El abundante dióxido de carbono y otras moléculas detectadas en la luna Ariel de Neptuno están emergiendo de su interior, posiblemente incluso de un océano líquido subterráneo, revela un nuevo estudio.
Utilizando el telescopio espacial James Webb para recopilar espectros químicos de la luna y luego compararlos con espectros de mezclas químicas simuladas en el laboratorio, un equipo de investigación dirigido por Richard Cartwright del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins, descubrió que Ariel tiene algunos de los depósitos más ricos en dióxido de carbono del sistema solar, que suman un espesor estimado de 10 milímetros (0,4 pulgadas) o más en el hemisferio posterior de la luna. Entre esos depósitos había otro hallazgo desconcertante: las primeras señales claras de monóxido de carbono. El hallazgo se publica en The Astrophysical Journal Letters.
"Simplemente no debería estar allí. Hay que bajar a 30 kelvin (menos 242 grados Celsius) para que el monóxido de carbono se estabilice", dijo Cartwright en un comunicado. La temperatura de la superficie de Ariel, mientras tanto, es de media unos 30 grados más cálida. "El monóxido de carbono tendría que ser repuesto activamente, sin duda".
La radiólisis podría ser responsable de parte de esa reposición, añadió. Los experimentos de laboratorio han demostrado que el bombardeo de radiación del hielo de agua mezclado con material rico en carbono puede producir tanto dióxido de carbono como monóxido de carbono. Por tanto, la radiólisis puede proporcionar una fuente de reposición y explicar la rica abundancia de ambas moléculas en el hemisferio posterior de Ariel.
Pero quedan muchas preguntas sobre la magnetosfera de Urano y el alcance de sus interacciones con las lunas del planeta. Incluso durante el paso de la Voyager 2 por Urano hace casi 40 años, los científicos sospechaban que tales interacciones podrían ser limitadas porque el eje del campo magnético de Urano y el plano orbital de sus lunas están desplazados entre sí unos 58 grados. Modelos recientes han apoyado esa predicción.
En cambio, la mayor parte de los óxidos de carbono pueden provenir de procesos químicos que ocurrieron (o todavía están ocurriendo) en un océano de agua debajo de la superficie helada de Ariel, escapando a través de grietas en el exterior helado de la luna o posiblemente incluso a través de columnas eruptivas.
Además, las nuevas observaciones espectrales sugieren que la superficie de Ariel también puede albergar minerales de carbonato, sales que solo se pueden formar mediante la interacción del agua líquida con las rocas.
"Si nuestra interpretación de esa característica de carbonato es correcta, entonces es un resultado bastante importante porque significa que tuvo que formarse en el interior", dijo Cartwright. "Eso es algo que absolutamente necesitamos confirmar, ya sea a través de futuras observaciones, modelado o alguna combinación de técnicas".
Con la superficie de Ariel cubierta de cañones similares a cortes, surcos entrecruzados y puntos lisos que se cree que son de derrames criovolcánicos, los investigadores ya han sospechado que la luna estaba o aún puede estar activa. Un estudio de 2023 dirigido por Ian Cohen de APL incluso sugirió que Ariel y/o su luna hermana Miranda podrían estar emitiendo material a la magnetosfera de Urano, incluso posiblemente a través de columnas.
"Todos estos nuevos conocimientos subrayan lo atractivo que es el sistema uraniano", dijo Cohen. "Ya sea para descubrir las claves de cómo se formó el sistema solar, comprender mejor la compleja magnetosfera del planeta o determinar si estas lunas son posibles mundos oceánicos, muchos de nosotros en la comunidad científica planetaria estamos ansiosos por una futura misión para explorar Urano".
En 2023, a través de su estudio decenal de Ciencia Planetaria y Astrobiología, la comunidad científica planetaria priorizó la primera misión dedicada a Urano, lo que generó esperanzas de que un viaje científico al gigante de hielo turquesa esté en el horizonte.
Cartwright lo ve como una oportunidad para recopilar datos valiosos sobre los gigantes de hielo del sistema solar y sus lunas potencialmente oceánicas, los cuales tienen aplicaciones para los mundos que se están descubriendo en otros sistemas estelares.
Pero también es una oportunidad para recibir finalmente respuestas concretas que solo son posibles estando en el sistema. Por ejemplo, la mayoría de los surcos observados de Ariel (supuestas aberturas a su interior) están en su lado posterior. Si el dióxido de carbono y el monóxido de carbono se filtran de alguna manera a través de esos surcos, podría proporcionar una explicación alternativa de por qué son mucho más abundantes en el lado posterior de Ariel.
