JWST aporta posible evidencia de un océano congelado bajo la superficie de la luna Ariel
Por: Jeremy Rehm, Universidad Johns Hopkins.
25 de julio de 2024
Un mosaico de imágenes de la luna Ariel de Urano, tomadas por la cámara de ángulo estrecho de la Voyager 2 el 24 de enero de 1986. (https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01534) Crédito de la imagen: NASA/Jet Propulsion Laboratory.
La superficie de Ariel, luna del planeta Urano, está cubierta de una cantidad significativa de hielo de dióxido de carbono, especialmente en su “hemisferio posterior”, que siempre mira en dirección opuesta a la del movimiento orbital de la luna. Este hecho resulta sorprendente porque incluso en las zonas más frías del sistema de Urano (20 veces más lejos del Sol que la Tierra), el dióxido de carbono se convierte fácilmente en gas y se pierde en el espacio.
Los científicos han planteado la teoría de que algo está suministrando dióxido de carbono a la superficie de Ariel. Algunos se inclinan por la idea de que las interacciones entre la superficie de la luna y las partículas cargadas de la magnetosfera de Urano crean dióxido de carbono a través de un proceso llamado radiólisis, en el que las moléculas se descomponen por la radiación ionizante. Pero un nuevo estudio publicado el 24 de julio en The Astrophysical Journal Letters inclina la balanza a favor de una teoría alternativa: que el dióxido de carbono y otras moléculas están emergiendo desde el interior de Ariel, posiblemente incluso desde un océano líquido subterráneo.
Utilizando el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA para recolectar espectros químicos de la luna y luego compararlos con espectros de mezclas químicas simuladas en el laboratorio, un equipo de investigación dirigido por Richard Cartwright del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins (APL) en Laurel, Maryland, descubrió que Ariel tiene algunos de los depósitos más ricos en dióxido de carbono del Sistema Solar, que suman un espesor estimado de 10 milímetros o más en el hemisferio posterior de la luna.
La radiólisis podría ser responsable de parte de esa reposición, añadió Cartwright. Los experimentos de laboratorio han demostrado que el bombardeo de radiación de hielo de agua mezclado con material rico en carbono puede producir tanto dióxido de carbono como monóxido de carbono. Por lo tanto, la radiólisis puede proporcionar una fuente de reposición y explicar la rica abundancia de ambas moléculas en el hemisferio posterior de Ariel.
Sin embargo, quedan muchas preguntas sobre la magnetosfera de Urano y el alcance de sus interacciones con las lunas del planeta. Incluso durante el paso de la Voyager 2 por Urano hace casi 40 años, los científicos sospechaban que dichas interacciones podrían ser limitadas porque el eje del campo magnético de Urano y el plano orbital de sus lunas están desfasados entre sí unos 58 grados. Modelos recientes han respaldado esa predicción.
En cambio, la mayor parte de los óxidos de carbono puede provenir de procesos químicos que ocurrieron (o aún están ocurriendo) en un océano de agua debajo de la superficie helada de Ariel, escapando a través de grietas en el exterior helado de la luna o posiblemente incluso a través de columnas eruptivas. Es más, las nuevas observaciones espectrales sugieren que la superficie de Ariel también puede albergar minerales de carbonato, sales que sólo se pueden formar mediante la interacción del agua líquida con las rocas.
“Si nuestra interpretación de esa formación de carbonato es correcta, entonces es un resultado bastante importante porque significa que tuvo que formarse en el interior”, dijo Cartwright. “Es algo que debemos confirmar absolutamente, ya sea mediante futuras observaciones, modelos o alguna combinación de técnicas”. Con la superficie de Ariel cubierta de cañones similares a cortes, surcos entrecruzados y manchas lisas que se cree que son resultado de derrames criovolcánicos, los investigadores ya sospechaban que la luna estaba o aún podía estar activa.
La mayoría de los surcos observados en Ariel (supuestas aberturas hacia su interior) están en su lado posterior. Si el dióxido de carbono y el monóxido de carbono se filtran de alguna manera a través de esos surcos, podría proporcionar una explicación alternativa de por qué son mucho más abundantes en el lado posterior de Ariel. La Voyager 2 capturó solo alrededor del 35% de la superficie de Ariel durante su breve paso. “No lo sabremos hasta que realicemos observaciones más específicas”, afirmó Cartwright.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-07-carbon-oxides-uranus-moon-ariel.html