II
Pronunciación/ Ɛ n s ɛ l ə d ə s / [2]
Lleva el nombre deἘγκέλαδος Egkelados
AdjetivosEnceladean / ɛ n s ə l eɪ D i ə n / [3] [4]
Características orbitales
Semieje mayor237 948  kilometros [5]
Excentricidad0,0047 [5] [6]
Periodo orbital1.370 218  d [5]
Inclinación0,009 ° (al ecuador de Saturno) [5]
Satélite deSaturno
Características físicas
Dimensiones513,2 × 502,8 × 496,6 km [5] [7]
Radio medio252,1 ± 0,2 km [5] [7] (0.0395 Tierras,0.1451 lunas)
Masa(1.080 22 ± 0.001 01 ) × 10 20  kg [5] [8] (1.8 × 10 - 5 Tierras)
Densidad media1,609 ± 0,005 g / cm 3 [5] [7]
Gravedad superficial0,113 m / s 2 (0,0113 g )
Momento de factor de inercia0,3305 ± 0,0025 [9]
Velocidad de escape0,239 km / s (860,4 km / h) [5]
Período de rotaciónSincrónico
Inclinación axial0
Albedo1.375 ± 0.008 ( geométrica a 550 nm) [10] o0,81 ± 0,04  ( enlace ) [11]
Temp. De superficieminsignificarmax
Kelvin [12]32,9  K75 K145 K
Celsius−240 ° C−198 ° C−128 ° C
Magnitud aparente11,7 [13]
Atmósfera
Presión superficialTraza, variabilidad espacial significativa [15] [16]
Composición por volumen91% vapor de agua
4% nitrógeno
3,2% dióxido de carbono
1,7% metano [14]

Encelado ( / ɛ n s ɛ l ə d ə s / ; Griego: Εγκέλαδος) es el sexto mayor luna de Saturno . Se trata de 500 kilómetros (310 mi) de diámetro, [5] una décima parte de la de de Saturno luna más grande, Titan . Encelado está cubierto principalmente por hielo fresco y limpio, lo que lo convierte en uno de los cuerpos más reflectantes del Sistema Solar . En consecuencia, su temperatura superficial al mediodía solo alcanza los -198 ° C (-324 ° F), mucho más fría de lo que sería un cuerpo que absorbe la luz. A pesar de su pequeño tamaño, Encélado tiene una amplia gama de características superficiales, que van desde antiguas hasta muyregiones con cráteres a terrenos jóvenes deformados tectónicamente .

Encelado se descubrió el 28 de agosto de 1789, por William Herschel , [1] [17] [18] pero poco se conoce sobre él hasta que los dos Voyager nave espacial, Voyager 1 y Voyager 2 , pasado cerca en 1980 y 1981. [19] En 2005, la nave espacial Cassini inició múltiples sobrevuelos cercanos de Encelado, revelando su superficie y entorno con mayor detalle. En particular, Cassini descubrió columnas ricas en agua que se ventilaban desde la región del polo sur . [20] criovolcanes cerca del polo sur disparar géiser -como chorros devapor de agua , hidrógeno molecular , otros volátiles y material sólido, incluidos cristales de cloruro de sodio y partículas de hielo, al espacio, por un total de aproximadamente 200 kg (440 lb) por segundo. [16] [19] [21] Se han identificado más de 100 géiseres. [22] Parte del vapor de agua cae como "nieve"; el resto escapa y suministra la mayor parte del material que forma el anillo E de Saturno . [23] [24] Según los científicos de la NASA , las columnas son similares en composición a los cometas . [25] En 2014, la NASA informó que Cassini encontró evidencia de un gran polo surocéano subsuperficial de agua líquida con un espesor de alrededor de 10 km (6 millas). [26] [27] [28]

Estas observaciones de géiseres, junto con el hallazgo de escapes del calor interno y muy pocos (si es que hay alguno) cráteres de impacto en la región del polo sur, muestran que Encelado está actualmente geológicamente activo. Como muchos otros satélites en los extensos sistemas de los planetas gigantes , Encelado está atrapado en una resonancia orbital . Su resonancia con Dione excita su excentricidad orbital , que es amortiguada por las fuerzas de las mareas , calentando mareamente su interior e impulsando la actividad geológica. [29]

El 27 de junio de 2018, los científicos informaron sobre la detección de compuestos orgánicos macromoleculares complejos en las columnas de chorro de Encelado, según lo muestreado por el orbitador Cassini . Estos indican una actividad hidrotermal potencial en la luna que impulsa la química compleja. [30] [31]

Historia [ editar ]

Descubrimiento [ editar ]

Vista de Encelado de la Voyager 2 en 1981: surcos verticales de Samarcanda y Surci (centro inferior); Cráteres de Ali Baba y Aladdin (arriba a la izquierda)

Encelado fue descubierto por William Herschel el 28 de agosto de 1789, durante el primer uso de su nuevo telescopio de 1,2 m (47 pulgadas ) de 40 pies , entonces el más grande del mundo, en Observatory House en Slough , Inglaterra. [18] [32] Su débil magnitud aparente ( H V = +11,7) y su proximidad a los mucho más brillantes Saturno y los anillos de Saturno hacen que Encélado sea difícil de observar desde la Tierra con telescopios más pequeños. Como muchos satélites de Saturno descubiertos antes de la Era EspacialEncélado se observó por primera vez durante un equinoccio de Saturno, cuando la Tierra está dentro del plano de los anillos. En esos momentos, la reducción del resplandor de los anillos hace que las lunas sean más fáciles de observar. [33] Antes de las misiones Voyager , la vista de Encelado mejoró poco desde el punto observado por primera vez por Herschel. Solo se conocían sus características orbitales, con estimaciones de su masa , densidad y albedo .

Nombrar [ editar ]

Encelado lleva el nombre del gigante Encelado de la mitología griega . [1] El nombre, como los nombres de cada uno de los primeros siete satélites de Saturno que se descubrió, fue sugerido por el hijo de William Herschel, John Herschel, en su publicación de 1847 Resultados de observaciones astronómicas realizadas en el Cabo de Buena Esperanza . [34] Eligió estos nombres porque Saturno , conocido en la mitología griega como Cronos , era el líder de los Titanes .

Las características geológicas de Encelado reciben el nombre de la Unión Astronómica Internacional (IAU) por personajes y lugares de la traducción de Burton del Libro de las mil y una noches . [35] Los cráteres de impacto llevan el nombre de personajes, mientras que otros tipos de características, como fossae (depresiones largas y estrechas), dorsa (crestas), planitiae ( llanuras ), surcos ( surcos paralelos largos) y rupes (acantilados) reciben su nombre. lugares. La IAU ha nombrado oficialmente 85 características en Encelado, más recientemente Samaria Rupes, anteriormente llamada Samaria Fossa. [36] [37]

Órbita y rotación [ editar ]

Órbita de Encelado (rojo): vista del polo norte de Saturno

Encelado es uno de los principales satélites internos de Saturno junto con Dione , Tethys y Mimas . Orbita a 238.000 km del centro de Saturno y a 180.000 km de la cima de las nubes, entre las órbitas de Mimas y Tetis. Orbita Saturno cada 32,9 horas, lo suficientemente rápido como para que se observe su movimiento durante una sola noche de observación. Encelado se encuentra actualmente en una resonancia orbital de movimiento medio 2: 1con Dione, completando dos órbitas alrededor de Saturno por cada órbita completada por Dione. Esta resonancia mantiene la excentricidad orbital de Encelado (0,0047), que se conoce como excentricidad forzada. Esta excentricidad distinta de cero da como resultado la deformación de las mareas de Encelado. El calor disipado resultante de esta deformación es la principal fuente de calor de la actividad geológica de Encelado. [6] Encelado orbita dentro de la parte más densa del anillo E de Saturno , el más externo de sus anillos principales , y es la fuente principal de la composición material del anillo. [38]

Como la mayoría de los satélites más grandes de Saturno, Encelado gira sincrónicamente con su período orbital, manteniendo una cara apuntando hacia Saturno. A diferencia de la Luna de la Tierra , Encelado no parece librar más de 1,5 ° alrededor de su eje de rotación. Sin embargo, el análisis de la forma de Encelado sugiere que en algún momento estuvo en una libración de órbita-giro secundaria forzada de 1: 4. [6] Esta libración podría haber proporcionado a Encelado una fuente de calor adicional. [29] [39] [40]

Fuente del anillo E [ editar ]

Artículo principal: Anillos de Saturno § Anillo E
Posibles orígenes del metano que se encuentra en las plumas

Se ha demostrado que las plumas de Encelado, que son similares en composición a los cometas, [25] son la fuente del material en el anillo E de Saturno . [23] El anillo E es el más ancho y exterior de Saturno (excepto el tenue anillo de Phoebe ). Es un disco extremadamente ancho pero difuso de material microscópico helado o polvoriento distribuido entre las órbitas de Mimas y Titán . [41]

Los modelos matemáticos muestran que el anillo E es inestable, con una vida útil de entre 10.000 y 1.000.000 de años; por lo tanto, las partículas que lo componen deben reponerse constantemente. [42] Encelado está orbitando dentro del anillo, en su punto más estrecho pero de mayor densidad. En la década de 1980, algunos sospechaban que Encelado era la principal fuente de partículas del anillo. [43] [44] [45] [46] Esta hipótesis fue confirmada por los dos primeros sobrevuelos cercanos de Cassini en 2005. [47] [48]

El CDA "detectó un gran aumento en el número de partículas cerca de Encelado", lo que confirma a Encelado como la fuente principal del anillo E. [47] El análisis de los datos de CDA e INMS sugiere que la nube de gas por la que Cassini voló durante el encuentro de julio, y observada desde la distancia con su magnetómetro y UVIS, era en realidad una pluma criovolcánica rica en agua, originada en respiraderos cerca del polo sur. . [49] La confirmación visual de ventilación se produjo en noviembre de 2005, cuando la ISS fotografiada géiser -como chorros de partículas de hielo se levantan de la región polar sur de Encelado. [6] [24](Aunque se obtuvieron imágenes de la pluma antes, en enero y febrero de 2005, se realizaron estudios adicionales de la respuesta de la cámara en ángulos de fase altos, cuando el Sol está casi detrás de Encelado, y la comparación con imágenes de ángulos de fase altos equivalentes tomadas de otros satélites de Saturno. requerido antes de que esto pudiera ser confirmado. [50] )

  • Encelado orbitando dentro del anillo E de Saturno

  • Zarcillos de géiser de Encelado: comparación de imágenes ("a"; "c") con simulaciones por computadora

  • Región del polo sur de Encelado: ubicaciones de los géiseres productores de zarcillos más activos

Las erupciones en Encelado parecen chorros discretos, pero pueden ser "erupciones de cortina" en su lugar
( [1] animación de video)

Geología [ editar ]

Características de la superficie [ editar ]

Ver también: Lista de características geológicas en Encelado
Ventaja del polo sur del hemisferio anti-Saturno de Encelado, utilizando un esquema de color falso en el que las áreas fracturadas se muestran en azul
Encelado - terminador inclinado - el norte está arriba

La Voyager 2 fue la primera nave espacial en observar la superficie de Encelado en detalle, en agosto de 1981. El examen de las imágenes de mayor resolución resultantes reveló al menos cinco tipos diferentes de terreno, incluidas varias regiones de terreno lleno de cráteres, regiones de terreno suave (joven) y carriles de terreno estriado que a menudo bordean las áreas lisas. [51] Además,se observaronextensas grietas lineales [52] y escarpas . Dada la relativa falta de cráteres en las suaves llanuras, estas regiones probablemente tengan menos de unos pocos cientos de millones de años. En consecuencia, Encelado debe haber estado activo recientemente con " vulcanismo de agua " u otros procesos que renuevan la superficie. [53]El hielo fresco y limpio que domina su superficie le da a Encelado la superficie más reflectante de cualquier cuerpo en el Sistema Solar, con un albedo geométrico visual de 1,38 [10] y un albedo de Bond bolométrico de0,81 ± 0,04 . [11] Debido a que refleja tanta luz solar, su superficie solo alcanza una temperatura media al mediodía de -198 ° C (-324 ° F), algo más fría que otros satélites de Saturno. [12]

Las observaciones durante tres sobrevuelos de Cassini el 17 de febrero, el 9 de marzo y el 14 de julio de 2005 revelaron las características de la superficie de Encelado con mucho mayor detalle que las observaciones de la Voyager 2 . Las suaves llanuras, que la Voyager 2 había observado, se resolvieron en regiones relativamente libres de cráteres llenas de numerosas pequeñas crestas y escarpes. Se encontraron numerosas fracturas dentro del terreno más antiguo con cráteres, lo que sugiere que la superficie ha estado sujeta a una deformación extensa desde que se formaron los cráteres. [54]Algunas áreas no contienen cráteres, lo que indica importantes eventos de resurgimiento en el pasado geológicamente reciente. Hay fisuras, llanuras, terrenos ondulados y otras deformaciones de la corteza. Se descubrieron varias regiones adicionales de terreno joven en áreas que ninguna de las naves espaciales Voyager captó bien , como el extraño terreno cerca del polo sur. [6] Todo esto indica que el interior de Encelado es líquido hoy, aunque debería haber estado congelado hace mucho tiempo. [53]

Encelado: posibilidad de hielo fresco detectado (18 de septiembre de 2020)
Encelado - Vista de mapa infrarrojo (29 de septiembre de 2020)
Un mosaico de Cassini de cráteres degradados, fracturas y terreno interrumpido en la región del polo norte de Encelado. Los dos cráteres prominentes sobre el terminador central son Ali Baba (superior) y Aladdin . Los surcos de Samarkand Sulci corren verticalmente a su izquierda.
Mapa global de color mejorado de imágenes de Cassini (43,7 MB); el hemisferio principal está a la derecha
Mapas de colores mejorados de los
hemisferios norte y sur de Encelado
Mapas de colores mejorados de los
hemisferios anterior y posterior de Encelado

Cráteres de impacto [ editar ]

La formación de cráteres por impacto es una ocurrencia común en muchos cuerpos del Sistema Solar. Gran parte de la superficie de Encelado está cubierta de cráteres de diversas densidades y niveles de degradación. [55] Esta subdivisión de los terrenos con cráteres sobre la base de la densidad de los cráteres (y por lo tanto la edad de la superficie) sugiere que Encelado ha sido resurgido en múltiples etapas. [53]

Las observaciones de Cassini proporcionaron una mirada mucho más cercana a la distribución y el tamaño del cráter, mostrando que muchos de los cráteres de Encelado están muy degradados a través de la relajación viscosa y la fractura . [56] La relajación viscosa permite que la gravedad, en escalas de tiempo geológico, deforme los cráteres y otras características topográficas formadas en el hielo de agua, reduciendo la cantidad de topografía con el tiempo. La velocidad a la que esto ocurre depende de la temperatura del hielo: el hielo más caliente es más fácil de deformar que el hielo más frío y rígido. Los cráteres viscosamente relajados tienden a tener pisos abovedados , o se reconocen como cráteres solo por un borde circular elevado. El cráter Dunyazad es un excelente ejemplo de un cráter viscosamente relajado en Encelado, con un piso abovedado prominente.[57]

Rasgos tectónicos [ editar ]

Vista de la superficie similar a Europa de Encelado con las fracturas de Labtayt Sulci en el centro y las de Ébano y Cufa dorsa en la parte inferior izquierda, fotografiada por Cassini el 17 de febrero de 2005

La Voyager 2 encontró varios tipos de características tectónicas en Encelado, incluidas depresiones , escarpes y cinturones de surcos y crestas . [51] Los resultados de Cassini sugieren que la tectónica es el modo de deformación dominante en Encelado, incluidas las fisuras, uno de los tipos más dramáticos de características tectónicas que se observaron. Estos cañones pueden tener hasta 200 km de largo, 5 a 10 km de ancho y 1 km de profundidad. Tales características son geológicamente jóvenes, porque atraviesan otras características tectónicas y tienen un relieve topográfico nítido con afloramientos prominentes a lo largo de las paredes de los acantilados. [58]

La evidencia de la tectónica en Encelado también se deriva de un terreno ranurado, que consta de carriles de ranuras y crestas curvilíneas. Estas bandas, descubiertas por primera vez por la Voyager 2 , a menudo separan las llanuras lisas de las regiones llenas de cráteres. [51] Los terrenos con ranuras como Samarkand Sulci recuerdan al terreno con ranuras en Ganímedes . Sin embargo, a diferencia de las vistas en Ganímedes, la topografía estriada de Encelado es generalmente más compleja. En lugar de conjuntos paralelos de ranuras, estos carriles a menudo aparecen como bandas de características en forma de galón, alineadas de manera tosca. En otras áreas, estas bandas se arquean hacia arriba con fracturas y crestas a lo largo de la característica. CassiniLas observaciones de Samarkand Sulci han revelado manchas oscuras (125 y 750 m de ancho) ubicadas paralelas a las estrechas fracturas. Actualmente, estos puntos se interpretan como pozos de colapso dentro de estos cinturones lisos estriados. [56]

Además de las fracturas profundas y los carriles ranurados, Encelado tiene varios otros tipos de terreno tectónico. Muchas de estas fracturas se encuentran en bandas que atraviesan un terreno lleno de cráteres. Es probable que estas fracturas se propaguen solo unos pocos cientos de metros hacia la corteza. Muchos probablemente han sido influenciados durante su formación por el regolito debilitado producido por los cráteres de impacto, a menudo cambiando el rumbo de la fractura que se propaga. [56] [59] Otro ejemplo de características tectónicas en Encelado son los surcos lineales encontrados por primera vez por la Voyager 2 y vistos a una resolución mucho más alta por Cassini.. Estos surcos lineales se pueden ver atravesando otros tipos de terreno, como los cinturones de surcos y crestas. Al igual que las profundas fisuras, se encuentran entre las características más jóvenes de Encelado. Sin embargo, algunos surcos lineales se han suavizado como los cráteres cercanos, lo que sugiere que son más antiguos. También se han observado crestas en Encelado, aunque no tanto como las que se ven en Europa . Estas crestas tienen una extensión relativamente limitada y miden hasta un kilómetro de altura. También se han observado cúpulas de un kilómetro de altura. [56] Dado el nivel de resurgir encontrado en Encelado, está claro que el movimiento tectónico ha sido un importante impulsor de la geología durante gran parte de su historia. [58]

Llanuras lisas [ editar ]

La Voyager 2 observó dos regiones de llanuras suaves . Por lo general, tienen un relieve bajo y muchos menos cráteres que en los terrenos llenos de cráteres, lo que indica una edad superficial relativamente joven. [55] En una de las regiones de llanuras suaves, Sarandib Planitia , no se observaron cráteres de impacto hasta el límite de resolución. Otra región de llanuras suaves al suroeste de Sarandib está atravesada por varios valles y escarpes. Desde entonces, Cassini ha visto estas regiones de llanuras suaves, como Sarandib Planitia y Diyar Planitia, con una resolución mucho más alta. Las imágenes de Cassini muestran estas regiones llenas de crestas y fracturas de bajo relieve, probablemente causadas por deformaciones por cizallamiento .[56] Las imágenes de alta resolución de Sarandib Planitia revelaron una serie de pequeños cráteres de impacto, que permiten una estimación de la edad de la superficie, ya sea 170 millones de años o 3.700 millones de años, dependiendo de la supuesta población del impactador. [6] [b]

La cobertura de superficie expandida proporcionada por Cassini ha permitido la identificación de regiones adicionales de llanuras suaves, particularmente en el hemisferio principal de Encelado (el lado de Encelado que mira hacia la dirección del movimiento mientras orbita Saturno). En lugar de estar cubierta por crestas de bajo relieve, esta región está cubierta por numerosos conjuntos de depresiones y crestas entrecruzados, similar a la deformación observada en la región del polo sur. Esta área está en el lado opuesto de Encelado de Sarandib y Diyar Planitiae, lo que sugiere que la ubicación de estas regiones está influenciada por las mareas de Saturno en Encelado. [60]

Región del polo sur [ editar ]

Ver también: rayas de tigre (Encelado)
Primer plano del terreno del polo sur

Imágenes tomadas por Cassini durante el sobrevuelo el 14 de julio de 2005, revelaron una región distintiva deformada tectónicamente que rodea el polo sur de Encelado. Esta área, que llega hasta los 60 ° de latitud sur, está cubierta de fracturas tectónicas y crestas. [6] [61] El área tiene pocos cráteres de impacto considerables, lo que sugiere que es la superficie más joven en Encelado y en cualquiera de los satélites helados de tamaño mediano; El modelado de la tasa de cráteres sugiere que algunas regiones del terreno del polo sur son posiblemente tan jóvenes como 500.000 años o menos. [6] Cerca del centro de este terreno hay cuatro fracturas delimitadas por crestas, extraoficialmente llamadas " rayas de tigre ". [62]Parecen ser las características más jóvenes de esta región y están rodeadas de hielo de agua de color verde menta (en falso color, verde UV, cerca de IR), que se ve en otras partes de la superficie dentro de afloramientos y paredes de fractura. [61] Aquí el hielo "azul" está en una superficie plana, lo que indica que la región es lo suficientemente joven no haya sido cubierta por hielo de agua de grano fino del anillo E . Los resultados del espectrómetro visual e infrarrojo (VIMS) sugieren que el material de color verde que rodea las rayas de tigre es químicamente distinto del resto de la superficie de Encelado. VIMS detectó hielo de agua cristalina en las franjas, lo que sugiere que son bastante jóvenes (probablemente menos de 1,000 años) o que el hielo de la superficie ha sido alterado térmicamente en el pasado reciente.[63] VIMS también detectó compuestos orgánicos simples (que contienen carbono) en las rayas de tigre, una química que no se ha encontrado en ningún otro lugar de Encelado hasta ahora. [64]

Una de estas áreas de hielo "azul" en la región del polo sur fue observada a alta resolución durante el sobrevuelo del 14 de julio de 2005, revelando un área de deformación tectónica extrema y terreno en bloques, con algunas áreas cubiertas por rocas de 10 a 100 m de ancho. [sesenta y cinco]

Discontinuidades en forma de Y, fotografiada el 15 de febrero de 2016

El límite de la región del polo sur está marcado por un patrón de crestas y valles paralelos en forma de Y y V. La forma, orientación y ubicación de estas características sugieren que son causadas por cambios en la forma general de Encelado. En 2006 había dos teorías sobre lo que podría causar tal cambio de forma: la órbita de Encelado pudo haber migrado hacia adentro, lo que llevó a un aumento en la tasa de rotación de Encelado. Tal cambio conduciría a una forma más achatada; [6] o una masa creciente de material cálido y de baja densidad en el interior de Encelado puede haber llevado a un cambio en la posición del actual terreno del polo sur desde las latitudes medias del sur de Encelado hasta su polo sur. [60]En consecuencia, la forma elipsoide de la luna se habría ajustado para coincidir con la nueva orientación. Un problema de la hipótesis del aplanamiento polar es que ambas regiones polares deberían tener historias de deformaciones tectónicas similares. [6] Sin embargo, la región del polo norte está densamente poblada de cráteres y tiene una edad superficial mucho más antigua que el polo sur. [55] Variaciones de espesor en la litosfera de Enceladoes una explicación de esta discrepancia. Las variaciones en el espesor de la litosfera están respaldadas por la correlación entre las discontinuidades en forma de Y y las cúspides en forma de V a lo largo del margen del terreno del polo sur y la edad de la superficie relativa de las regiones adyacentes del terreno no polar del sur. Las discontinuidades en forma de Y, y las fracturas de tensión de tendencia norte-sur a las que conducen, están correlacionadas con terrenos más jóvenes con litosferas presumiblemente más delgadas. Las cúspides en forma de V están adyacentes a terrenos más antiguos y con más cráteres. [6]

Plumas polares del sur [ editar ]

Ver también: criovolcán
Un posible esquema para el criovolcanismo de Encelado

Después de los encuentros de la Voyager con Encelado a principios de la década de 1980, los científicos postularon que era geológicamente activo en función de su superficie joven y reflectante y su ubicación cerca del núcleo del anillo E. [51] Basándose en la conexión entre Encelado y el anillo E, los científicos sospecharon que Encelado era la fuente de material en el anillo E, quizás a través de la ventilación de vapor de agua. [43] [44] Las lecturas del pasaje de Cassini de 2005 sugirieron que el criovolcanismo , donde el agua y otros volátiles son los materiales en erupción en lugar de la roca de silicato, se había descubierto en Encelado. La primera CassiniEl avistamiento de una columna de partículas heladas sobre el polo sur de Encelado provino de las imágenes del Subsistema de Ciencia de Imágenes (ISS) tomadas en enero y febrero de 2005, [6] aunque la posibilidad de un artefacto de cámara retrasó un anuncio oficial. Los datos del instrumento magnetómetro durante el encuentro del 17 de febrero de 2005 proporcionaron evidencia de una atmósfera planetaria. El magnetómetro observó una desviación o "drapeado" del campo magnético, consistente con la ionización local del gas neutro. Además, un aumento en la potencia de las ondas ciclotrónicas de iones.se observó cerca de la órbita de Encelado, lo que fue una prueba más de la ionización del gas neutro. Estas ondas son producidas por la interacción de partículas ionizadas y campos magnéticos, y la frecuencia de las ondas es cercana a la girofrecuencia de los iones recién producidos, en este caso vapor de agua . [15] Durante los dos encuentros siguientes, el equipo del magnetómetro determinó que los gases en la atmósfera de Encelado se concentran en la región del polo sur, siendo la densidad atmosférica lejos del polo mucho menor. [15] El espectrógrafo de imágenes ultravioleta (UVIS) confirmó este resultado al observar dos ocultaciones estelaresdurante los encuentros del 17 de febrero y 14 de julio. A diferencia del magnetómetro, UVIS no pudo detectar una atmósfera sobre Encelado durante el encuentro de febrero cuando miró sobre la región ecuatorial, pero detectó vapor de agua durante una ocultación sobre la región del polo sur durante el encuentro de julio. [dieciséis]

Cassini voló a través de esta nube de gas en algunos encuentros, lo que permitió que instrumentos como el espectrómetro de iones y masas neutrales ( INMS ) y el analizador de polvo cósmico (CDA) muestrearan directamente la columna. (Consulte la sección 'Composición'). Las imágenes de noviembre de 2005 mostraron la fina estructura de la columna, revelando numerosos chorros (quizás provenientes de numerosos conductos de ventilación distintos) dentro de un componente más grande y tenue que se extiende a casi 500 km de la superficie. [49] Las partículas tienen una velocidad aparente de 1,25 ± 0,1 km / s, [66] y una velocidad máxima de 3,40 km / s. [67] El UVIS de Cassini observó posteriormente chorros de gas que coincidían con los chorros de polvo vistos por la ISS durante un encuentro no dirigido con Encelado en octubre de 2007.

El análisis combinado de imágenes, espectrometría de masas y datos magnetosféricos sugiere que la pluma del polo sur observada emana de cámaras subterráneas presurizadas, similares a los géiseres o fumarolas de la Tierra . [6] Las fumarolas son probablemente la analogía más cercana, ya que la emisión periódica o episódica es una propiedad inherente de los géiseres. Se observó que las plumas de Encelado eran continuas en un factor de unos pocos. Se cree que el mecanismo que impulsa y sostiene las erupciones es el calentamiento de las mareas. [68] La intensidad de la erupción de los chorros del polo sur varía significativamente en función de la posición de Encelado en su órbita. Las plumas son aproximadamente cuatro veces más brillantes cuando Encelado está en apoapsis(el punto de su órbita más distante de Saturno) que cuando está en periapsis . [69] [70] [71] Esto es consistente con los cálculos geofísicos que predicen que las fisuras del polo sur están bajo compresión cerca de la periapsis, empujándolas para cerrarlas y bajo tensión cerca de la apoapsis, abriéndolas. [72]

Gran parte de la actividad de la pluma consiste en amplias erupciones en forma de cortina. Las ilusiones ópticas de una combinación de dirección de visión y geometría de fractura local hacían que las plumas parecieran chorros discretos. [73] [74] [75]

La medida en que realmente ocurre el criovolcanismo es un tema de debate, ya que el agua, al ser más densa que el hielo en aproximadamente un 8%, tiene dificultades para erupcionar en circunstancias normales. En Encelado, parece que el criovolcanismo se produce porque las grietas llenas de agua se exponen periódicamente al vacío, las grietas se abren y se cierran por las tensiones de las mareas. [76] [77] [78]

  • Reproducir medios

    Encelado - animación de la pluma (00:48)

  • Encelado y chorros del polo sur (13 de abril de 2017).

  • Plumas sobre la rama de Encelado que alimentan el anillo E

  • Una imagen de Cassini en falso color de los chorros

Estructura interna [ editar ]

Un modelo del interior de Encelado: núcleo de silicato (marrón); manto rico en hielo de agua (blanco); un diapiro propuesto debajo del polo sur (indicado en el manto (amarillo) y el núcleo (rojo)) [60]

Antes de la misión Cassini , se sabía poco sobre el interior de Encelado. Sin embargo, los sobrevuelos de Cassini proporcionaron información para los modelos del interior de Encelado, incluida una mejor determinación de la masa y la forma, observaciones de alta resolución de la superficie y nuevos conocimientos sobre el interior. [79] [80]

Las estimaciones de masa de las misiones del programa Voyager sugirieron que Encelado estaba compuesto casi en su totalidad por hielo de agua. [51] Sin embargo, basándose en los efectos de la gravedad de Encelado en Cassini , se determinó que su masa era mucho mayor de lo que se pensaba anteriormente, produciendo una densidad de 1,61 g / cm 3 . [6] Esta densidad es más alta que la de los otros satélites helados de tamaño mediano de Saturno, lo que indica que Encelado contiene un mayor porcentaje de silicatos y hierro .

Castillo y col. (2005) sugirió que Jápeto y los otros satélites helados de Saturno se formaron relativamente rápido después de la formación de la subnebulosa de Saturno y, por lo tanto, eran ricos en radionúclidos de vida corta. [81] [82] Estos radionucleidos, como el aluminio-26 y el hierro-60 , tienen vidas medias cortas y producirían calefacción interior con relativa rapidez. Sin la variedad de vida corta, el complemento de radionucleidos de vida larga de Encelado no habría sido suficiente para evitar la congelación rápida del interior, incluso con la fracción de masa rocosa comparativamente alta de Encelado, dado su pequeño tamaño. [83] Dada la fracción de masa rocosa relativamente alta de Encelado, la mejora propuesta en 26 Al y60 Fe resultaría en un cuerpo diferenciado , con un manto helado y un núcleo rocoso . [84] [82] El subsiguiente calentamiento radiactivo y de marea elevaría la temperatura del núcleo a 1000 K, lo suficiente para derretir el manto interior. Sin embargo, para que Encelado todavía esté activo, parte del núcleo también debe haberse derretido, formando cámaras de magma que se doblarían bajo la tensión de las mareas de Saturno. El calentamiento de las mareas, como el de la resonancia con Dione o de la libración , habría sostenido estos puntos calientes en el núcleo y potenciaría la actividad geológica actual. [40] [85]

Además de su geoquímica masiva y modelada , los investigadores también han examinado la forma de Encelado para determinar si está diferenciada. Porco et al. (2006) utilizaron medidas de extremidades para determinar que su forma, asumiendo el equilibrio hidrostático , es consistente con un interior indiferenciado, en contradicción con la evidencia geológica y geoquímica. [6] Sin embargo, la forma actual también apoya la posibilidad de que Encelado no esté en equilibrio hidrostático, y puede haber girado más rápido en algún punto en el pasado reciente (con un interior diferenciado). [84] Las mediciones de gravedad de Cassini muestran que la densidad del núcleo es baja, lo que indica que el núcleo contiene agua además de silicatos.[86]

Océano de agua subterránea [ editar ]

Impresión artística de un océano subterráneo global de agua líquida [26] [28] ( versión actualizada y mejor escalada )

La evidencia de agua líquida en Encelado comenzó a acumularse en 2005, cuando los científicos observaron columnas que contenían vapor de agua arrojándose desde su superficie polar sur, [6] [87] con chorros que movían 250 kg de vapor de agua cada segundo [87] a una velocidad de hasta 2.189 km. / h (1360 mph) en el espacio. [88] Poco después, en 2006, se determinó que las plumas de Encelado son la fuente del anillo E de Saturno . [6] [47] Las fuentes de partículas saladas se distribuyen uniformemente a lo largo de las rayas de tigre., mientras que las fuentes de partículas "frescas" están estrechamente relacionadas con los chorros de gas de alta velocidad. Las partículas "saladas" son más pesadas y en su mayoría vuelven a la superficie, mientras que las partículas "frescas" rápidas escapan al anillo E, lo que explica su composición pobre en sal de 0,5 a 2% de sales de sodio en masa. [89]

Los datos gravimétricos de los sobrevuelos de Cassini en diciembre de 2010 mostraron que Encelado probablemente tiene un océano de agua líquida debajo de su superficie congelada, pero en ese momento se pensó que el océano subsuperficial estaba limitado al polo sur. [26] [27] [28] [90] La parte superior del océano probablemente se encuentra debajo de una plataforma de hielo de 30 a 40 kilómetros (19 a 25 millas) de espesor. El océano puede tener 10 kilómetros (6,2 millas) de profundidad en el polo sur. [26] [91]

Las mediciones del "bamboleo" de Encelado mientras orbita Saturno, llamado libración, sugieren que toda la corteza helada está separada del núcleo rocoso y, por lo tanto, que hay un océano global debajo de la superficie. [92] La cantidad de libración (0,120 ° ± 0,014 °) implica que este océano global tiene una profundidad de 26 a 31 kilómetros (16-19 millas). [93] [94] [95] [96] A modo de comparación, el océano de la Tierra tiene una profundidad promedio de 3,7 kilómetros. [95]

Composición [ editar ]

Encelado - orgánicos en granos de hielo (concepto de artista)
Composición química de las plumas de Encelado

La nave espacial Cassini voló a través de las columnas del sur en varias ocasiones para tomar muestras y analizar su composición. A partir de 2019, los datos recopilados aún se están analizando e interpretando. La composición salada de las plumas (-Na, -Cl, -CO 3 ) indica que la fuente es un océano subterráneo salado . [97]

El instrumento INMS detecta principalmente vapor de agua , así como trazas de molecular de nitrógeno , dióxido de carbono , [14] y cantidades traza de hidrocarburos simples, tales como metano , propano , acetileno y formaldehído . [98] [99] La composición de las plumas, medida por el INMS, es similar a la que se observa en la mayoría de los cometas. [99] Cassini también encontró rastros de compuestos orgánicos simples en algunos granos de polvo, [89] [100] así como también en compuestos orgánicos más grandes como el benceno ( C
6H
6), [101] y compuestos orgánicos macromoleculares complejos de hasta 200 unidades de masa atómica , [30] [31] y al menos 15 átomos de carbono de tamaño. [102]

El espectrómetro de masas detectó hidrógeno molecular (H 2 ) que estaba en "desequilibrio termodinámico" con los otros componentes, [103] y encontró rastros de amoníaco ( NH
3). [104]

Un modelo sugiere que el océano salado de Encelado (-Na, -Cl, -CO 3 ) tiene un pH alcalino de 11 a 12. [105] [106] El pH alto se interpreta como una consecuencia de la serpentinización de la roca condrítica que conduce a la generación de H 2 , una fuente geoquímica de energía que podría apoyar la síntesis tanto abiótica como biológica de moléculas orgánicas como las que se han detectado en las plumas de Encelado. [105] [107]

En 2019 se realizaron más análisis de las características espectrales de los granos de hielo en las columnas en erupción de Encelado. El estudio encontró que probablemente estaban presentes aminas que contienen nitrógeno y oxígeno , con implicaciones significativas para la disponibilidad de aminoácidos en el océano interno. Los investigadores sugirieron que los compuestos de Encelado podrían ser precursores de "compuestos orgánicos biológicamente relevantes". [108] [109]

Posibles fuentes de calor [ editar ]

Durante el sobrevuelo del 14 de julio de 2005, el espectrómetro infrarrojo compuesto (CIRS) encontró una región cálida cerca del polo sur. Las temperaturas en esta región oscilaron entre 85 y 90 K, con áreas pequeñas que muestran hasta 157 K (-116 ° C), demasiado cálidas para ser explicadas por el calentamiento solar, lo que indica que partes de la región del polo sur se calientan desde el interior. de Encelado. [12] La presencia de un océano subterráneo bajo la región del polo sur ahora se acepta, [110] pero no puede explicar la fuente del calor, con un flujo de calor estimado de 200 mW / m 2 , que es aproximadamente 10 veces mayor que el del calentamiento radiogénico solo. [111]

Mapa de calor de las fracturas del polo sur, denominado 'rayas de tigre'

Se han propuesto varias explicaciones para las temperaturas elevadas observadas y las plumas resultantes, incluida la ventilación de un depósito subterráneo de agua líquida, la sublimación del hielo, [112] descompresión y disociación de clatratos y calentamiento por cizallamiento, [113] pero una explicación completa de aún no se han resuelto todas las fuentes de calor que causan la producción de energía térmica observada de Encelado.

El calentamiento en Encelado se ha producido a través de varios mecanismos desde su formación. La desintegración radiactiva en su núcleo puede haberlo calentado inicialmente, [114] dándole un núcleo cálido y un océano subterráneo, que ahora se mantiene por encima del punto de congelación a través de un mecanismo no identificado. Los modelos geofísicos indican que el calentamiento de las mareas es la principal fuente de calor, quizás ayudado por la desintegración radiactiva y algunas reacciones químicas que producen calor . [115] [116] [117] [118] Un estudio de 2007 predijo que el calor interno de Encelado, si se generara por las fuerzas de las mareas, no podría ser mayor de 1,1 gigavatios, [119] pero los datos de CassiniEl espectrómetro infrarrojo del terreno del polo sur durante 16 meses, indica que la potencia interna generada por el calor es de aproximadamente 4,7 gigavatios, [119] y sugiere que está en equilibrio térmico. [12] [63] [120]

La producción de energía observada de 4,7 gigavatios es difícil de explicar solo por el calentamiento de las mareas, por lo que la principal fuente de calor sigue siendo un misterio. [6] [115] La mayoría de los científicos piensan que el flujo de calor observado de Encelado no es suficiente para mantener el océano subterráneo y, por lo tanto, cualquier océano subterráneo debe ser un remanente de un período de mayor excentricidad y calentamiento de las mareas, o el calor se produce a través de otro mecanismo. [121] [122]

Calentamiento de las mareas [ editar ]

El calentamiento de las mareas se produce a través de los procesos de fricción de las mareas: la energía orbital y de rotación se disipa como calor en la corteza de un objeto. Además, en la medida en que las mareas produzcan calor a lo largo de las fracturas, la libración puede afectar la magnitud y distribución de dicho calentamiento por cizalladura. [40] La disipación de las mareas de la corteza de hielo de Encelado es significativa porque Encelado tiene un océano subterráneo. En noviembre de 2017 se publicó una simulación por computadora que utilizó datos de Cassini e indica que el calor de fricción de los fragmentos de roca deslizantes dentro del núcleo permeable y fragmentado de Encelado podría mantener caliente su océano subterráneo durante miles de millones de años. [123] [124] [125]Se cree que si Encelado tuviera una órbita más excéntrica en el pasado, las fuerzas de marea mejoradas podrían ser suficientes para mantener un océano subsuperficial, de modo que una mejora periódica en la excentricidad podría mantener un océano subsuperficial que cambia periódicamente de tamaño. [122] Un análisis más reciente afirmó que "un modelo de las rayas de tigre como ranuras flexionadas por las mareas que perforan la capa de hielo puede explicar simultáneamente la persistencia de las erupciones a través del ciclo de las mareas, el desfase y la producción total de energía del tigre. terreno de rayas, al tiempo que sugiere que las erupciones se mantienen en escalas de tiempo geológicas ". [68] Los modelos anteriores sugieren que las perturbaciones resonantes de Dione podrían proporcionar los cambios de excentricidad periódicos necesarios para mantener el océano subsuperficial de Encelado, si el océano contiene una cantidad sustancial de amoníaco . [6] La superficie de Encelado indica que toda la luna ha experimentado períodos de mayor flujo de calor en el pasado. [126]

Calentamiento radiactivo [ editar ]

El modelo de calentamiento de "arranque en caliente" sugiere que Encelado comenzó como hielo y roca que contenían isótopos radiactivos de corta duración de aluminio , hierro y manganeso en rápida descomposición . Luego se produjeron enormes cantidades de calor a medida que estos isótopos se descompusieron durante aproximadamente 7 millones de años, lo que resultó en la consolidación de material rocoso en el núcleo rodeado por una capa de hielo. Aunque el calor de la radioactividad disminuiría con el tiempo, la combinación de la radioactividad y las fuerzas de las mareas del tirón gravitacional de Saturno podría evitar que el océano subsuperficial se congele. [114] La tasa de calentamiento radiogénico actual es de 3,2 × 10 15.ergios / s (o 0,32 gigavatios), asumiendo que Encelado tiene una composición de hielo, hierro y materiales de silicato. [6] El calentamiento a partir de isótopos radiactivos de larga duración uranio -238, uranio-235 , torio -232 y potasio -40 dentro de Encelado añadiría 0,3 gigavatios al flujo de calor observado. [115] La presencia del océano subsuperficial regionalmente grueso de Encelado sugiere un flujo de calor ~ 10 veces mayor que el del calentamiento radiogénico en el núcleo de silicato. [66]

Factores químicos [ editar ]

Debido a que inicialmente no se encontró amoníaco en el material ventilado por INMS o UVIS, que podría actuar como anticongelante, se pensó que una cámara presurizada y calentada consistiría en agua líquida casi pura con una temperatura de al menos 270 K (-3 ° C). C), porque el agua pura requiere más energía para derretirse.

En julio de 2009 se anunció que se habían encontrado rastros de amoníaco en las columnas durante los sobrevuelos en julio y octubre de 2008. [104] [127] La reducción del punto de congelación del agua con amoníaco también permitiría la desgasificación y una mayor presión del gas , [128 ] y menos calor requerido para alimentar las columnas de agua. [129] La capa subsuperficial que calienta el hielo de agua superficial podría ser una suspensión de amoníaco-agua a temperaturas tan bajas como 170 K (−103 ° C) y, por lo tanto, se requiere menos energía para producir la actividad de la pluma. Sin embargo, el flujo de calor de 4,7 gigavatios observado es suficiente para alimentar el criovolcanismo sin la presencia de amoníaco. [119] [129]

Forma y tamaño [ editar ]

Encelado es un satélite relativamente pequeño compuesto de hielo y roca. [130] Tiene forma de elipsoide escaleno ; sus diámetros, calculados a partir de imágenes tomadas por el instrumento ISS (Imaging Science Subsystem) de Cassini , son 513 km entre los polos sub y anti-Saturno, 503 km entre los hemisferios anterior y posterior y 497 km entre los polos norte y sur. [6] Encelado tiene solo una séptima parte del diámetro de la Luna de la Tierra . Ocupa el sexto lugar en masa y tamaño entre los satélites de Saturno, después de Titán ( 5.150 km ), Rea ( 1.530 km), Jápeto ( 1.440 km ), Dione ( 1.120 km ) y Tetis ( 1.050 km ). [131] [132]

  • Encelado en tránsito por la luna Titán

  • Comparación de tamaño de la Tierra , la Luna y Encelado

  • Una comparación de tamaño de Encelado contra un grupo de islas en el Atlántico Norte .

Origen [ editar ]

Paradoja de Mimas-Encelado [ editar ]

Mimas , la más interna de las lunas redondas de Saturno y directamente al interior de Encelado, es un cuerpo geológicamente muerto, aunque debería experimentar fuerzas de marea más fuertes que Encelado. Esta aparente paradoja puede explicarse en parte por las propiedades dependientes de la temperatura del hielo de agua (el componente principal del interior de Mimas y Encelado). El calentamiento de las mareas por unidad de masa viene dado por la fórmula

donde ρ es la densidad (masa) del satélite, n es su movimiento orbital medio, r es el radio del satélite, e es la excentricidad orbital del satélite, μ es el módulo de corte y Q es el factor de disipación adimensional . Para una aproximación a la misma temperatura, el valor esperado de q tid para Mimas es aproximadamente 40 veces el de Encelado. Sin embargo, los parámetros del material μ y Q dependen de la temperatura. A altas temperaturas (cercanas al punto de fusión), μ y Qson bajas, por lo que el calentamiento por marea es alto El modelado sugiere que para Encelado, tanto un estado térmico 'básico' de baja energía con poco gradiente de temperatura interna, como un estado térmico 'excitado' de alta energía con un gradiente de temperatura significativo, y la consiguiente convección (actividad geológica endógena), una vez establecida, sería estable. Para Mimas, solo se espera que sea estable un estado de baja energía, a pesar de estar más cerca de Saturno. Entonces, el modelo predice un estado de temperatura interna baja para Mimas (los valores de μ y Q son altos) pero un posible estado de temperatura más alta para Encelado (los valores de μ y Q son bajos). [133]Se necesita información histórica adicional para explicar cómo Encelado entró por primera vez en el estado de alta energía (por ejemplo, más calentamiento radiogénico o una órbita más excéntrica en el pasado). [134]

La densidad significativamente mayor de Encelado en relación con Mimas (1,61 frente a 1,15 g / cm 3 ), lo que implica un mayor contenido de roca y más calentamiento radiogénico en su historia temprana, también se ha citado como un factor importante para resolver la paradoja de Mimas. [135]

Se ha sugerido que para que un satélite helado del tamaño de Mimas o Encelado entre en un 'estado excitado' de calentamiento y convección de las mareas, necesitaría entrar en una resonancia orbital antes de perder demasiado de su calor interno primordial. Debido a que Mimas, al ser más pequeño, se enfriaría más rápidamente que Encelado, su ventana de oportunidad para iniciar la convección orbital impulsada por resonancia habría sido considerablemente más corta. [136]

Hipótesis de Proto-Encelado [ editar ]

Encelado está perdiendo masa a una velocidad de 200 kg / segundo. Si la pérdida de masa a esta tasa continuara durante 4.5 Gyr, el satélite habría perdido aproximadamente el 30% de su masa inicial. Se obtiene un valor similar asumiendo que las densidades iniciales de Encelado y Mimas eran iguales. [136] Sugiere que la tectónica en la región del polo sur probablemente esté relacionada principalmente con el hundimiento y la subducción asociada causada por el proceso de pérdida de masa. [137]

Fecha de formación [ editar ]

En 2016, un estudio de cómo deberían haber cambiado las órbitas de las lunas de Saturno debido a los efectos de las mareas sugirió que todos los satélites de Saturno hacia el interior de Titán, incluido Encelado (cuya actividad geológica se utilizó para obtener la fuerza de los efectos de las mareas en los satélites de Saturno), se han formado hace tan solo 100 millones de años. [138] Un estudio posterior de 2019 estimó que el océano tiene alrededor de mil millones de años. [139]

Habitabilidad potencial [ editar ]

Encelado (concepto de artista; 24 de febrero de 2020)

Encelado expulsa penachos de agua salada mezclada con granos de arena rica en sílice, [140] nitrógeno (en amoníaco), [141] y moléculas orgánicas, incluidas trazas de hidrocarburos simples como el metano ( CH
4), propano ( C
3H
8), acetileno ( C
2H
2) y formaldehído ( CH
2O ), que son moléculas portadoras de carbono. [98] [99] [142] Esto indica que la actividad hidrotermal —una fuente de energía— puede estar funcionando en el océano subsuperficial de Encelado. [140] [143] Además, los modelos indican [144] que el gran núcleo rocoso es poroso, lo que permite que el agua fluya a través de él, transfiriendo calor y productos químicos. Fue confirmado por observaciones y otras investigaciones. [145] [146] [147] Hidrógeno molecular ( H
2), una fuente geoquímica de energía que puede ser metabolizada por microbios metanógenos para proporcionar energía para la vida, podría estar presente si, como sugieren los modelos, el océano salado de Encelado tiene un pH alcalino debido a la serpentinización de la roca condrítica. [105] [106] [107]

La presencia de un océano salado mundial interna con un ambiente acuático con el apoyo de los patrones de circulación oceánica global, [145] con una fuente de energía y compuestos orgánicos complejos [30] en contacto con núcleo rocoso de Enceladus, [27] [28] [148] puede avanzar en el estudio de la astrobiología y el estudio de entornos potencialmente habitables para la vida microbiana extraterrestre . [26] [90] [91] [149] [150] [151]La presencia de una amplia gama de compuestos orgánicos y amoníaco indica que su fuente puede ser similar a las reacciones agua / roca que se sabe que ocurren en la Tierra y que se sabe que sustentan la vida. [152] Por lo tanto, se han propuesto varias misiones robóticas para explorar más a fondo Encelado y evaluar su habitabilidad; Algunas de las misiones propuestas son: Journey to Enceladus and Titan (JET), Enceladus Explorer (En-Ex), Enceladus Life Finder (ELF), Life Investigation For Enceladus (LIFE) y Enceladus Life Signatures and Habitabilidad (ELSAH).

Respiraderos hidrotermales [ editar ]

Impresión artística de una posible actividad hidrotermal en el fondo oceánico de Encelado [153]

El 13 de abril de 2017, la NASA anunció el descubrimiento de una posible actividad hidrotermal en el suelo oceánico subterráneo de Encelado. En 2015, la sonda Cassini hizo un sobrevuelo cercano al polo sur de Encelado, volando a 48,3 km (30 millas) de la superficie, así como a través de una columna en el proceso. Un espectrómetro de masas en la nave detectó hidrógeno molecular (H 2 ) de la pluma, y después de meses de análisis, la conclusión fue hecho de que el hidrógeno era muy probablemente el resultado de la actividad hidrotermal bajo la superficie. [154] Se ha especulado que tal actividad podría ser un oasis potencial de habitabilidad. [155] [156] [157]

La presencia de abundante hidrógeno en el océano de Encelado significa que los microbios, si existen allí, podrían usarlo para obtener energía combinando el hidrógeno con el dióxido de carbono disuelto en el agua . La reacción química se conoce como " metanogénesis " porque produce metano como subproducto y está en la raíz del árbol de la vida en la Tierra , el lugar de nacimiento de toda la vida que se sabe que existe . [158] [159]

Exploración [ editar ]

Misiones Voyager [ editar ]

Artículo principal: programa Voyager

Las dos naves espaciales Voyager tomaron las primeras imágenes de primer plano de Encelado. La Voyager 1 fue la primera en sobrevolar Encelado, a una distancia de 202.000 km el 12 de noviembre de 1980. [160] Las imágenes adquiridas desde esta distancia tenían una resolución espacial muy pobre, pero revelaron una superficie altamente reflectante desprovista de cráteres de impacto, lo que indica una juventud superficie. [161] La Voyager 1 también confirmó que Encelado estaba incrustado en la parte más densa del anillo E difuso de Saturno . Combinado con la aparente apariencia juvenil de la superficie, los científicos de la Voyager sugirieron que el anillo E consistía en partículas expulsadas de la superficie de Encelado. [161]

La Voyager 2 pasó más cerca de Encelado (87.010 km) el 26 de agosto de 1981, lo que permitió obtener imágenes de mayor resolución. [160] Estas imágenes mostraron una superficie joven. [51] También revelaron una superficie con diferentes regiones con edades de superficie muy diferentes, con una región de latitud norte alta y media con muchos cráteres, y una región con pocos cráteres más cerca del ecuador. Esta diversidad geológica contrasta con la antigua superficiellena decráteres de Mimas , otra luna de Saturno ligeramente más pequeña que Encelado. Los terrenos geológicamente jóvenes fue una gran sorpresa para la comunidad científica, porque ninguna teoría fue capaz de predecir que tal un pequeño (y frío, en comparación con Júpiter Luna de gran actividad Io) cuerpo celeste podría mostrar signos de tal actividad.

Cassini [ editar ]

Artículo principal: Cassini – Huygens
Encelado - sobrevuelo cercano (28 de octubre de 2015) [162]
Antes
De cerca
Plumas
Después
Encelado - último sobrevuelo (19 de diciembre de 2015) [163]
Terreno viejo y nuevo
Características del norte
Fracturas congeladas
Manchas oscuras
Hielo y atmósfera
Modelo 3D animado de la nave espacial Cassini-Huygens
Sobrevuelos de Cassini de Encelado [164]
Fecha
Distancia (km)
17 de febrero de 20051,264
9 de marzo de 2005500
14 de julio de 2005175
24 de diciembre de 200594.000
12 de marzo de 200848
11 de agosto de 200854
9 de octubre de 200825
31 de octubre de 2008200
2 de noviembre de 2009103
21 de noviembre de 20091.607
28 de abril de 2010103
18 de mayo de 2010201
13 de agosto de 20102.554
30 de noviembre de 201048
21 de diciembre de 201050
1 de octubre de 201199
19 de octubre de 20111.231
6 de noviembre de 2011496
27 de marzo de 201274
14 de abril de 201274
2 de mayo de 201274
14 de octubre de 20151.839
28 de octubre de 201549
19 de diciembre de 20154.999

Las respuestas a muchos misterios restantes de Encelado tuvieron que esperar hasta la llegada de la nave espacial Cassini el 1 de julio de 2004, cuando entró en órbita alrededor de Saturno. Dados los resultados de las imágenes de la Voyager 2 , los planificadores de la misión Cassini consideraron a Encelado como un objetivo prioritario , y se planearon varios sobrevuelos dentro de 1.500 km de la superficie, así como numerosas oportunidades "no focalizadas" dentro de 100.000 km de Encelado. Los sobrevuelos han arrojado información significativa sobre la superficie de Encelado, así como el descubrimiento de vapor de agua con rastros de hidrocarburos simples.ventilación de la región polar sur geológicamente activa. Estos descubrimientos provocaron el ajuste del plan de vuelo de Cassini para permitir sobrevuelos más cercanos de Encelado, incluido un encuentro en marzo de 2008 que lo llevó a 48 km de la superficie. [165] La misión extendida de Cassini incluyó siete sobrevuelos cercanos de Encelado entre julio de 2008 y julio de 2010, incluidos dos pases a solo 50 km en la última mitad de 2008. [166] Cassini realizó un sobrevuelo el 28 de octubre de 2015, pasando tan cerca como 49 km (30 millas) y a través de un penacho. [167] Confirmación de hidrógeno molecular ( H
2) sería una línea independiente de evidencia de que se está produciendo actividad hidrotermal en el fondo marino de Encelado, aumentando su habitabilidad. [107]

Cassini ha proporcionado pruebas sólidas de que Encelado tiene un océano con una fuente de energía, nutrientes y moléculas orgánicas, lo que convierte a Encelado en uno de los mejores lugares para el estudio de entornos potencialmente habitables para la vida extraterrestre. [168] [169] [170] Por el contrario, el agua que se cree que está en la luna de Júpiter, Europa, se encuentra debajo de una capa de hielo mucho más gruesa. [171]

Conceptos de misión propuestos [ editar ]

Los descubrimientos que Cassini hizo en Encelado han impulsado estudios sobre conceptos de misiones de seguimiento, incluido un sobrevuelo de la sonda ( Viaje a Encelado y Titán o JET) para analizar el contenido de la pluma in-situ , [172] [173] un módulo de aterrizaje del Centro Aeroespacial Alemán para estudiar el potencial de habitabilidad de su océano subsuperficial ( Enceladus Explorer ), [174] [175] [176] y dos conceptos de misión orientados a la astrobiología (el Buscador de vida de Encelado [177] [178] y la Investigación de vida de Encelado (LIFE)) . [141] [168] [179] [180]

La Agencia Espacial Europea (ESA) estaba evaluando conceptos en 2008 para enviar una sonda a Encelado en una misión que se combinará con estudios de Titán: Titan Saturn System Mission (TSSM). [181] TSSM era una propuesta de clase insignia conjunta de NASA / ESA para la exploración de las lunas de Saturno , con un enfoque en Encelado, y competía con la propuesta de financiación de la Misión del Sistema Europa Júpiter (EJSM). En febrero de 2009, se anunció que NASA / ESA había dado prioridad a la misión EJSM antes que TSSM, [182] aunque TSSM continuará siendo estudiado y evaluado.

En noviembre de 2017, el multimillonario ruso Yuri Milner expresó su interés en financiar una "misión a Encelado de bajo costo y financiación privada que se puede lanzar relativamente pronto". [183] [184] En septiembre de 2018, la NASA y Breakthrough Initiatives , fundadas por Milner, firmaron un acuerdo de cooperación para la fase de concepto inicial de la misión. [185] La nave espacial sería de bajo costo, baja masa y se lanzaría a alta velocidad en un cohete asequible. La nave espacial estaría dirigida a realizar un solo sobrevuelo a través de las plumas de Encelado para tomar muestras y analizar su contenido en busca de biofirmas . [186] [187]La NASA proporcionará experiencia científica y técnica a través de varias revisiones, desde marzo de 2019 hasta diciembre de 2019. [188]

Año propuestoProponenteNombre del proyectoEstadoReferencias
2006Academia de la NASA GSFCEstudio EAGLECancelado[189]
2006NASAEstudio de viabilidad de la misión de $ 1 mil millones de Titán y EnceladoCancelado[190] [191]
2007NASAEstudio 'Enceladus Flagship'Cancelado[191]
2007ESAMisión Titán y Encelado (TandEM)Cancelado[181]
2007NASA JPLEstudio de RMA de EnceladusCancelado[192]
2008NASA / ESATandEM se convirtió en Titan Saturn System Mission (TSSM)Cancelado[181]
2010Encuesta decenal de PSDSEncedalus OrbiterCancelado[193]
2011NASA JPLViaje a Encelado y Titán (JET)En estudio[194]
2012DLRMódulo de aterrizaje Enceladus Explorer (EnEx), empleando el IceMoleEn estudio[195]
2012NASA JPLInvestigación de vida para Encelado (LIFE)Cancelado[179] [196] [197]
2015NASA JPLBuscador de vida de Encelado (ELF)En estudio[198]
2017ESA / NASAExplorador de Encelado y Titán (E 2 T)En estudio[199]
2017NASAFirmas de vida y habitabilidad de Encelado (ELSAH)En estudio[200] [201]
2017Iniciativas revolucionariasEstudio revolucionario sobre el sobrevuelo de EnceladoEn estudio[183]

Ver también [ editar ]

  • Encelado en la ficción
  • Lista de características geológicas en Encelado
  • Lista de satélites naturales
  • Lista de volcanes extraterrestres

Referencias [ editar ]

Notas informativas

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Otras lecturas

  • Lorenz, Ralph (2017). NASA / ESA / ASI Cassini-Huygens: 1997-2017: (Orbitador Cassini, sonda Huygens y conceptos de exploración futura: manual de taller del propietario . Yeovil England: Haynes Publishing. ISBN 9781785211119. OCLC  982381337 .
  • Schenk, Paul M .; Clark, Roger N; Verbiscer, Anne J .; Howett, Carly JA; Waite, JH; Dotson, Renée (2018). Encelado y las lunas heladas de Saturno . Tucson, AZ: Prensa de la Universidad de Arizona. doi : 10.2307 / j.ctv65sw2b . ISBN 9780816537075. OCLC  1055049948 .

Enlaces externos [ editar ]

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( Ayuda de audio  · Más artículos hablados )
  • Perfil de Encelado en el sitio de exploración del sistema solar de la NASA
  • Página de Encelado de Calvin Hamilton
  • The Planetary Society: blogs de Encelado
  • CHARM: Análisis y resultados de Cassini-Huygens de la página de la misión, contiene presentaciones sobre los resultados de Encelado
  • Imágenes 3D de Paul Schenk y videos sobrevuelos de Encelado y otros satélites del sistema solar exterior
  • Habitabilidad de Encelado: condiciones planetarias para la vida
Imagenes
  • Imágenes de Cassini de Encelado
  • Imágenes de Encelado en el Photojournal planetario del JPL
  • Película de la rotación de Encelado de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica
  • Encelado globales y polares mapas base (diciembre de 2011) de la Cassini imágenes
  • Atlas de Encelado (mayo de 2010) a partir de imágenes de Cassini
  • Nomenclatura de Encelado y mapa de Encelado con nombres de características de la página de nomenclatura planetaria del USGS
  • Google Enceladus 3D , mapa interactivo de la luna
  • Álbum de imágenes de Kevin M. Gill