El bamboleo de las lunas de Urano puede revelar océanos ocultos

Investigadores de la Universidad de Texas están construyendo un nuevo modelo informático apto para detectar océanos bajo el hielo de las lunas de Urano con las cámaras de una misión que planea la NASA.

La investigación es importante porque los científicos no saben qué método de detección de océanos funcionará mejor en Urano. Los científicos quieren saber si hay agua líquida allí porque es un ingrediente clave para la vida.

El nuevo modelo informático funciona analizando pequeñas oscilaciones (o bamboleos) en la forma en que gira una luna mientras orbita su planeta padre. A partir de ahí, puede calcular cuánta agua, hielo y roca hay en su interior. Un menor tambaleo significa que una luna es mayoritariamente sólida, mientras que un gran tambaleo significa que la superficie helada está flotando en un océano de agua líquida. Cuando se combina con datos de gravedad, el modelo calcula la profundidad del océano, así como el espesor del hielo que lo recubre.

Urano, junto con Neptuno, pertenece a una clase de planetas llamados gigantes de hielo. Los astrónomos han detectado más cuerpos gigantes de hielo fuera de nuestro sistema solar que cualquier otro tipo de exoplaneta. Si se descubre que las lunas de Urano tienen océanos interiores, eso podría significar que hay una gran cantidad de mundos con potencial para albergar vida en toda la galaxia, dijo en un comunicado el científico planetario del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas (UTIG) Doug Hemingway, quien desarrolló el modelo.

"Descubrir océanos de agua líquida dentro de las lunas de Urano transformaría nuestra forma de pensar sobre el rango de posibilidades de dónde podría existir la vida", dijo.

La investigación de UTIG, que se publicó en la revista Geophysical Research Letters, ayudará a los científicos e ingenieros de la misión a mejorar sus posibilidades de detectar océanos. UTIG es una unidad de investigación de la Escuela Jackson de Geociencias de la Universidad de Texas en Austin.

Todas las lunas grandes del sistema solar, incluida la de Urano, están sincronizadas por las mareas. Esto significa que la gravedad ha adaptado su giro de modo que el mismo lado siempre mira hacia su planeta padre mientras orbitan. Sin embargo, esto no significa que su giro sea completamente fijo, y todas las lunas sincronizadas por las mareas oscilan de un lado a otro mientras orbitan. Determinar la extensión de los tambaleos será clave para saber si las lunas de Urano contienen océanos y, de ser así, qué tan grandes podrían ser.

Las lunas con un océano de agua líquida chapoteando en el interior se tambalearán más que aquellas que son sólidas en su totalidad. Sin embargo, incluso los océanos más grandes generarán solo un ligero tambaleo: la rotación de una luna puede desviarse solo unos pocos cientos de pies a medida que viaja a través de su órbita.

Eso es suficiente para que las naves espaciales que pasan lo detecten. De hecho, la técnica se utilizó anteriormente para confirmar que la luna Encélado de Saturno tiene un océano global interior.

Para averiguar si la misma técnica funcionaría en Urano, Hemingway realizó cálculos teóricos para cinco de sus lunas y se le ocurrieron una serie de escenarios plausibles. Por ejemplo, si la luna Ariel de Urano se tambalea 100 metros, entonces es probable que tenga un océano de 150 kilómetros de profundidad rodeado por una capa de hielo de 30 kilómetros de espesor.

Detectar océanos más pequeños significará que una nave espacial tendrá que acercarse o llevar cámaras extra potentes. Pero el modelo ofrece a los diseñadores de misiones una regla de cálculo para saber qué funcionará, dijo la profesora asociada de investigación de UTIG Krista Soderlund.

"Podría ser la diferencia entre descubrir un océano o descubrir que no tenemos esa capacidad cuando lleguemos", dijo Soderlund, que no participó en la investigación actual.

Soderlund ha trabajado con la NASA en conceptos de la misión a Urano. También forma parte del equipo científico de la misión Europa Clipper de la NASA, que se lanzó recientemente y lleva un sensor de imágenes de radar que penetra el hielo desarrollado por UTIG.

El siguiente paso, dijo Hemingway, es ampliar el modelo para incluir mediciones de otros instrumentos para ver cómo mejoran la imagen del interior de las lunas.