Investigan si un océano oculto en una luna de Saturno tiene compuestos esenciales para la vida

Un reciente avance de un grupo internacional de científicos, encabezado por Max Craddock del Instituto de Ciencias de Tokio, abre nuevas perspectivas sobre los procesos químicos que podrían desarrollarse en el océano subterráneo de Encélado, una de las lunas más enigmáticas de Saturno.

Mediante experimentos de laboratorio descritos en la publicación de la revista Icarus, los investigadores han reproducido, por primera vez de forma sistemática, las condiciones del entorno subglacial de este satélite, lo que permite analizar en detalle la capacidad de dicho hábitat para generar compuestos que, en la Tierra, se consideran piezas esenciales para la aparición de la vida.

El estudio, cuyos resultados proveen un vínculo directo entre la actividad química interna del océano de Encélado y las mediciones captadas por la sonda Cassini, refuerza la hipótesis de que la luna posee un entorno rico en moléculas orgánicas complejas. Según Craddock, estos avances serán determinantes para interpretar futuros hallazgos y evaluar la habitabilidad potencial de Encélado.

Más datos del estudio

En la última fase de la investigación, el equipo observó que la recreación artificial de procesos hidrotermales, en combinación con ciclos de congelación propios de la actividad de Encélado, logró generar moléculas fundamentales, entre ellas aminoácidos como la glicina, así como aldehídos y nitrilos.

Los experimentos, que incluyeron el análisis con un espectrómetro de masas láser diseñado para emular el funcionamiento del analizador de polvo cósmico de la sonda Cassini, pusieron de manifiesto una notable coincidencia entre los productos sintetizados en el laboratorio y los compuestos detectados en la columna de partículas que erupciona desde el polo sur de la luna, según detalla el artículo en Icarus.

La relevancia de este hallazgo radica en que los aminoácidos y otras moléculas producidas en condiciones controladas explican la presencia de parte de los compuestos que Cassini identificó entre 2004 y 2017 al sobrevolar el anillo E de Saturno y atravesar la columna de material expulsado desde el subsuelo de Encélado. Muchos de estos compuestos, que incluyen desde dióxido de carbono hasta cadenas extendidas de hidrocarburos, son considerados en la Tierra como precursores de biomoléculas complejas.

Sin embargo, los científicos advirtieron que otras moléculas orgánicas mayores, presentes en las muestras analizadas por Cassini, no fueron replicadas en las condiciones del experimento. Esta discrepancia sugiere que, además del conjunto de reacciones hidrotermales imitadas en el laboratorio, podrían intervenir procesos catalíticos más intensos, asociados a temperaturas superiores no alcanzadas por el equipo, o bien que ciertos compuestos provienen de materiales primigenios que Encélado heredó en su formación, según puntualiza Max Craddock en declaraciones a Icarus.

El interés por el estudio del océano de Encélado se ha agudizado desde que se comprobó que, bajo su densa capa de hielo, la luna alberga un mar subterráneo en su región austral. La principal prueba de la existencia de este océano proviene de la observación directa de columnas de vapor y partículas de hielo que, al escapar de las fisuras de la superficie, no solo alimentan el volumen del anillo E de Saturno, sino que ofrecen una ventana privilegiada para la exploración astrobiológica remota.

Las observaciones realizadas por Cassini, gracias a instrumentación especializada como espectrómetros de masas y espectrógrafos de imágenes ultravioleta, permitieron obtener un mapeo preliminar de la composición tanto del material eyectado como del entorno inmediato a Encélado.

De acuerdo con Craddock, hasta el momento, una de las cuestiones más debatidas entre los astrobiólogos residía en determinar si los compuestos complejos identificados por la misión Cassini se originaron realmente en el interior del océano de Encélado o si correspondían a sustancias mucho más antiguas, integradas durante la formación misma del satélite.

La investigación publicada en Icarus parte de una metodología innovadora. En lugar de limitarse a comparar las composiciones detectadas por la sonda, el equipo optó por recrear una mezcla química inspirada directamente en los compuestos sencillos observados en la columna, como el amoníaco y el cianuro de hidrógeno.

Esta mezcla fue sometida en laboratorio a altas presiones dentro de un reactor específico y a ciclos alternos de calentamiento y congelación, procurando imitar los efectos del tirón gravitacional ejercido por Saturno, que deforma y calienta periódicamente el hielo de su luna.

El proceso experimental contempla ciclos dinámicos similares a los que Encélado afronta de modo natural: episodios de calentamiento promovidos por la energía de marea y lapsos de congelación inducidos por la cobertura helada. Los resultados documentan que estas variaciones físicas resultan determinantes para la generación eficiente de precursores orgánicos.

“La fase siguiente incluyó el análisis detallado de los compuestos formados, utilizando espectrometría de masas láser sobre muestras congeladas, obteniendo perfiles espectrales virtualmente indistinguibles de los registrados en su día por la sonda Cassini”, explicó Craddock al medio Icarus.

Esta metodología permitió cerrar, por primera vez, la brecha experimental entre los modelos de química oceánica subsuperficial desarrollados en la Tierra y las señales obtenidas en ambientes planetarios distantes. Aporta, además, pautas precisas para la interpretación de datos recogidos mediante instrumentos análogos en futuras misiones robóticas.

El trabajo también destaca el papel de los mecanismos de congelación en la síntesis de aminoácidos simples. De acuerdo con los resultados descritos en Icarus, este tipo de procesos físicos resulta indispensable para explicar la presencia de moléculas como la glicina en las muestras recogidas por la misión Cassini.

No obstante, la simulación no logró reproducir la formación de ciertos compuestos orgánicos mayores visualizados en el entorno de Encélado. Esta limitación plantea la hipótesis de que podrían ser fruto de reacciones catalizadas por materiales más calientes de lo supuesto en el experimento, o de que permanecen como vestigio de materia ancestral, reforzando la necesidad de continuar ampliando el rango de parámetros en las futuras reproducciones de laboratorio.

El análisis experimental no solo ayuda a descifrar el ciclo químico interno de la luna, sino que orienta el diseño de los instrumentos con los que próximas misiones buscarán compuestos orgánicos y rastros bioquímicos en Encélado y otros cuerpos oceánicos del Sistema Solar.

“Para futuras misiones, esto agudiza la forma en que se deben interpretar las mediciones de las columnas y subraya la importancia de contar con instrumentos capaces de verificar aminoácidos y determinar si los compuestos orgánicos complejos reflejan una química interna en curso o material antiguo”, enfatizó Max Craddock en sus declaraciones a Icarus.

En la actualidad, no existen misiones previstas específicamente hacia Encélado ni a los anillos de Saturno, lo que otorga una relevancia especial a los estudios de laboratorio como el que ha llevado adelante el grupo germano-japonés. Estos trabajos proveen el único puente viable entre los datos recolectados por sondas pasadas como Cassini y la exploración futura, facilitando la comprensión del vasto océano escondido bajo el hielo de Encélado y su singular potencial para la formación de vida en las próximas décadas.