Encélado es la sexta luna más grande de Saturno y la 18.ª más grande del Sistema Solar, con unos 500 km de diámetro, aproximadamente una décima parte del de la luna más grande de Saturno, Titán. Es un mundo pequeño según cualquier estándar planetario, apenas una séptima parte del diámetro de la propia Luna de la Tierra. Y, sin embargo, este pequeño cuerpo helado es uno de los lugares más activos de todo el Sistema Solar exterior.
Encélado está cubierta por nieve limpia y recién depositada de cientos de metros de espesor, lo que la convierte en uno de los cuerpos más reflectantes del Sistema Solar. En consecuencia, su temperatura superficial al mediodía alcanza solo -198 °C, mucho más fría de lo que sería un cuerpo que absorbiera la luz: la luna es tan buena reflejando la luz solar de vuelta al espacio que apenas se calienta, incluso estando justo bajo la luz.
Ese brillo helado resulta ser el síntoma superficial de algo mucho más extraño que ocurre debajo: un océano oculto, géiseres activos y un papel directo y continuo en la construcción de uno de los anillos de Saturno.
Un punto silencioso durante dos siglos
Encélado fue descubierta el 28 de agosto de 1789 por William Herschel, pero se sabía poco sobre ella hasta que las sondas Voyager 1 y Voyager 2 pasaron cerca de Saturno en 1980 y 1981. Herschel hizo el descubrimiento durante el primer uso de su nuevo telescopio de 1,2 metros y 40 pies, entonces el más grande del mundo, en Observatory House, en Slough, Inglaterra, un instrumento realmente vanguardista, y aun así apenas suficiente para resolver Encélado como algo más que un punto de luz.
Durante más de dos siglos después de eso, Encélado siguió siendo, en gran medida, un misterio. Fue necesario que las sondas visitaran de verdad el sistema de Saturno para revelar lo que realmente estaba haciendo la luna.
La luna que construye el anillo más externo de Saturno
Encélado orbita dentro de la parte más densa del anillo E de Saturno, el más externo de los anillos principales de Saturno, y es la principal fuente del material del anillo. Ese es un papel inusual para una luna: en lugar de simplemente orbitar dentro de un anillo, Encélado lo está abasteciendo activamente. El anillo E de Saturno es inestable, con una vida útil de solo entre 10.000 y 1 millón de años, por lo que sus partículas deben reponerse constantemente, lo que significa que, sin una fuente activa, el anillo prácticamente no existiría dentro de la ventana astronómicamente breve en la que tenemos la suerte de observarlo.
Los primeros dos sobrevuelos cercanos de Cassini en 2005 confirmaron a Encélado como la fuente de las partículas del anillo E, y en noviembre de 2005 Cassini fotografió directamente chorros similares a géiseres de partículas heladas que se elevaban desde la región polar sur de la luna. Fue la primera prueba visual directa de que una pequeña luna helada podía alimentar activamente material a uno de los anillos de un planeta.
Encélado orbita Saturno cada 32,9 horas, lo suficientemente rápido para que su movimiento pueda observarse en una sola noche, y está en una resonancia orbital de 2:1 con Dione, completando dos órbitas alrededor de Saturno por cada órbita que completa Dione. Esa resonancia no es incidental: forma parte de lo que mantiene la órbita de Encélado ligeramente excéntrica, y esa excentricidad es parte de lo que mantiene el interior de la luna lo bastante caliente para seguir siendo geológicamente activa.
Un océano que estalla hacia el espacio
Los chorros del polo sur de Encélado desplazan unos 250 kg de vapor de agua cada segundo a velocidades de hasta 2.189 km/h hacia el espacio: una manguera de material lanzada directamente desde una luna helada hacia el vacío más allá de ella. Esa agua proviene de un verdadero océano subsuperficial: el océano de Encélado probablemente se encuentra bajo una plataforma de hielo de unos 30 a 40 kilómetros de espesor, aislado del vacío superior salvo donde se libera a través del polo sur fracturado de la luna.
Las plumas no son solo agua. Cassini detectó trazas de compuestos orgánicos simples y complejos en el material de las plumas de Encélado, incluyendo benceno y orgánicos macromoleculares de hasta 200 unidades de masa atómica y al menos 15 átomos de carbono de tamaño: una química de carbono compleja, encontrada no en un planeta, sino rociada directamente desde el interior de una pequeña luna, donde una sonda pudo atravesarla y tomar muestras.
Un calor que no debería estar ahí
Nada de esta actividad es posible sin una fuente de calor considerable, y Encélado tiene una que los científicos aún no pueden explicar del todo. Se encontró una región cálida cerca del polo sur de Encélado con temperaturas de 85 a 90 K, y pequeñas áreas de hasta 157 K, demasiado cálidas para explicarse solo por la luz solar. Algo dentro de la luna está generando calor muy por encima de lo que su tamaño y su órbita deberían producir.
Los datos del espectrómetro infrarrojo de Cassini midieron el calor interno generado por el terreno polar sur de Encélado en unos 4,7 gigavatios, una cifra difícil de explicar solo con el calentamiento por mareas, lo que deja la fuente principal de calor como un misterio. Una explicación de 2017 ofrece una respuesta parcial: una simulación por computadora que usa datos de Cassini indica que el calor por fricción de fragmentos de roca deslizándose dentro del núcleo permeable y fragmentado de Encélado podría mantener caliente su océano subterráneo durante hasta miles de millones de años: el interior rocoso de la luna rozando contra sí mismo como un horno lento y perpetuo.
Cuatro franjas, un mundo en erupción
La señal más clara de toda esta actividad está escrita justo en el polo sur de Encélado. Las cuatro fracturas de "rayas de tigre" de la luna se observaron por primera vez el 20 de mayo de 2005 mediante la cámara del Subsistema de Ciencia de Imágenes de Cassini, y cada una es un rasgo geológico genuino por derecho propio: cada depresión de raya de tigre mide en promedio 130 km de largo, 2 km de ancho y 500 metros de profundidad, flanqueada por crestas que promedian 100 metros de altura.
Las cuatro rayas de tigre se llaman oficialmente Alexandria, Cairo, Baghdad y Damascus Sulci; Baghdad y Damascus son las más activas volcánicamente, mientras que Alexandria es la menos activa. Es a partir de fracturas como estas que las plumas de Encélado realmente entran en erupción: grietas en una capa de hielo por otro lado prístina, que liberan directamente el océano de abajo hacia el espacio abierto.
Esa capa prístina es precisamente la razón por la que Encélado se ve como se ve desde la distancia. El hielo fresco y limpio que domina su superficie hace que Encélado sea el cuerpo más reflectante del Sistema Solar, con un albedo geométrico visual de 1,38 y un albedo de Bond bolométrico de 0,81: una capa de material superficial tan brillante y renovada constantemente por la caída de sus propias plumas que supera en brillo a cualquier otro objeto que conozcamos en el Sistema Solar.
La misión que lo hizo todo posible
Ninguno de estos descubrimientos habría sido posible sin la sonda Cassini, que fue la cuarta sonda espacial en visitar Saturno y la primera en entrar en su órbita, donde permaneció desde 2004 hasta 2017. Trece años de sobrevuelos cercanos y repetidos convirtieron a Encélado de un punto tenue y distante en uno de los mundos oceánicos mejor documentados del Sistema Solar, y en uno de los lugares más prometedores para seguir buscando lo que sea que esté ocurriendo en su mar oculto.