Cassini demuestra una química compleja en el océano de Encélado
Los científicos, analizando los datos recopilados por la sonda Cassini , han descubierto nuevas moléculas orgánicas complejas que emanan de Encélado, la luna de Saturno. Esto es una clara señal de que se están produciendo reacciones químicas complejas en su océano subterráneo. Algunas de estas reacciones podrían formar cadenas que dan lugar a moléculas aún más complejas y potencialmente relevantes desde el punto de vista biológico.
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| Imagen de la cámara Cassini de ángulo estrecho mirando al polo sur de Encélado, la luna helada de Saturno, el 30 de noviembre de 2010, 1,4 años después del equinoccio de otoño austral. El material se proyecta desde las grietas en la superficie helada de la luna, conocidas como "rayas de tigre". La sombra del cuerpo de Encélado en las partes inferiores de los chorros se aprecia claramente. La escala de la imagen es de 390 m/píxel y el ángulo Sol-Encélado-nave espacial es de 162,5 grados. Esta imagen se publicó por primera vez el 28 de julio de 2014. Créditos: NASA/JPL-Caltech/Instituto de Ciencias Espaciales |
Publicado hoy en Nature Astronomy , este descubrimiento refuerza aún más la idea de una misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) dedicada a orbitar y aterrizar en Encélado.
En 2005, Cassini halló la primera evidencia de que Encélado alberga un océano oculto bajo su superficie helada. Chorros de agua brotan de grietas cercanas al polo sur de la luna, lanzando granos de hielo al espacio. Más pequeños que granos de arena, algunos de estos diminutos trozos de hielo caen sobre la superficie lunar, mientras que otros escapan y forman un anillo alrededor de Saturno que traza la órbita de Encélado.
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| Esta impresión artística muestra Encélado, la luna helada de Saturno. Con una superficie congelada que cubre un océano profundo, Encélado es un objetivo fascinante para buscar indicios de habitabilidad en otras partes de nuestro Sistema Solar. Chorros de agua brotan de grietas cercanas al polo sur de la luna, lanzando granos de hielo al espacio. Estos granos de hielo transportan moléculas orgánicas del océano subterráneo de Encélado, algunas de las cuales son lo suficientemente complejas como para revelar que dentro de este mundo helado se está produciendo química avanzada. Algunos de los secretos de Encélado ya fueron revelados por la misión Cassini-Huygens de la NASA/ESA/ASI. La ESA está estudiando ahora una misión dedicada a Encélado. Planeada para su lanzamiento en la década de 2040, la misión volaría a través de los chorros e incluso aterrizaría en el terreno del polo sur de la luna para recolectar muestras. Encélado cumple todos los requisitos para ser un entorno habitable que podría albergar vida: la presencia de agua líquida, una fuente de energía, un conjunto específico de elementos químicos y moléculas orgánicas complejas. Una misión que tome mediciones directamente desde la superficie lunar en busca de señales de vida ofrecería a Europa un lugar privilegiado en la ciencia del Sistema Solar. [Descripción de la imagen: Vista global de una luna en el espacio, con una superficie muy blanca cubierta de lo que parecen cicatrices o grietas. De las grietas en la base de la luna emanan chorros blancos, con un brillo azul difuso a su alrededor]. CRÉDITO: Composición gráfica: ESA; Superficie: NASA |
El autor principal, Nozair Khawaja, explica lo que ya sabíamos: «Cassini detectaba muestras de Encélado constantemente mientras sobrevolaba el anillo E de Saturno. Ya habíamos encontrado muchas moléculas orgánicas en estos granos de hielo, incluyendo precursores de aminoácidos».
Los granos de hielo del anillo pueden tener cientos de años. A medida que han envejecido, podrían haberse erosionado y, por lo tanto, alterado por la intensa radiación espacial. Los científicos querían investigar los granos frescos expulsados mucho más recientemente para comprender mejor qué sucede exactamente en el océano de Encélado.
Afortunadamente, ya teníamos los datos. En 2008, Cassini atravesó la capa de hielo. Los granos prístinos, expulsados minutos antes, impactaron en el instrumento Analizador de Polvo Cósmico (CDA) de la nave a unos 18 km/s. Estos no solo eran los granos de hielo más frescos que Cassini había detectado jamás, sino también los más rápidos.
La velocidad importaba. Nozair explica por qué:
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| El anillo E de Saturno es un enorme círculo de partículas difuso y con forma de rosquilla que rodea a Saturno, y que desconcertó a los científicos durante mucho tiempo. Gracias a la misión Cassini-Huygens, los científicos se dieron cuenta de que el anillo está formado en realidad por partículas dejadas por la estela de Encélado, la luna helada de Saturno. Esta imagen, tomada por Cassini el 15 de septiembre de 2006, a unos 2 millones de kilómetros de Encélado, muestra una columna que emana de la región polar sur de la luna. Esta columna se crea cuando el agua del océano subterráneo de Encélado brota de las grietas de su superficie helada. Créditos: NASA/JPL/Instituto de Ciencias Espaciales |
Los granos de hielo no solo contienen agua congelada, sino también otras moléculas, incluyendo compuestos orgánicos. A velocidades de impacto menores, el hielo se fragmenta, y la señal de los grupos de moléculas de agua puede ocultar la señal de ciertas moléculas orgánicas. Pero cuando los granos de hielo impactan rápidamente contra el CDA, las moléculas de agua no se agrupan, y tenemos la oportunidad de observar estas señales previamente ocultas.
Se necesitaron años para recopilar información de sobrevuelos anteriores y aplicarla para descifrar estos datos. Pero ahora, el equipo de Nozair ha revelado qué tipo de moléculas había dentro de los granos de hielo fresco.
Observaron que ciertas moléculas orgánicas que ya se habían encontrado distribuidas en el anillo E también estaban presentes en los granos de hielo fresco. Esto confirma que se crean en el océano de Encélado.
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| Esta ilustración muestra el proceso mediante el cual compuestos orgánicos ligeros, solubles y reactivos se introducen en los granos de hielo emitidos por chorros de agua desde Encélado, la luna de Saturno, donde fueron detectados por la sonda Cassini. CRÉDITO: NASA/JPL-Caltech |
También encontraron moléculas totalmente nuevas, nunca antes vistas en los granos de hielo de Encélado. Para la interpretación de los químicos, los fragmentos moleculares recién detectados incluían ésteres/alquenos alifáticos, (hetero)cíclicos, éteres/etilos y, tentativamente, compuestos portadores de nitrógeno y oxígeno.
En la Tierra, estas mismas moléculas participan en las cadenas de reacciones químicas que finalmente conducen a las moléculas más complejas que son esenciales para la vida.
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| Esta impresión artística muestra Encélado, la luna helada de Saturno. Con una superficie helada que cubre un océano profundo, Encélado es un objetivo fascinante para buscar indicios de habitabilidad en otras partes de nuestro Sistema Solar. El agua fría del océano se filtra hacia el núcleo rocoso. El agua se calienta en el núcleo y asciende hacia el océano, interactuando con las rocas en el camino. Las fuentes hidrotermales en el lecho oceánico de la luna liberan agua caliente, cargada de minerales y gases disueltos. Esta mezcla de agua cálida y material rocoso asciende por el océano hacia la capa de hielo de la luna, donde derrite el hielo y escapa al espacio. Algunos de los secretos de Encélado ya fueron revelados por la misión Cassini-Huygens de la NASA/ESA/ASI. La ESA está estudiando actualmente una misión dedicada a Encélado. Planeada para su lanzamiento en la década de 2040, la misión volaría a través de los chorros e incluso aterrizaría en el terreno del polo sur de la luna para recolectar muestras. Encélado cumple todos los requisitos para ser un entorno habitable que podría sustentar la vida: la presencia de agua líquida, una fuente de energía, un conjunto específico de elementos químicos y moléculas orgánicas complejas. Una misión que tome mediciones directamente de la superficie de la luna, buscando señales de vida, ofrecería a Europa un asiento delantero en la ciencia del Sistema Solar. [Descripción de la imagen: Ilustración científica que muestra la estructura interna y la actividad de la luna Encélado de Saturno. Presenta una sección transversal con tres capas principales: la capa helada, un océano subterráneo y un núcleo rocoso. La imagen explica un proceso de seis pasos: 1. El agua fría del océano se hunde en el núcleo rocoso; 2. Se calienta y asciende, interactuando con las rocas; 3. El agua caliente escapa a través de respiraderos hidrotermales; 4. El agua y el material rocoso se mueven hacia arriba a través del océano; 5. El agua tibia derrite partes de la capa de hielo; 6. Chorros de agua y partículas estallan a través de grietas en el hielo.] CRÉDITO: Composición gráfica: ESA; Superficie: NASA/JPL-Caltech/Instituto de Ciencias Espaciales/Instituto Lunar y Planetario |
“Hay muchas vías posibles desde las moléculas orgánicas que encontramos en los datos de Cassini hasta compuestos potencialmente biológicamente relevantes, lo que aumenta la probabilidad de que la luna sea habitable”, afirma Nozair.
“Hay mucho más en los datos que estamos explorando actualmente, por lo que esperamos descubrir más en el futuro cercano”.
El coautor Frank Postberg añade: “Estas moléculas que encontramos en el material recién expulsado prueban que las moléculas orgánicas complejas que Cassini detectó en el anillo E de Saturno no son solo producto de una larga exposición al espacio, sino que están fácilmente disponibles en el océano de Encélado”.
Nicolas Altobelli, científico del proyecto Cassini de la ESA, añade: «Es fantástico ver cómo surgen nuevos descubrimientos a partir de los datos de Cassini casi dos décadas después de su recopilación. Esto demuestra claramente el impacto a largo plazo de nuestras misiones espaciales. Tengo muchas ganas de comparar los datos de Cassini con los de otras misiones de la ESA para visitar las lunas heladas de Saturno y Júpiter».
Regreso a Encélado
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| Nota: Esta imagen se actualizó en octubre de 2025 para reflejar los diseños actualizados de orbitadores y módulos de aterrizaje. Un comité de científicos planetarios identificó a Encélado, la luna de Saturno, como el objetivo más atractivo para la próxima misión científica espacial de gran tamaño de la ESA, siguiendo los pasos de Juice, LISA y NewAthena (las misiones de gran tamaño más recientes de la ESA). Ninguna agencia espacial ha aterrizado jamás en la pequeña Encélado. Sin embargo, posee un enorme potencial para la ciencia, especialmente en el ámbito de la habitabilidad. Las columnas de humo que se expulsan a través de su corteza helada son ricas en compuestos orgánicos, algunos de los cuales son clave para la vida. El océano también parece albergar una poderosa fuente de energía química que podría alimentar a los organismos vivos. El impacto de una misión de este tipo podría ser enorme. Ofrecería a Europa, una vez más, un lugar privilegiado en la ciencia del Sistema Solar. CRÉDITO: ESA, AGRADECIMIENTOS: Trabajo realizado por ATG bajo contrato con la ESA. |
Un equipo de científicos e ingenieros ya está considerando la selección de los instrumentos científicos modernos que transportaría la nave espacial. Este último resultado, obtenido mediante CDA, ayudará a orientar esa decisión.
Encélado cumple todos los requisitos para ser un entorno habitable que podría albergar vida: la presencia de agua líquida, una fuente de energía, un conjunto específico de elementos químicos y moléculas orgánicas complejas. Una misión que tome mediciones directamente desde la superficie de la luna en busca de indicios de vida, ofrecería a Europa un lugar privilegiado en la ciencia del Sistema Solar.
“Incluso no encontrar vida en Encélado sería un gran descubrimiento, porque plantea serias preguntas sobre por qué no hay vida presente en un entorno así cuando se dan las condiciones adecuadas”, afirma Nozair.
Notas para los editores
«Detección de compuestos orgánicos en granos de hielo recién eyectados del océano de Encélado», de N. Khawaja et al., se publica hoy en Nature Astronomy. DOI: 10.1038/s41550-025-02655-y
El autor principal, Nozair Khawaja, realizó la investigación en la Freie Universität Berlin y la Universidad de Stuttgart, ambas en Alemania. Frank Postberg también está afiliado a la Freie Universität Berlin.
Cassini-Huygens fue un proyecto conjunto de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Italiana. Constaba de dos elementos: el orbitador Cassini y la sonda Huygens.
El analizador de polvo cósmico (CDA) de Cassini fue dirigido por la Universidad de Stuttgart en Alemania.
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Publicado en ESA el 1 de octubre del 2025, enlace publicación.
