Hace unos años, los astrónomos pensaron que encontraron anillos tenues alrededor de la luna Rea de Saturno. Ahora, nuevas observaciones han mostrado algo más alrededor de Rea que era completamente inesperado: una atmósfera de oxígeno. En marzo de este año, la nave espacial Cassini realizó un sobrevuelo cercano de Rea y registró datos que muestran una atmósfera delgada compuesta de oxígeno y dióxido de carbono.
La fuente de oxígeno no es realmente una sorpresa: la densidad de Rea de 1.233 veces la del agua líquida sugiere que Rea es tres cuartos de hielo y un cuarto de roca. La tenue atmósfera de la luna es mantenida por la descomposición química continua del agua helada en la superficie de la luna por irradiación de la magnetosfera de Saturno.
El oxígeno también se ha detectado recientemente en las atmósferas de dos de las lunas de Júpiter, Europa y Ganímedes. Dado que el oxígeno es un componente principal de la atmósfera que rodea los anillos de Saturno, los astrónomos piensan que podría haber atmósferas similares alrededor de otras lunas heladas que orbitan dentro de la magnetosfera de Saturno.
"Los nuevos resultados sugieren que la química activa y compleja que involucra oxígeno puede ser bastante común en todo el sistema solar e incluso en nuestro universo", dijo el autor principal Ben Teolis, científico del equipo Cassini con sede en el Instituto de Investigación Southwest en San Antonio. “Tal química podría ser un requisito previo para la vida. Toda la evidencia de Cassini indica que Rhea está demasiado fría y desprovista del agua líquida necesaria para la vida tal como la conocemos ".
Por supuesto, siempre existe la posibilidad de la vida ya que no la conocemos.
Y, debe haber algún tipo de materia orgánica en la luna, es decir, compuestos de carbono. La fuente del dióxido de carbono en la atmósfera de Rhea aún no se conoce, pero su presencia sugiere que las reacciones de radiólisis entre oxidantes y compuestos orgánicos están en curso en la superficie de la luna.
En cuanto a cualquiera de estos nuevos hallazgos que tienen una relación con la hipótesis descartada de anillos alrededor de Rhea, Teolis dijo a la revista Space que todavía hay mucho sobre el entorno de Rhea que aún no se ha determinado. "El agotamiento de electrones es actualmente inexplicable", dijo Teolis en un correo electrónico. La fuerte caída simétrica en los electrones detectados alrededor de Rhea fue el hallazgo inicial detrás de la teoría del anillo. "Nuestro pensamiento actual es que puede estar relacionado con la ionización de la atmósfera, tal vez junto con la carga electrostática de la superficie de Rea, pero no tengo una respuesta definitiva en este momento". La interacción atmósfera-magnetosfera es un problema complejo y tomará algún tiempo resolverlo. Pero por primera vez en una luna helada, los hallazgos de Cassini nos dan una ventana de observación in situ sobre esta interacción, cuya comprensión aún es muy teórica. Estamos trabajando en ello."
Estos últimos datos provienen del espectrómetro de masas de iones y neutros de Cassini y del espectrómetro de plasma de Cassini durante los sobrevuelos el 26 de noviembre de 2005, el 30 de agosto de 2007 y el 2 de marzo de 2010. El espectrómetro de masas de iones y neutros vio densidades máximas de oxígeno de alrededor 50 mil millones de moléculas por metro cúbico (mil millones de moléculas por pie cúbico). Detectó densidades máximas de dióxido de carbono de alrededor de 20 mil millones de moléculas por metro cúbico (aproximadamente 600 millones de moléculas por pie cúbico).
El espectrómetro de plasma vio firmas claras de corrientes que fluyen de iones positivos y negativos, con masas que corresponden a iones de oxígeno y dióxido de carbono.
Los científicos dijeron que el oxígeno parece elevarse a una atmósfera cuando el campo magnético de Saturno gira sobre Rea. Las partículas energéticas atrapadas en el campo magnético del planeta salpican la superficie de hielo de agua de la luna. Causan reacciones químicas que descomponen la superficie y liberan oxígeno.
La liberación de oxígeno a través de la irradiación de la superficie podría ayudar a generar condiciones favorables para la vida en un cuerpo helado que no sea Rhea que tiene agua líquida debajo de la superficie, dijo Teolis. Si el oxígeno y el dióxido de carbono de la superficie pudieran ser transportados de alguna manera a un océano bajo la superficie, eso proporcionaría un ambiente mucho más hospitalario para que se formen compuestos más complejos y la vida.
Los científicos no están seguros de cómo se libera el dióxido de carbono. Podría ser el resultado de "hielo seco" atrapado en la nebulosa solar primordial, como es el caso de los cometas, o puede ser debido a procesos de irradiación similares que operan en las moléculas orgánicas atrapadas en el hielo de agua de Rea. El dióxido de carbono también podría provenir de materiales ricos en carbono depositados por pequeños meteoritos que bombardearon la superficie de Rea.
"Rhea está resultando ser mucho más interesante de lo que habíamos imaginado", dijo Linda Spilker, científica del proyecto Cassini en JPL. "El hallazgo de Cassini destaca la rica diversidad de las lunas de Saturno y nos da pistas sobre cómo se formaron y evolucionaron".
Esta investigación aparece en la edición del 25 de noviembre de 2010 de Science Express.
Fuentes: Ciencia, JPL, intercambio de correos electrónicos con Teolis
