En los últimos años, el interés por las lunas de Urano ha aumentado considerablemente, convirtiéndose como un destino prioritario para el envío de una misión flagship para la próxima década. Un estudio reciente, liderado por la geóloga planetaria Chloe Beddingfield del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), ha identificado estructuras superficiales en Ariel que podrían funcionar como canales para el transporte de material desde su interior. Estos hallazgos, publicados el 3 de febrero en el Planetary Science Journal, respaldan la hipótesis de que procesos geológicos activos han depositado hielos de dióxido de carbono y otros compuestos carbonosos en la superficie, e incluso plantean la posibilidad de que Ariel haya albergado, o aún conserve, un océano subsuperficial.
El estudio se basa en el análisis de imágenes tomadas por la sonda Voyager 2 en su sobrevuelo de 1986, la única misión que ha visitado Urano hasta la fecha. Los investigadores han identificado que los llamados «surcos mediales», unas trincheras que atraviesan los imponentes cañones de Ariel, podrían ser centros de expansión tectónica similares a los que generan nueva corteza en los fondos oceánicos de la Tierra. Según los autores, estos surcos serían los principales conductos a través de los cuales materiales del interior de la luna emergen a la superficie.
Si esta hipótesis es correcta, los surcos mediales serían los mejores candidatos para explicar la procedencia de los depósitos de hielos de carbono en la superficie de Ariel. Hasta ahora, ninguna otra estructura superficial parece facilitar el transporte de materiales internos de manera tan evidente.
La presencia de estos rasgos geológicos ya había sido vinculada con una combinación de actividad tectónica y procesos volcánicos. Sin embargo, el nuevo estudio respalda con mayor fuerza la idea de que los surcos mediales se formaron por expansión tectónica, en lugar de simples fallas o conductos volcánicos. Uno de los argumentos más sólidos es que las paredes de los cañones que flanquean estos surcos encajan entre sí como piezas de un rompecabezas, lo que sugiere que la superficie se ha estirado a medida que material nuevo ha emergido desde el interior. Además, en algunas zonas, los suelos de los cañones muestran crestas regularmente espaciadas, similares a las marcas dejadas por una excavadora, lo que indicaría la deposición progresiva de material.
El mecanismo detrás de esta actividad tectónica estaría relacionado con el calor interno de Ariel. Según Beddingfield, la convección en el manto helado de la luna podría haber generado un flujo ascendente de material, fracturando la superficie y expandiéndola a medida que el material emergente se solidificaba. Este tipo de actividad se ha observado en otras lunas heladas del Sistema Solar, como Europa y Encélado, aunque en contextos distintos.
Las interacciones gravitacionales entre Ariel y otras lunas de Urano, como Miranda, Umbriel y Titania, han sido propuestas como un posible mecanismo que mantuvo periodos de calentamiento interno. Estudios previos han señalado que los efectos de marea podrían haber causado episodios de actividad geológica prolongada, facilitando la aparición de fracturas y posiblemente permitiendo la existencia de agua líquida bajo la superficie.
Ariel y varias de las lunas de Urano han experimentado múltiples fases de actividad geológica, probablemente impulsadas por fuerzas de marea gravitacional. Estas fuerzas, generadas por las interacciones orbitales con otras lunas, han provocado ciclos de calentamiento y enfriamiento en sus interiores. En algunos casos, estos ciclos podrían haber permitido la existencia temporal de océanos internos, como se cree que ocurrió en Miranda, otra luna de Urano. Un estudio de 2024, liderado por Tom Nordheim, del APL, propuso que estos procesos habrían mantenido un océano dentro de Miranda, e incluso que dicho océano podría seguir existiendo hoy.
La posible presencia de un océano en Ariel es un tema aún más incierto. Beddingfield advierte que, aunque la existencia de los surcos mediales sugiere un transporte activo de materiales internos, no hay pruebas concluyentes de que estén conectados con un océano subsuperficial. La profundidad y el tamaño de este posible océano son todavía desconocidos, y podría estar demasiado aislado para interactuar con la superficie. Además, aunque los hielos de dióxido de carbono han sido detectados en Ariel, no está claro si están directamente asociados con estos surcos, ya que Voyager 2 no contaba con instrumentos capaces de mapear la distribución de estos compuestos en detalle.
La comunidad científica subrayó la necesidad de una misión específica a Urano y sus lunas. En el informe Decadal Survey 2022, elaborado como recomendación por la comunidad científica para la NASA aunque no es vinculante, identificó al sistema de Urano y sus lunas como un objetivo prioritario para la exploración planetaria en la próxima década. En este marco, se ha propuesto el desarrollo de una misión que incluya un orbitador y una sonda atmosférica, con el propósito de analizar en profundidad el gigante de hielo y estudiar con mayor detalle sus lunas.
El investigador del APL, Richard Cartwright, destaca la importancia de enviar un orbitador que realice sobresvuelos cercanos de Ariel, permitiendo un análisis detallado de la composición de sus surcos mediales. La detección de altas concentraciones de moléculas de carbono en estas estructuras reforzaría la hipótesis de que estos surcos actúan como ventanas al interior de la luna, proporcionando valiosas pistas sobre su evolución geológica y su potencial para albergar un océano subsuperficial.
Referencias y más información:
- Planetary Science Journal: Ariel’s Medial Grooves: Spreading Centers on a Candidate Ocean World (PDF). Chloe Beddingfield, Richard Cartwright, Lauren Jozwiak, Tom Nordheim y Wes Patterson.
- Web NASA Science: Uranus Orbiter and Probe (PDF) Amy Simon, Francis Nimmo y Richard C. Anderson.
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