Encélado (satélite)

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Encélado (satélite)

Encélado (satélite)

Para el gigante mitológico, véase Encélado (mitología).
Encélado
Enceladus from Voyager.jpg
Descubrimiento
Descubierto por William Herschel
Fecha 17 de septiembre de 1789
Características orbitales
Semieje mayor 237.948 km
Excentricidad 0,0045
Periodo orbital 32 h 53 m
Inclinaci√≥n 0,019 ¬į
Satélite natural de Saturno
Características físicas
Di√°metro principal 498,8 km
Masa 1,08√ó1020 kg
Densidad media 1,61 g/cm³
Gravedad superficial 0,113 m/s²
Periodo de rotación síncrono con su órbita
Inclinaci√≥n axial 0,0 ¬į
Albedo 0,99
Atmósfera Variable,

Approx. 65% vapor de agua

Enc√©lado es un sat√©lite de Saturno, descubierto en 1789 por William Herschel. A pesar de su peque√Īo tama√Īo, tiene una gran variedad de caracter√≠sticas superficiales como, por ejemplo, superficies viejas y craterizadas, como tambi√©n superficies j√≥venes y muy lisas. Dada su posici√≥n en el anillo E, la joven apariencia de parte de su superficie y el descubrimiento reciente de una tenue atm√≥sfera, es muy probable que est√© geol√≥gicamente activo. Enc√©lado se encuentra en una resonancia orbital 2:1 con Dione, situaci√≥n similar al caso de Io y Europa, lo cual pudiera proveer la energ√≠a necesaria para calentar levemente este sat√©lite, aunque la causa (o causas) del calentamiento de Enc√©lado es actualmente un tema de investigaci√≥n.

Contenido

Nombre

Encélado y Titán

El satélite se llama Encélado por el mitológico ser Encélado. También se lo denomina Saturno II. El nombre "Encélado" y los nombres de los siete satélites de Saturno conocidos en ese entonces fueron propuestos por John Herschel en 1847.

Características físicas

Interior

Figura 5: Interior de Encélado.

Se sabe relativamente poco sobre el interior de Enc√©lado. Sin embargo, se ha podido averiguar algo cuando la nave Cassini/Huygens lo sobrevol√≥. Seg√ļn los efectos que la gravedad de Enc√©lado ha tenido en la trayectoria de la nave Cassini, el grupo de navegaci√≥n determin√≥ que posee una masa de 1,08 x 1020 kg; combinando esta informaci√≥n con los datos sobre su tama√Īo se obtiene una densidad de 1,61 g/cm¬≥, la cual es un poco m√°s alta que la de los otros sat√©lites medianos de Saturno.

No se sabe todavía si el interior de Encélado es diferenciado. Exámenes de los efectos gravitatorios en la trayectoria de Cassini en pasadas futuras pudieran ayudar a entender mejor su interior. Sin embargo, existen fisuras, llanuras y mesetas arrugadas que indican que el interior puede estar líquido, y por ende, diferenciado. Además, imágenes recientes del orbitador Cassini muestran características muy similares a las de luna, lo cual pudiera indicar que existe un océano bajo su superficie, sobre todo en la región polar sur -dónde se concentra el grueso de la actividad geológica-.

Superficie

Figura 1: Encélado en falso color, donde se pueden ver los diferentes tipos de superficie.

En agosto de 1981 la nave Voyager 2 pudo obtener im√°genes con las cuales se pod√≠a estudiar la geolog√≠a del sat√©lite. La foto superior muestra la imagen de mejor resoluci√≥n obtenida por la nave Voyager 2, donde se pueden apreciar diferentes tipos de superficies como regiones craterizadas, y regiones lisas y j√≥venes. Dado de que existen pocos cr√°teres en la regiones lisas, se piensa que estas son m√°s o menos j√≥venes (menos de 100 millones de a√Īos). Esto sugiere que Enc√©lado debe haber estado activo geol√≥gicamente muy recientemente, quiz√°s con criovolcanismo u otro proceso que renueve su superficie. El hielo fresco que cubre su superficie hace que tenga el albedo m√°s alto del Sistema Solar (0.99), lo que redunda en una baja temperatura promedio de -193¬įC.

Iceball Among Snowballs PIA07619.jpg

Figura 2a: Cr√°teres deformados, Cassini, 17 de febrero de 2005.
Figura 2c: Imagen de color falso, en la cual se pueden apreciar características tectónicas y degradación de cráteres.  Imagen de 'Cassini, 9 de marzo de 2005. Figura 2d: Samarkand Sulci, en Encélado.  Imagen de Cassini, 17 de febrero de 2005.

Figura 2a (arriba izquierda): Cr√°teres deformados.
Figura 2b (arriba derecha): Superficie de Encélado, mostrando su parecido con la luna Europa.
Figura 2c (abajo izquierda): Imagen de color falso en la cual se pueden apreciar características tectónicas y degradación de cráteres.
Figura 2d: (abajo derecha): Samarkand Sulci, en Encélado.
Todas las im√°genes fueron tomadas por la sonda Cassini.

La craterizaci√≥n a trav√©s de impactos es un proceso com√ļn en el Sistema Solar, y Enc√©lado no es la excepci√≥n. Su superficie se halla cubierta de cr√°teres; sin embargo, la densidad de craterizaci√≥n no es uniforme. Algunas regiones pr√°cticamente no poseen cr√°teres y otras se encuentran acribilladas. No obstante, la densidad de cr√°teres en las regiones m√°s craterizadas es inferior a la de otros sat√©lites helados del sistema saturniano, lo que revela la relativa juventud de su superficie. Observaciones recientes de la nave misi√≥n Cassini/Huygens han desvelado que los cr√°teres de Enc√©lado en general son deformes, ya sea por procesos de relajaci√≥n viscosa o a trav√©s de efectos tect√≥nicos/fracturizaci√≥n. Dunyazad en la Figura 2c, es un ejemplo de un cr√°ter en Enc√©lado con piso levantado.

Voyager 2 encontró varios tipos de fracturas tectónicas en Encélado, verbigracia valles lineales y cinturones de surcos curvilíneos, parecidos a los de Ganímedes. Resultados recientes de Cassini indican que el tectonismo es el proceso de deformación principal en Encélado. Uno de los tipos de características tectónicas más interesantes son las fracturas, las cuales pueden tener hasta doscientos kilómetros de largo y unos 5-10 kilómetros de ancho, con una profundidad de un kilómetro. La Figura 2b muestra una fractura típica; otro ejemplo puede verse en la parte inferior de la Figura 2c. Se piensa que estas fracturas son relativamente jóvenes.

Otro ejemplo de tectonismo en Encélado es la zona con surcos descubierta por Voyager 2. Estas zonas son similares, aunque más complejas, que las que se encuentran en Ganímedes.

Ejemplos de surcos lineales se pueden observar en las Figuras 1 y 2d. Se han observado también crestas, aunque éstas no son tan extensas como las de Europa; se pueden ver varios ejemplos en la parte izquierda-inferior de la Figura 2b.

Las llanuras planas fueron descubiertas en im√°genes de la nave Voyager 2. Estas generalmente tienen poco relieve y muy pocos cr√°teres, una indicaci√≥n segura de juventud, quiz√°s menos de unos pocos cientos de millones de a√Īos. Im√°genes obtenidas por la sonda Cassini el 14 de julio de 2005 han revelado un nuevo tipo de llanura plana. Esta regi√≥n rodea al polo sur de Enc√©lado hasta la latitud 60o sur y est√° cubierta de fracturas tect√≥nicas y crestas. Esta regi√≥n es muy joven, ya que no se ve cr√°ter alguno. Inspecciones detenidas de im√°genes de la sonda Cassini en esta regi√≥n han revelado hielo azul y rocas del tama√Īo de casas, de entre 10-100 metros de di√°metro.

Fig. 3: Fuentes de Encélado; imagen obtenida por Cassini/Huygens

Se ha confirmado que Encélado es la principal fuente de partículas para el tenue anillo E de Saturno. Los científicos estiman que micrometeoroides chocan con la superficie expulsando partículas al espacio y formando una nube alrededor del satélite. Otras partículas con más energía escapan y orbitan Saturno formando así el anillo E.

Enceladusstripes cassini.jpg
Figura 4: Las "rayas de tigre" (en color falso) sobre el polo sur de Enc√©lado. La l√≠nea de cuadrados indican la temperatura en Kelvin, seg√ļn mediciones del intrumento espectr√≥metro-infrarojo-compuesto, a bordo de la nave Cassini; se puede observar c√≥mo la temperatura es m√°s alta sobre las rayas. Esta imagen fue tomada el 14 de julio de 2005.

Instrumentos a bordo de Cassini han encontrado evidencias de actividad geol√≥gica en Enc√©lado. Existen sobre el polo sur unos surcos denominados "rayas de tigre (tiger stripes en ingl√©s), los cuales sirven de rejillas de ventilaci√≥n, y de las cuales se puede observar el escape de vapor y part√≠culas finas de hielo (ver la Figura 4). La cristalizaci√≥n de estas part√≠culas en un proceso que se puede usar como cron√≥metro: el hielo fresco es cristalino, y a trav√©s del tiempo este se convierte en hielo amorfo, un proceso que dura d√©cadas. La conclusi√≥n es que las rayas de tigre tienen solo entre 10 y 1000 a√Īos de edad. Se ha detectado una atm√≥sfera de vapor de agua que se concentra sobre la regi√≥n del polo sur, un √°rea con muy pocos cr√°teres. La composici√≥n de esta atm√≥sfera es consistente con la emisi√≥n o evaporaci√≥n de agua. Adicionalmente, el instrumento Composite InfraRed Spectromer (CIRS) descubri√≥ en julio de 2005 que la regi√≥n del polo sur es relativamente m√°s tibia (15 grados por encima de la temperatura promedio) que el resto de Enc√©lado. El hecho de que la regi√≥n del polo sur de Enc√©lado este geol√≥gicamente activa es uno de los grandes descubrimientos de la nave Cassini.

Atmósfera de Encélado

Instrumentos de la sonda Cassini han revelado la existencia de una atmósfera. Dado que las moléculas de la atmósfera de Encélado poseen una velocidad más alta que la de escape, se piensa que se escapa permanentemente al espacio y al mismo tiempo se restaura a través de la actividad geológica. Está compuesta mayoritariamente por agua (aproximadamente 65%). Las partículas que escapan de la atmósfera de Encélado son la principal fuente del anillo E que está en la órbita del satélite y tiene una anchura de 180.000 km.

Resultados recientes

Tras los encuentros de las sondas Voyager a principio de los a√Īos 1980, los cient√≠ficos planetarios postularon que esta luna pudiese estar geol√≥gicamente activa, dado su alto albedo (indicando una superficie relativamente joven), y su ubicaci√≥n en el centro del anillo E. Bas√°ndose en estos datos se pensaba que Enc√©lado pod√≠a ser la fuente del material para el anillo E, quiz√°s a trav√©s de un mecanismo de escape de vapor de agua desde su interior.

Recientemente los datos obtenidos a través de varios de los instrumentos a bordo de la sonda Cassini han confirmado esta hipótesis. La sonda Cassini ha encontrado también posibles reservas de agua líquida a poca profundidad que erupcionan como geisers en la superficie de Encélado. Este resultado, potencialmente muy importante, ha sido publicado en la revista Science, marzo de 2006. Imágenes de Cassini de alta resolución muestran chorros helados y altas "plumas" eyectando grandes cantidades de partículas a alta velocidad desde las formaciones denominadas Rayas de Tigre (ver Fig. 4), en el hemisferio sur de Encélado; típicamente, estas tienen 130 km de longitud, 2 km de ancho y 500 m de profundidad. Se han examinado varios modelos para explicar este proceso. La evidencia y los modelos muestran que los jets escapan de depósitos de agua líquida a poca profundidad de la superficie.

De hecho, la evidencia a favor de la existencia de un oc√©ano subterr√°neo en √©sta luna es cada vez mayor, aunque una alternativa sugerida a tal oc√©ano pueden ser grandes cavernas de hielo llenas de agua; modelos recientes muestran que su actividad geol√≥gica es incompatible con estar controlada √ļnicamente por las fuerzas de marea y que est√° mejor explicada asumiendo la existencia de tal caracter√≠stica geol√≥gica, lo que convierte a √©sta peque√Īa luna en un objetivo ideal para la b√ļsqueda de vida extraterrestre[1]

Previamente se sabía que existía vulcanismo en tres lugares en el Sistema Solar: Io, la Tierra, Tritón y posiblemente Venus. Ahora debemos agregar Encélado, considerado ahora como uno de los lugares más interesantes del sistema solar por la presencia de agua líquida tan cerca de la superficie.

En mayo de 2006, Francis Nimmo y Robert Pappalardo (de la Universidad de California y de JPL en Pasadena, California respectivamente) publicaron un estudio en la revista científica Nature donde proponen una explicación de por qué la actividad geológica se encuentra en el polo sur de Encélado. De acuerdo a los autores de este trabajo, es posible que la región activa en el polo sur tuviese su origen en otra región del planeta. Dado que la parte activa contiene materiales más cálidos y de baja densidad que el resto de esta luna la fuerza centrífuga impulsaría el material más denso hacia el ecuador y el más ligero hacia los polos desplazando las bolsas de material ligero hacia las regiones polares.

Durante un sobrevuelo realizado por la sonda Cassini el 12 de marzo de 2008 se han descubierto sorprendentemente compuestos org√°nicos en los chorros expulsados por las formaciones del polo S de Enc√©lado. [1] En sobrevuelos posteriores acaecidos el 11 de agosto de 2008 y el 31 de octubre de ese a√Īo, Cassini ha tomado im√°genes de muy alta resoluci√≥n -hasta de 7 metros por pixel- de las Rayas de Tigre y se ha podido localizar con exactitud los lugares de d√≥nde salen los geisers ([2], [3], [4], [5], y [6])

El escenario que emerge del análisis de los datos recogidos por la sonda Cassini es el de un mundo de cierta actividad geológica, sobre todo en su región sur, en la forma de una especie de (crio)tectónica de placas. Las "rayas de tigre" son lugares similares a las cordilleras existentes en el centro de los océanos terrestres, en las cuales el material que emerge del interior crea nueva corteza y, por otro lado, el material expulsado por los geiséres acaba por volver a caer y taponar sus fuentes para luego volver a aparecer en otro lado ([7])

Datos recientes enviados por Cassini muestran la presencia de sodio en el anillo más exterior de Saturno, que han sido interpretados cómo una nueva prueba de la presencia de un océano subterráneo (y de que tales chorros no son géiseres violentos sino chorros contenidos de emisión continua), ya que ése elemento no puede haber procedido de una sublimación del hielo. Sin embargo, investigaciones realizadas desde tierra no han detectado tal elemento, por lo que su presencia es controvertida.[2]

Otro compuesto que ha sido detectado recientemente en tales chorros es amoniaco, lo que ha sido considerado una nueva evidencia de la presencia de agua líquida bajo la corteza[3]

Exploración de Encélado

Antes del principio de los a√Īos ochenta, Enc√©lado no se hab√≠a visto nunca m√°s que como un min√ļsculo punto blanco que estaba en √≥rbita alrededor de Saturno. Los √ļnicos datos conocidos eran las caracter√≠sticas de su √≥rbita, y una estimaci√≥n su masa, su densidad y su albedo.

Las primeras imágenes de Encélado de la era espacial fueron obtenidas por las dos sondas Voyager. Voyager 1 pasó muy lejos, pero Voyager 2 pasó cerca y obtuvo imágenes de alta resolución en agosto de 1981, revelando la joven superficie de este satélite.

El estudio detenido comenzó con la llegada de la misión Cassini/Huygens el 30 de junio de 2004, cuando se puso en órbita alrededor de Saturno. Dados los resultados obtenidos por Voyager 2 sobre esta enigmática luna, se considera un objetivo de alta prioridad para el estudio científico y se tienen planeados varios encuentros cercanos, los cuales están listados abajo:

Recreación artística de la vista de Saturno desde Encélado.
Encuentros cercanos de Cassini con Encélado
Fecha Distancia (km)
Febrero 17, 2005 1,200
Marzo 9, 2005 500
Marzo 29, 2005 64,000
Mayo 21, 2005 93,000
Julio 14, 2005 175
Septiembre 8, 2006 40,000
Noviembre 9, 2006 94,000
Junio 28, 2007 90,000
Septiembre 30, 2007 88,000
Marzo 12, 2008 50
Junio 30, 2008 99,000
Agosto 11, 2008 55
Octubre 9, 2008 25
Octubre 31, 2008 200
Noviembre 2, 2009 100
Noviembre 21, 2009 1,600


Véase también

Referencias

  • Rothery, David A. (1999). Satellites of the Outer Planets: Worlds in their own right. Oxford University Press. ISBN 0-19-512555-X.
  • Burns, J., and Shapely-Mathews, M., Eds. (1986). Satellites. University of Arizona Press. Ver cap√≠tulos 7. "Tectonics of Icy Satellites", S. Squyres and K. Croft.; 16. "Satellites of Saturn", D. Morrison.

Bibliografía complementaria

  • Porco, Carolyn, "Encelado", Investigaci√≥n y ciencia, 390, marzo de 2009, p√°gs. 14-23.

Enlaces externos

Commons

Noticia

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