Los satélites que orbitan los gigantes de hielo de nuestro Sistema Solar son una verdadera caja de sorpresas a nivel geológico: en ellos encontramos una gran diversidad geológica, procesos activos e incluso ciclos “hidrológicos”. Pero todavía nos queda mucho por saber, especialmente de los de Urano y Neptuno, ya que han sido sistemas que todavía no hemos podido visitar de una manera más permanente como sí que hemos hecho en Júpiter y Saturno.

Pero mientras podamos volver allí -nada indica que será antes de la década de 2040- podemos hacer estudios gracias a los numerosos avances tecnológicos y a los telescopios, pero también con modelos físicos y geoquímicos que nos ayuden a conocer como puede ser el interior y si son capaces de albergar un océano por debajo de su superficie y cuáles podrían ser las fuentes de energía que todavía los mantengan en estado líquido a pesar del tiempo que ha pasado tras su formación.

Ariel, el satélite de Urano, es un firme candidato a albergar un océano subterráneo y, poco a poco, se empiezan a acumular pruebas a favor de esta teoría. Hay zonas de su superficie que exhiben chasmatas –chasmata es el plural de chasma, que en geología planetaria hacen referencia a depresiones alargadas y no muy anchas- así como otros detalles que sugieren la actividad criovolcánica. De hecho, algunos estudios sugieren que hay zonas de Ariel cuya edad sería inferior a los mil millones de años, lo que indicaría procesos de rejuvenecimiento de su superficie posteriores a su formación.

¿Qué hay de nuevo respecto a Ariel? Un equipo de científicos ha usado el telescopio espacial JWST para estudiar la composición de su superficie gracias al uso de uno de sus instrumentos, el espectrógrafo NIRSpec, que permite con mucha precisión detectar distintos compuestos -algunos de ellos de hielo- sobre la superficie del satélite.

El primer hallazgo destacado es la presencia de depósitos de hielo de dióxido de carbono más potentes -potentes en el sentido geológico, de espesor de la capa- de lo esperado y que podrían llegar a formar una capa superficial de 10 milímetros en determinadas zonas del satélite.

Pero además también se ha encontrado una capa de monóxido de carbono, algo que ha desconcertado un poco a los científicos. Y es que a las temperaturas que encontramos en la superficie de Ariel, aproximadamente entre -180 °C y -190 °C, el hielo compuesto de monóxido de carbono tendría que sublimarse -pasar del estado sólido al gaseoso sin pasar por el líquido- de una manera muy rápida. Esto podría indicar que hay mecanismos geológicos que van reponiendo el hielo de monóxido de carbono o que de alguna manera ocurren reacciones con el dióxido de carbono que lo estabilizan y lo hacen más resistente a la sublimación.

Otro de los detalles que nos aporta este estudio es que no aparecen determinadas especies químicas, como compuestos con amoniaco o el peróxido de hidrógeno, que a veces se forman por efecto de la radiación sobre el hielo de agua. Esta marcada ausencia podría significar dos cosas: O bien que la superficie está bien aislada por capas potentes de hielo de dióxido de carbono -y limitando las interacciones del hielo de agua con la radiación- o bien, la radiación del entorno que existe en la órbita de Ariel es menos intenso de lo que se piensa.

Pero todavía queda un aspecto más a mencionar de este nuevo artículo: los científicos sugieren la presencia de carbonatos en la superficie de Ariel, una serie de minerales que se pueden formar por la interacción del agua líquida y las rocas, algo que de confirmarse, podría ocurrir en la interfaz entre el océano subterráneo y el núcleo rocoso del satélite, indicando unas condiciones de habitabilidad que podrían ser similares a las de océanos subterráneos como el que podría existir bajo Encélado o Europa.

¿Y qué nos quiere decir todo esto a nivel geológico? Pues que las capas de hielo de dióxido y de monóxido de carbono probablemente tengan un origen geológico, es decir, que estén formadas como consecuencia de procesos geológicos activos, como por ejemplo el criovulcanismo, que también sería el responsable de “subir” los carbonatos hasta la superficie. Y si es un mundo activo, ese mecanismo de “transmisión” del calor y de la materia desde el interior a la superficie podría ser un océano subterráneo algo que, de nuevo, aumenta las perspectivas astrobiológicas sobre este mundo.

Así que, aunque los satélites de los gigantes de hielo nos puedan parecer mundos algo anodinos lo cierto es que quizás lo que nos hace falta es poder visitarlos de nuevo y quizás descubrir así mundos fascinantes y con actividad geológica en el presente.

Referencias:

Cartwright, R. J., Holler, B. J., Grundy, W. M., Tegler, S. C., Neveu, M., Raut, U., Glein, C. R., Nordheim, T. A., Emery, J. P., Castillo-Rogez, J. C., Quirico, E., Protopapa, S., Beddingfield, C. B., Hedman, M. M., De Kleer, K., DeColibus, R. A., Morgan, A. N., Wochner, R., Hand, K. P., . . . Mueller, M. M. (2024). JWST Reveals CO Ice, Concentrated CO2 Deposits, and Evidence for Carbonates Potentially Sourced from Ariel’s Interior. The Astrophysical Journal Letters, 970(2), L29. doi: 10.3847/2041-8213/ad566a

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.