Dos lunas de Urano podrían tener océanos subsuperficiales activos

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Impresión de un artista de Urano y sus cinco lunas más grandes (de la más interna a la más externa) Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberón. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL/Mike Yakovlev
Impresión de un artista de Urano y sus cinco lunas más grandes (de la más interna a la más externa) Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberón. Crédito: NASA/Johns Hopkins APL/Mike Yakovlev

Urano es una rareza en el sistema solar por varias razones, pero principalmente por sus 28 rotaciones perpendiculares respecto a los demás planetas del sistema solar. Investigadores del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins (APL) de Laurel (Maryland) han reexaminado recientemente los datos sobre partículas energéticas y campos magnéticos recogidos por la nave Voyager 2 de la NASA hace casi 40 años.

Durante su sobrevuelo de aproximadamente tres días a Urano en 1986, la Voyager 2 captó las únicas observaciones in situ del planeta y su sistema. Un nuevo análisis de estas observaciones de hace tres décadas ha revelado una misteriosa fuente de iones energéticos en la magnetosfera del planeta. Sus resultados sugieren que una o dos de las 27 lunas de Urano -Ariel y/o Miranda- están añadiendo plasma al entorno espacial a través de un mecanismo desconocido y misterioso. 

La intrigante posibilidad de que una o ambas lunas tengan océanos bajo sus superficies heladas y estén expulsando material activamente, tal vez a través de penachos, es una explicación.

Ian Cohen, científico espacial del APL y autor principal del nuevo estudio, dijo: "No es raro que las mediciones de partículas energéticas sean precursoras del descubrimiento de un mundo oceánico".

Tras bucear de nuevo en los datos de partículas del instrumento de Partículas Cargadas de Baja Energía (LECP) construido por el APL en la Voyager 2, el equipo de investigación encontró algo peculiar: una población atrapada de partículas energéticas que la nave había observado mientras se alejaba de Urano.

Lo interesante de estas partículas es que estaban extremadamente confinadas cerca del ecuador magnético de Urano.

Cohen dijo: "Las ondas magnéticas dentro del sistema normalmente causarían su dispersión en latitud, explicó, pero estas partículas estaban todas apretadas cerca del ecuador entre las lunas Ariel y Miranda."

"Los científicos atribuyeron originalmente estas características a que la Voyager 2 posiblemente había volado a través de una corriente fortuita de plasma que estaba siendo "inyectada" desde la cola distante de la magnetosfera del planeta. Pero esa explicación no se sostiene. Una inyección normalmente tendría una dispersión de partículas mucho más amplia que la observada".

Empezaba a parecerse a una novela policíaca. Los investigadores intentaron reproducir las observaciones del Voyager 2 utilizando modelos físicos sencillos y recurriendo a más de 40 años de conocimientos posteriores. Llegaron a la conclusión de que la explicación real requería tanto una fuente potente y fiable de partículas como un mecanismo determinado para activarlas. Tras sopesar numerosas alternativas, llegaron a la conclusión de que lo más probable es que las partículas procedieran de una luna cercana.

El equipo cree que Ariel y/o Miranda son las responsables de las partículas, ya sea a través de un penacho de vapor parecido al de Encélado o mediante un proceso conocido como sputtering, en el que partículas de alta energía golpean una superficie y envían más partículas al espacio.

El mecanismo de energización sería, por tanto, probablemente el mismo, según los modelos: Las lunas liberan continuamente partículas al espacio, donde producen ondas electromagnéticas. Esas ondas aceleran algunas porciones diminutas de las partículas hasta la energía que el LECP puede detectar. El equipo teoriza que este procedimiento mantuvo las partículas detectadas por el LECP tan estrechamente atrapadas.

Según Cohen, "sin embargo, con una sola observación de la región y sin datos sobre la composición del plasma ni mediciones de toda la gama de ondas electromagnéticas en su interior, no hay forma de determinar definitivamente la fuente de las partículas."

Sin embargo, los científicos ya han sospechado que las cinco lunas más grandes de Urano -Ariel y Miranda incluidas- podrían tener océanos subsuperficiales. Las imágenes del Voyager 2 de ambas lunas muestran signos físicos de resurgimiento geológico, incluyendo posibles erupciones de agua que se congeló en la superficie.

Fuentes, créditos y referencias:

Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins - Ian James Cohen, Drew L Turner, Peter Kollmann, et al. A localized and surprising source of energetic ions in the Uranian magnetosphere 1 between Miranda and Ariel. ESS Open Archive. March 13, 2023. DOI: 10.22541/essoar.167874177.75849866/v1

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