Era la noche del 28 de agosto de 1789 en Inglaterra, y William
Herschel estaba deseoso de usar su nuevo telescopio, un ejemplar de 1.2 metros
de diámetro, entonces el mayor del mundo. Se puso a observar, y apuntó a
Saturno. Dadas sus dimensiones, era capaz de registrar mucha más luz que su
antiguo telescopio de apenas 16.5 centímetros de diámetro. En aquel momento,
los anillos estaban de perfil y el planeta en el equinoccio, de manera que
resultaría más fácil encontrar algún satélite previamente desconocido. La
verdad es que tuvo suerte: descubrió un punto de luz que llamó su atención, que
apenas sobresalía de los anillos. Acababa de descubrir el sexto satélite de
Saturno. Más tarde, en 1847, su hijo John, en una compilación, bautizó los
siete satélites que se conocían en aquel momento al planeta de los anillos.
Como Saturno, o Cronos en la mitología griega, era el líder de los Titanes,
este satélite en concreto recibió el nombre del gigante Encélado. En realidad,
Herschel padre podría haber descubierto Encélado en 1787, pero debido al
pequeño tamaño de su telescopio y las pobres condiciones de observación le
resultó imposible.
Creemos que no hace falta decirlo, pero aún así lo haremos. Dada su
lejanía a nosotros, al bajo nivel de luminosidad que ofrecía y su proximidad a
los anillos resultaba tremendamente complicado saber cosas de él, solo lo que
tardaba aproximadamente en completar una revolución en torno a Saturno, y
posteriormente, por medios espectroscópicos, que su superficie está compuesta
por hielo principalmente. Si queríamos saber algo más acerca de él, teníamos
que acercarnos a muy corta distancia. El surgimiento de la era espacial puso
este objetivo más cerca.
Hasta 1972 no nos atrevimos en cruzar el cinturón de asteroides que
divide el sistema solar en dos debido al riesgo de que cualquier vehículo
pudiera ser destruido allí por el impacto de alguno de los objetos que allí
residen, pero también porque, dada su distancia al Sol, los paneles solares
necesarios para proporcionar una energía suficiente serían impracticablemente
grandes como para ser montados en una sonda espacial. El desarrollo de los
generadores termoeléctricos de radioisótopos, más sencillamente conocidos como
RTG’s, hizo posible estas misiones, siendo la primera la célebre Pioneer 10. Su sonda hermana, lanzada un
año y un mes después, fue reprogramada en vuelo para aprovechar la inmensa
gravedad joviana y ser lanzada directamente a un encuentro con Saturno. Eso sí,
debido a una poco favorable alineación entre los dos planetas, el viaje entre ellos
sería de casi cinco años.
El propósito de enviar a Pioneer
11 al señor de los anillos fue tanto para ampliar nuestros conocimientos
del sistema solar como para tener un punto de partida en el momento que las
especializadas sondas Voyager
alcanzaran el sistema saturniano. Siguiendo su trayectoria de escape del
sistema solar, Pioneer 11 se encontró
con Saturno el 1 de septiembre de 1979, y particularmente con Encélado en el
momento en que cruzaba por segunda vez, y desde el exterior, el plano de los
anillos. La máxima aproximación a este satélite (entonces considerado el
tercero en orden de distancia) se produjo a unos 222.027 km. de su superficie,
y dada la velocidad de salida y a su plataforma estabilizada por rotación,
apenas tuvo tiempo de hacer unos breves escaneos ultravioleta que apenas nos
proporcionaron información. Tuvieron que ser las dos Voyager las que nos mostraran como era esta luna en particular.
No pasó mucho más cerca Voyager
1 en su sobrevuelo el 12 de noviembre de 1980, ya que lo sobrevoló a unos
202.000 km. de su superficie. Sus cámaras, infinitamente mejores que las de Pioneer 11, nos mostraron, desde la
lejanía, un mundo carente de cráteres de impacto pero tremendamente brillante,
indicativo de que el hielo de agua es el principal constituyente de su
superficie, de manera que refleja prácticamente toda la luz solar que le llega.
Las imágenes a larga distancia también revelaron que Encélado se encontraba en
el interior de la parte más densa del difuso anillo E, lo que llevó a los
científicos a creer que la luna podría estar, de alguna forma, activa
geológicamente, no en el extremo en que se había descubierto en Io el año
anterior, pero lo suficiente como para surtir de material este anillo. Afortunadamente,
el 26 de agosto de 1981 Voyager 2
pasó mucho más cerca de su superficie,
y las imágenes de alta resolución
mostraron cosas muy diferentes a las vistas por su hermana 9 meses antes. En
estas, los cráteres aparecían por doquier, pero lo más extraño y excitante era
que gran parte de ellos estaban en distintos estados de degradación. Además, a
medida que se iba aproximando a las regiones ecuatoriales, la densidad de
craterización disminuyó dramáticamente. Era la evidencia de que la superficie
de Encélado era geológicamente joven, y que probablemente todavía estaba en
actividad. El escaso tiempo de investigación y la velocidad del sobrevuelo
evitó que la sonda averiguara si se encontraba activo en aquel momento. Se
tardarían nada menos que casi 24 años en volver a ver este astro en detalle.
La misión Cassini/Huygens, preparada por las agencias
NASA, ESA y ASI, se planeó para realizar una labor casi calcada a la que se
preparó para Galileo en torno a
Júpiter. Con un número de satélites interesantes mayor que en torno al hermano
mayor del sistema, se cuidó mucho la trayectoria en su misión principal de
cuatro años para sobrevolar al menos una vez todos ellos. Quien recibiría más
atención era obviamente la enigmática Titán, con 45 acercamientos, pero el
segundo en prioridad fue Encélado, con 4. La sonda, con casi 6 toneladas de
masa, es el artefacto más pesado jamás lanzado por la NASA para una misión de
espacio profundo, y se encuentra excepcionalmente equipada para la exploración
sistemática. Elevada en octubre de 1997, después de coger impulso en Venus, la
Tierra y Júpiter, logró la hazaña de entrar en órbita de Saturno el 1 de julio
del 2004. El primer sobrevuelo a Encélado no ocurriría hasta febrero del 2005.
A estas alturas, y con Cassini
orbitando el sistema saturniano en los últimos 10 años, ha transformado
enormemente la perspectiva que teníamos de ese pequeño mundo, y ahora se le
califica, a la altura de Europa, como el mejor lugar en el que empezar a buscar
bichos ahí fuera. Pero, ¿cómo es Encélado?
Es actualmente el decimotercer satélite, de los 61 que colecciona, en
orden de distancia, y orbita Saturno a una distancia de aproximadamente 180.000
km. de la capa superior de nubes del planeta, tardando 32.9 horas en terminar
una vuelta alrededor del planeta. Tiene una resonancia 2:1 con Dione, y como la
inmensa mayoría de satélites de su tipo, su rotación está fijada marealmente,
es decir, que al igual que nuestra Luna, siempre ofrece la misma cara a Saturno
por lo que su rotación es la misma que su traslación alrededor del planeta. Su
órbita discurre prácticamente en el plano del ecuador de Saturno, que está
inclinado 26.44º con respecto a la vertical. Sus dimensiones son de 513.2 x
502.8 x 496.6 km., lo que denota que no es perfectamente esférico. Su
superficie, compuesta principalmente por hielo de agua, es la más refractiva
del sistema solar, de manera que posee el albedo más alto de todos los cuerpos
del sistema solar. Es algo así como una enorme bola de nieve flotando en el
espacio. Debido a esto, su densidad es notoriamente baja, delatando que existe
poco silicato en su interior. Por tamaño, es la sexta luna más grande del
planeta, pero por su superficie y por su colocación, es la segunda más
interesante.
Gracias a las imágenes proporcionadas por Voyager 2 y Cassini
sabemos que Encélado posee distintas unidades superficiales. Dividido casi
mitad a mitad, tenemos un hemisferio enormemente craterizado (en distintos
grados de degradación) y otro en apariencia carente de cráteres, ofreciendo a
primera vista una superficie suave y lisa, aunque un examen en profundidad nos
permitirá encontrar en ambos muestras de actividad geológica reciente. El polo
sur es algo totalmente distinto. Todos los cráteres del satélite están
deformados en mayor o menor grado, dependiendo de la actividad geológica que
han soportado. Los más prominentes son el par Alí Babá y Aladín, y carecen de
la característica forma circular. Inusualmente, el centro de ambos cráteres (y
de un buen montón de ellos) tienen una estructura en su centro en forma de
domo, posible indicativo de procesos de fractura o relajación viscosa provocada
por la actividad geológica, es decir, hubo un tiempo en que ese hielo estaba
más caliente, de manera que la superficie era más flexible y más fácil de
modelar; por el contrario, con una temperatura inferior el hielo es más rígido,
de manera que es más duro, y un estrés adicionar provocará una fracturación.
Son innumerables los cráteres de Encélado que muestran relajación viscosa.
Viajando por su superficie nos encontramos un buen montón de cañones,
fracturas, surcos, líneas,
escarpados, etc. Todas estas formaciones geológicas
fueron creadas por actividad tectónica, siendo el segundo satélite helado tras
Ganímedes en ofrecer esta rica diversidad superficial. Hay cañones de hasta 200
km. de largo, con un ancho máximo de 10 km. y una profundidad de al menos 1 km.
También hay estrechos pero profundos surcos que parecen dividir las áreas
craterizadas de las regiones libres de ellos. Estos surcos se encuentran
caóticamente agrupados y alineados, ofreciendo estructuras en forma de chevron.
Por su parte, gran parte de las fracturas que se ven en Encélado se concentran
en la región craterizada de su superficie, y para resolver cómo se formaron
todavía se tardará un tiempo. Se piensa que es un efecto secundario de los
impactos. Por el contrario, a diferencia a lo visto en Europa, gran parte de
las líneas que transcurren por la superficie carecen de bordes elevados, y los
pocos que hay apenas se elevan del suelo 1 km.
Y, por supuesto, está el intrigante polo sur. El hallazgo de las
líneas de fractura, bautizadas
Alexandria, Cairo, Baghdad y Damascus Sulci,
provocó cambios en el plan de vuelo y una misión extendida que proporcionó
muchas oportunidades de observar las fracturas y analizar qué emiten
exactamente. La zona en la que se localizan es tremendamente grande y alcanza
aproximadamente la línea de los 60º latitud sur. Las imágenes de más alta
resolución muestran más fracturas, de menor longitud y profundidad, pero todo
indica que éstas se están expandiendo. Las imágenes en color real y falso color
han mostrado que las áreas a lo largo de estas fracturas son una suerte de
hielo azul o verde, posible indicativo de que están libres de partículas. Se
sospecha que su edad es insultantemente baja: apenas 1000 años, de manera que
es el área superficial más joven de todos los satélites de Saturno. También se
ha encontrado una composición completamente distinta a todo lo encontrado en el
resto de Encélado. Hielo de agua cristalino o componentes orgánicos simples
están entre los materiales que les dan forma. El examen de las imágenes de alta
resolución muestra que son auténticas fisuras tectónicas con forma de V, que de
cuyo centro salen, a alta presión, materiales evaporados. Recientemente, el
conteo de fisuras concentradas en el área del polo sur deparó la alucinante
cifra de nada menos de 101 fracturas mayores y menores que expulsan material a
ratios distintos.
Pero, ¿por qué es Encélado tan activo aún siendo tan pequeño? Ni
siquiera tras los sobrevuelos de las Voyager
se suponía algo así, y dada la enorme distancia de sus aproximaciones, su
trayectoria no estuvo influenciada por su gravedad. Gracias a los sobrevuelos
cercanísimos de Cassini (que llegó a
pasar a apenas 48 km. de su helada superficie) tenemos un mayor conocimiento de
cómo es por dentro, así como alguna teoría de qué sucedió para tener actividad
geológica. Tras los acercamientos de comienzos de 1980 la conclusión es que
todo el satélite era puro hielo entero, por lo que la densidad sería bajísima.
La información transmitida por Cassini
nos muestra que, aunque su densidad no es precisamente la terrestre, con 1.61
g/cm3, todavía posee una apreciable cantidad de silicatos y
minerales de hierro, lo que le hace el más denso de todos sus acompañantes
helados.
En la Tierra, la clave de la actividad geológica es que el interior de
nuestro planeta todavía posee suficiente calor interno como para mantener una
capa fundida bajo la corteza. Este calor fue y es generado por la desintegración
de elementos radiactivos naturales, y se sospecha que lo mismo ocurre en
Encélado actualmente. Lo extraño de esta actividad geológica es que se
concentra en el polo sur, como la información del instrumento CIRS demuestra.
De hecho, que Encélado emita hasta 15.8
gigavatios de energía calorífica (lo
mismo que 20 centrales eléctricas de carbón) demuestra que su interior, además
de diferenciado, todavía retiene ese calor radiactivo que provoca su actividad.
Pero no es lo único. Al igual que Io alrededor de Júpiter, Encélado está
afectado, dada su posición, por las fuerzas de marea de Saturno. De esta forma,
el satélite, dependiendo de su posición en torno al señor de los anillos, se
estira y contrae. Una serie de imágenes durante diversas ocultaciones solares,
desde el punto de vista de Cassini,
muestra a Encélado en ambos lados del planeta, y cuando se encuentra en el
apogeo de su órbita, la
emisión es aproximadamente cuatro veces que en el
perigeo. De esta forma, la gravedad de Saturno deforma levemente la superficie
del satélite, de manera que en su punto más próximo, los sulci del polo sur
están casi cerrados, y en el más alejado, abiertos todo lo que pueden, e
incluso provocando la creación de nuevas fisuras. También, dada su resonancia
orbital con Dione, este satélite contribuye al calentamiento mareal provocado
por Saturno. Por ello, en este tira y afloja Encélado se estira y contrae hacia
dentro o hacia fuera, provocando más calor interno. Sin embargo, un estudio en
profundidad ha demostrado que el principal agente de la actividad del satélite
es del propio calor interno que genera, siendo el efecto de la gravedad
saturniana y de Dione poco menos que testimoniales. Pero la pregunta de por qué
se concentra en el polo sur, es de momento un misterio. Hay dos teorías
compitiendo por averiguar este fenómeno. Una sugiere que el satélite migró
desde una zona de la órbita en torno a Saturno hacia el interior hasta ocupar
la posición actual, provocando un incremento en la velocidad rotacional del
satélite, provocando un aplanamiento por los polos, igual que en la Tierra. Y
la segunda supone que una gran concentración de material caliente y de baja
densidad se elevó por el interior del satélite
provocó un desplazamiento de lo
que es actualmente el polo sur desde su posición original, situado tal vez en
la zona de latitud media del hemisferio sur, por lo que la propia gravedad de
Encélado, junto con la de Saturno, provocó que compensara este desplazamiento y
se ajustara a su nuevo emplazamiento, generando esa forma elipsoidal en vez de
perfectamente esférica. El problema es que esto debería haber afectado ambos
polos, pero el norte está muerto de risa, plagado de cráteres, mientras que el
sur ofrece una actividad geológica sin parangón. Una probable explicación a este
respecto es que la litosfera en la región sur es mucho más delgada que en el
norte, de forma que el calor ha afectado de una forma más efectiva esta zona.
Pero de momento siguen siendo teorías.
Además del calentamiento radiactivo y mareal, hay una tercera fuente
de calentamiento que provoca la expansión de las líneas de fractura del polo
sur, y podríamos llamarlo calentamiento por fractura,
ya que las fallas, por
órbita, se desplazan aproximadamente 0.5 metros lateralmente. Este fenómeno
provoca un rozamiento que calienta el hielo y lo deshace, dejando vía libre al
escape a presión de todo el material interno. Y de aquí nos surge otra
pregunta: ¿acaso tiene Encélado algo así como una masa líquida bajo esas líneas
de fractura? La respuesta es seguramente sí. Un análisis a las partículas del
anillo E muestra que un 6% de ellas
posee una concentración de entre un 0.5 y un 2 % de sales de sodio por masa,
una concentración significativa como para tenerla en consideración. En la
salida de los sulci del polo sur, la concentración de partículas con sales de
sodio se eleva al 70%, y su cantidad de sales es superior al 99%. Hasta la
fecha, tales concentraciones de sales son inauditas en una región tan alejada
del Sol, por lo que, unido a la velocidad de expulsión de los gases, deja claro
que ahí abajo tiene que haber una suerte de océano subsuperficial, o en su
defecto, toda una serie de cavernas llenas de agua líquida, mantenida en ese
estado por las sales y el amoniaco. Luego, por el calor interno, esta agua se
transforma en vapor, y dada la estrechez de las fracturas, el vapor es
expulsado a presión y a una
velocidad tremenda. Eso sí, las partículas que
poseen sales no adquieren la velocidad de escape de la gravedad de Encélado,
por lo que vuelven a caer a su superficie. Esta es la razón de la distinta
composición química del polo sur con respecto al resto del satélite. Todo se
junta: agua líquida, sales, moléculas orgánicas, ¿vida? Esta respuesta puede
estar más cerca gracias a las nuevas informaciones llegadas desde allá, ya que
los análisis realizados al seguimiento de la señal de radio enviada por Cassini a lo largo de sus acercamientos
muestra en la zona del polo sur una anomalía gravitatoria, y dado lo potente de
esta, solo puede ser generada por una masa considerable de agua líquida salada,
concentrada bajo entre 30 y 40 km. de profundidad bajo el hielo, y con un
espesor de 10 km. Falta ir allí para comprobarlo.
A pesar de su pequeño tamaño Encélado es ahora un objetivo de máxima
prioridad, superando incluso a Europa, en el que buscar alguna clase de “bicho”
que pueda vivir por allá. Y encima, su acceso es muchísimo más fácil, ya que
las líneas de fractura están abiertas y ofrecen la posibilidad de penetrar en
ellas y averiguar qué ocurre ahí abajo.
¿Qué futuro nos espera acerca de Encélado? Es una buena pregunta. A
raíz de los descubrimientos realizados por Cassini
en el tiempo que lleva (y todavía tiene suficiente combustible hasta el 2017,
aunque la misión podría acabarse antes por razones presupuestarias) se idearon
distintos conceptos, alguno de ellos incluso con la misión de entrar en su
órbita. Esta propuesta, bajo el escasamente
original nombre de Enceladus Orbiter, se trababa de un
vehículo de diseño inusual (una estructura externa rectangular para servir de
escudo al hardware, situado internamente) que transportaría cinco experimentos:
una cámara, un radiómetro infrarrojo, un espectrómetro de masa, un analizador
de polvo y un magnetómetro. Este concepto no pasó de la fase de diseño. Las
últimas ideas para explorar Encélado con experimentos especializados y un
presupuesto contenido son las propuestas JET,
Viaje por Encélado y Titán y LIFE,
Investigación de la Vida Para Encélado. Con un diseño heredado del previsto
para Enceladus Orbiter, JET debería transportar un espectrómetro
de masa (STEAM, herencia Rosetta/ROSINA)
y una cámara infrarroja de alta resolución (TIGER) para explorar los dos
satélites más interesantes del sistema saturniano. En cuanto a LIFE, ha sido ideado como una misión de
ida y vuelta con el propósito de recoger muestras de los chorros de materia que
expulsa el satélite y entregarlas para su análisis en laboratorio, en esencia,
repetir lo completado con Stardust.
Esta misión usaría hardware más que probado y fiable y poca pero potente
instrumentación (cámara de navegación, espectrómetro de masa, contador de
polvo) junto con el sistema de recolección de muestras pasivo usando una
raqueta de rellena de aerogel. JET y LIFE, por concepto, encajan bien en el programa Discovery, aunque
dado el carácter competitivo de las propuestas, y a que el generador de energía
que deberían usar (los generadores nucleares tipo ASRG) han sido abandonados
por la NASA, su futuro puede ser bastante negro. A su favor, que la comunidad
científica presiona para volver con misiones especializadas. Esperamos que haya
suerte.
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