Saturno tiene una imagen inconfundible, con un sistema de anillos visible desde la Tierra, como comprobó el incombustible Galileo Galilei a través de un telescopio en el siglo XVII, aunque el italiano no sabía muy bien qué eran esas formas. El investigador las describió como orejas o apéndices, pero la comunidad científica ha aclarado que se trata de una de las formaciones más originales y bellas de nuestro sistema solar.

El gigante del gas no solo es único por sus anillos, sino porque acumula lunas por centenares. Hasta ahora, se han detectado 274 satélites, aunque la que más destaca es Titán, la más grande de todas, con incluso su propia atmósfera, lo que es muy poco común para una luna. 

Pero, ¿cómo se formó Titán? ¿Tuvo algún impacto en el planeta? Esa pregunta la acaba de aclarar una nueva investigación liderada por el científico del Instituto SETI Matija Ćuk y cuyos resultados se han publicado en la revista Planetary Science Journal. El estudio sugiere que Titán se formó a partir de una colisión entre dos lunas más antiguas y que este evento también puede estar relacionado con la formación de los icónicos anillos de Saturno.

Las lunas y los anillos de Saturno

Cassini partió de la medición de la distribución interna de la masa de Saturno, que rige la lenta oscilación del eje de rotación del planeta, conocido como precesión. Se creía que este coincidía con el periodo de pretensión de Neptuno, pero descubrieron que no era así y la explicación la encontraron en que Saturno tuvo una luna adicional, la cual fue expulsada tras un encuentro cercano con Titán y se fragmentó para formar los anillos.

Se hicieron simulaciones con un ordenador para comprobarlo. La clave estuvo en Hiperión, la más pequeña de las lunas principales de Saturno. “En simulaciones donde la luna adicional se volvió inestable, Hiperión se perdía con frecuencia y sobrevivía solo en casos excepcionales. Reconocimos que el bloqueo Titán-Hiperión es relativamente joven, de solo unos pocos cientos de millones de años. Esto data aproximadamente del mismo período en que desapareció la luna adicional. Quizás Hiperión no sobrevivió a esta convulsión, sino que fue consecuencia de ella”, explica Cassini.

Así, este nuevo modelo sugiere que Titán se formó a partir de la fusión de dos lunas anteriores: un Proto-Titán y un Proto-Hiperión. Esta fusión podría explicar los pocos cráteres de impacto del primero, que se habrían borrado en el proceso. 

Esa colisión también explica, en parte, la formación de los famosos anillos de Saturno, una idea respaldada, además, por las simulaciones de la Universidad de Edimburgo y el Centro de Investigación Ames de la NASA. Estas demostraron que la mayoría de los restos se habría reagrupado para formar las lunas, aunque una fracción de los restos se habría dispersado hacia el interior para formar anillos.

Los resultados de la investigación del Instituto SETI pueden terminar de refrendarse en 2034, cuando la NASA tiene previsto que la misión Dragonfly llegue a Titán. Ahí se analizará la geología y la química de la superficie, pudiendo revelar evidencia de que Titán fue el resultado de una colisión masiva con una luna hace 500 millones de años, lo que sugiere que la luna de Saturno se formó violentamente.

La Unión Astronómica Internacional acaba de reconocer el descubrimiento de 128 nuevas lunas del planeta Saturno, realizado por un equipo de astrónomos de Taiwán, Canadá, Estados Unidos y Francia. Con esta cifra, el planeta alcanza un total de 274 satélites, muy lejos de los 95 de Júpiter y casi el doble que todos los demás planetas del Sistema Solar juntos. 

Los astrónomos usaron el Telescopio Canadá-Francia-Hawái (CFHT) para observar con gran detalle el entorno de Saturno entre 2019 y 2021. Tras un análisis inicial que arrojó 62 lunas y un número aún mayor de otros objetos por identificar, volvieron a observar durante tres meses consecutivos en 2023 y comprobaron que se trataba de satélites. “En efecto, encontramos 128 lunas nuevas”, asegura el investigador principal, Edward Ashton, del Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sínica de Taiwán. “Según nuestras proyecciones, no creo que Júpiter las alcance jamás”.

“Lunas irregulares”

Las 128 lunas nuevas son objetos irregulares, capturados por su planeta anfitrión en los inicios del sistema solar. “Estas lunas tienen unos pocos kilómetros de tamaño y probablemente sean fragmentos de un número menor de lunas capturadas originalmente, que se fragmentaron por colisiones violentas, ya sea con otras lunas saturninas o con cometas en su paso”, asegura el astrónomo y coautor del hallazgo Brett Gladman, en una nota de prensa de la Universidad de British Columbia

Dado el elevado número de lunas pequeñas en comparación con las grandes, los científicos creen que es probable que se produjera una colisión en algún lugar del sistema de Saturno en los últimos 100 millones de años, algo relativamente reciente en términos astronómicos. De lo contrario, según Gladman, si hubiera transcurrido más tiempo, estas lunas habrían colisionado entre sí y se habrían desintegrado, lo que habría reducido considerablemente la proporción de lunas pequeñas respecto a las grandes.

De hecho, la mayoría de las lunas recién descubiertas se encuentran cerca del subgrupo Mundilfari de lunas de Saturno, que, dado su tamaño, número y concentración orbital, es probablemente el lugar de la colisión. “Nuestra campaña plurianual, cuidadosamente planificada, ha generado una gran cantidad de nuevas lunas que nos revelan la evolución de la población irregular de satélites naturales de Saturno”, afirma Ashton.

Las lunas se identificaron mediante la técnica de “desplazamiento y apilamiento”, en la que los astrónomos adquieren imágenes secuenciales que trazan la trayectoria de la luna en el cielo y las combinan para lograr un brillo suficiente para su detección. 

Según el diario The Guardian, comprender la dinámica de las numerosas lunas de Saturno también podría ayudar a resolver preguntas sobre el origen de los anillos de Saturno, que los científicos sugirieron que podrían ser las consecuencias de una luna que fue destrozada por la gravedad del planeta.

Encelado es un mundo sugerente. Esta luna de Saturno está formada por un núcleo rocoso y un mar de agua salada cubierto por una gruesa capa de hielo, y se muestra como un inhóspito mundo helado. Es uno de los “mundos acuáticos” que orbitan los gigantes gaseosos del sistema solar y, de momento, uno de los más atractivos para la exploración espacial, junto con Europa, la luna de Júpiter.

Cinco veces el mar Mediterráneo bajo su superficie

La primera sorpresa que dio Encelado fue el descubrimiento de agua líquida: bajo la fría superficie (unos -200 ºC) hay un océano de agua salada, con un volumen de unas 5 veces el mar Mediterráneo.

En 2005, la misión Cassini recogió imágenes de los penachos de vapor de agua, géiseres y fumarolas que expulsan vapor de agua desde su océano.

Primero, los datos de Cassini mostraban que el agua posiblemente es salada y alcalina. Recientemente, en 2018, el análisis de los datos de la nave mostraron que el agua emitida por Encelado contiene compuestos orgánicos.

La último sorpresa de la exploración de Encelado acaba de publicarse e indica que el agua procedente de su océano contiene fosfato, un compuesto esencial para la vida tal como la conocemos.

¿Significa esto que hay vida en Encelado? No, por supuesto que no. Pero sí que es un lugar interesante para explorar.

Fosfato en Encelado: ¿cómo se descubrió?

Aún no llegamos a la superficie de Encelado, y menos al agua del interior. Entonces, ¿cómo sabemos qué contiene su océano? Lo sabemos gracias a los géiseres gigantes que expulsan agua al espacio y dejan huella en los anillos circundantes.

El estudio de los anillos de Saturno indica que el anillo E está formado por partículas de hielo emitidas por Encelado. La nave Cassini pudo capturar algunas de esas partículas y analizarlas. Es parecido a estudiar la composición del mar capturando salpicaduras en el aire.

Los análisis sugieren que el océano de Encelado es salado y alcalino (rico en carbonato sódico). Algunas partículas, además, contienen abundante fosfato, que podría estar disuelto en el océano. No es la primera vez que se detecta fosfato fuera de la Tierra. Por ejemplo, es abundante en Marte.

Condiciones para la habitabilidad

Decimos que un planeta, o una luna, es habitable cuando reúne las condiciones para que se produzca la evolución química o se origine la vida. Dos condiciones básicas para la habitabilidad son la presencia de agua líquida y fuentes de energía que puedan inducir un desequilibrio, o generar energía química.

En el caso de Encelado, las fuerzas de marea provocadas por la gravedad del cercano Saturno, entre otras fuentes de energía, pueden sostener sistemas hidrotermales (fuentes de energía química) en el fondo de su océano, dando lugar a reacciones químicas complejas. Los géiseres son una manifestación de esa actividad.

¿Y el fosfato? Para algunos científicos es un requerimiento de habitabilidad estricto. Otros pensamos que el fosfato llegó tarde en el proceso de evolución química hacia la vida y que moléculas como el ARN son un producto de esta evolución. Por tanto, el fosfato no sería estrictamente necesario para que en Encelado tengan lugar procesos de evolución química situados, al menos, en la frontera de lo que entendemos como “vivo”.

No se encontraron otras formas químicas de fósforo –como fosfito o fosfuro–, que se consideraba que serían relevantes para el origen de la vida. Y realmente lo es para quienes pensamos que fue el simple fosfato, la forma más común y estable de fósforo, lo relevante en la evolución química.

La vida es el resultado de un proceso de evolución química

El origen de la vida no tiene un momento específico. Es un concepto tan difuso que los científicos preferimos el término “evolución química”.

Un conjunto de moléculas puede evolucionar (en el sentido de darwinismo molecular) mediante procesos de selección y formación de estructuras y la aparición de nuevas reacciones. Así, la vida es el resultado de un proceso de evolución química.

Un sistema químico capaz de evolucionar tiene una propiedad fundamental de la vida: puede prevenir que la materia orgánica aumente su diversidad química y se convierta en una masa marrón (igual que cuando se estropea una manzana). La materia orgánica por sí sola tiende a generar muchos compuestos, desorganizar sus estructuras macromoleculares y a “alquitranarse”.

Un error común es pensar que el proceso vital implica un aumento de complejidad química. Al contrario: la vida (y la evolución química) limita el número posible de compuestos químicos que podrían surgir combinando sus componentes.

Tres opciones, y todas buenas

No tenemos ninguna prueba ni indicio que sugiera que hay vida o evolución química en Encelado. De hecho, es extremadamente poco probable que Encelado tenga vida similar a la que conocemos, pero es precisamente esto lo que hace que la futura exploración de Encelado sea apasionante.

La primera opción, quizá la mas probable, es que tengamos un océano líquido con un fondo marino activo, con sistemas hidrotermales emitiendo fluidos calientes, y sin vida reconocible. Aún así es interesante la exploración, porque podríamos aprender qué es lo que necesita el sistema para que la vida emerja. Además podríamos estudiar, por ejemplo, cómo es la geoquímica del fósforo sin intervención de organismos vivos, y contrastar los modelos de laboratorio de química prebiótica.

La segunda opción, también algo probable (y para mí la más interesante): si hay procesos de evolución química activos, podría llevarnos a entender finalmente cómo se origina la vida, qué moléculas se forman en la frontera de lo vivo y que, en la Tierra, ya no existen tras 4 000 millones de años de evolución biológica. Quizá podríamos responder a la pregunta de cuándo surge el ARN o qué alternativas tiene.

Por último, si hubiera vida proliferando en el fondo oceánico de Encelado, sería un punto de inflexión para la humanidad: difícil calibrar las implicaciones sociales o religiosas de tal hallazgo. Estaríamos ante un segundo génesis fuera de la Tierra.

Este artículo fue publicado originalmente en español en The Conversation. Lee aquí el original.