La segunda luna más grande de Saturno, Rhea tiene una atmósfera tenue con una gran cantidad de oxígeno y dióxido de carbono, según un nuevo estudio ha encontrado.
La sonda Cassini de la NASA detectó la atmósfera de Rhea durante un sobrevuelo cercano a la luna congelada en marzo. El descubrimiento es la primera vez que una atmósfera rica en oxígeno se ha encontrado en un satélite de Saturno.
Se sabe que existen atmósferas ricas en oxígeno en otros satélites naturales de nuestro sistema solar. Por ejemplo, Europa y Ganímedes ; dos lunas heladas de Júpiter, también son ricas en oxígeno.
Pero el descubrimiento en Rhea sugiere que muchos otros cuerpos cubiertos de hielo de gran tamaño en todo el sistema solar y más allá pueden ser ricos en oxígeno y, quizás, de una química más compleja, dijeron los investigadores.
“Hemos visto que esto suceda en Júpiter, y ahora lo hemos confirmado en una luna de Saturno,” dijo Ben Teolis, autor principal del estudio y miembro del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. “El hecho de que pueda ser un hecho generalizado es muy emocionante.”
El telescopio Hubble detectó oxígeno en atmósferas delgadas alrededor de Europa y Ganímedes en la década de 1990. En ambas lunas de Júpiter, el oxígeno proviene de la superficie helada, que se divide en hidrógeno y oxígeno que sufre un intenso bombardeo de partículas cargadas de Júpiter.
El equipo de investigación pensó que algo similar podría estar ocurriendo en el sistema de Saturno, que está lleno de congeladas lunas grandes.
Rhea es un candidato natural. Se compone principalmente de hielo de agua, y con un diámetro de 1.529 kilómetros, debe tener la suficiente gravedad para retener una atmósfera, dijo Teolis.
La sonda espacial Cassini había buscado una atmósfera de oxígeno alrededor de Rhea en dos sobrevuelos anteriores, en 2005 y 2007. La sonda encontró indicios intrigantes pero no suficientes. En esos encuentros, la Cassini estuvo a 502 y 5736 kilometros de la superficie de la luna.
En marzo pasado, se acercó mucho más. Cruzó el polo norte de Rhea a 97 km de la superficie, tan cerca que voló a través de la atmósfera de la luna. El espectrómetro de masas de la Cassini confirmó la presencia de oxígeno y dióxido de carbono.
El oxígeno compone cerca del 70 por ciento de la atmósfera de Rhea y el restante 30 por ciento es dióxido de carbono, según Teolis. Cuando la Cassini estudió la atmósfera, descubrió que ésta es aproximadamente 100 veces más delgada que la atmósfera de Europa y Ganímedes, lo que explica que la Cassini no lo hubiera visto desde lejos.
“Es demasiado delgada para detectarlo de forma remota”, dijo Teolis.
En comparación, la concentración de oxígeno en la atmósfera de la Tierra es al menos cinco trillones de veces más alta que la observada en Rhea. Pero eso la hace todavía unas 100 veces más gruesa que las atmósferas de la luna de la Tierra, o de Mercurio.
Rhea no es la única luna de Saturno conocida por tener una atmósfera: Titán, el mayor satélite del planeta, tiene una gruesa y rica atmósfera de nitrógeno. Pero el nuevo estudio confirma una atmósfera rica en oxigeno derivado de hielo por primera vez fuera del sistema de Júpiter.
Teolis y sus colegas informan sobre sus hallazgos el 25 de noviembre en la revista Science.
Los investigadores se muestran bastante seguros de la procedencia del oxígeno atmosférico de Rhea; las partículas cargadas de la magnetosfera de Saturno chocan con las moléculas de agua helada. La fuente de dióxido de carbono, sin embargo, es más misteriosa.
Es posible que Rhea, al igual que muchos otros cuerpos del Sistema Solar, tenga moléculas ricas en carbono en o cerca de su superficie, dijeron los investigadores. Estos compuestos orgánicos pueden ser cortados por las partículas cargadas de Saturno, al igual que de hielo de Rhea. El carbono liberado y el oxígeno podrían combinarse, formando dióxido de carbono.
El bombardeo de micrometeoritos también podría estar llevando al carbono a estas reacciones, según los investigadores.
También es posible que el dióxido de carbono se escape del interior Rhea completamente formado. El gas podría ser primordial – sobrantes de la formación de la Luna hace alrededor de 4,5 millones de años – o podría ser el producto de reacciones de hace mucho tiempo dentro de Rhea, que ahora parece estar geológicamente muerta.
“No tenemos ni idea en este punto que uno de estos mecanismos es la producción”, dijo Teolis. “Eso es definitivamente algo que queremos ver en el futuro.”
Los investigadores podrían tener la oportunidad de saberlo muy pronto. La Cassini tiene previsto hacer un sobrevuelo cercano de Rhea en enero, llegando alrededor 75 km al sur de la región polar de la luna, aseguró Teolis.
El nuevo estudio sugiere que las atmósferas de oxígeno – creado por la división de hielo de la superficie – pueden ser comunes en grandes masas heladas en todo nuestro sistema solar y más allá, dijeron los investigadores.
“Esto ahora parece ser un patrón”, dijo Teolis.
Las implicaciones de este patrón son intrigantes, según los investigadores. El oxígeno es muy reactivo, y estas lunas congeladas tan grandes podrían alojar química más compleja en o cerca de su superficie de lo que se imaginaba.
Esta química podría ser aún más interesante si el oxígeno se mezclara con un liquido como agua de mar. Rhea no parece tener un océano subterráneo, pero otras lunas heladas, como Europa parecen tenerno. Otra candidata a esta química es Encélado, el mayor satélite de Saturno, pero a su vez es probablemente demasiado pequeño como para albergar una atmósfera.
“Si este mecanismo es tan común como parece ser, sin duda plantea algunas preguntas muy interesantes“, dijo Teolis.
Autor: Mike Wall
Enlace original: Saturn’s moon Rhea surprise: Oxygen-rich atmosphere
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