En los últimos 25 años se ha descubierto que los mundos con océanos internos son comunes en nuestro sistema solar. Dichos mundos incluyen a satélites helados de los planetas gigantes, como Europa, Titán y Encélado, así como planetas distantes como Plutón. Los planetas como la Tierra con océanos superficiales deben residir dentro de un rango estrecho de distancias de sus estrellas para mantener las temperaturas que sustentan los océanos líquidos. Sin embargo, los mundos oceánicos de agua interior (IWOW) se encuentran en un rango de distancias mucho más amplio, lo que amplía enormemente la cantidad de mundos habitables que probablemente existan en toda la galaxia.
El último en postularse como candidato ha sido Mimas, un pequeño satélite de Saturno, del que se sospecha, podría albergar un océano líquido en su interior. “Debido a que la superficie de Mimas tiene muchos cráteres, pensamos que era solo un bloque de hielo congelado”, comenta la responsable del estudio Alyssa Rhoden, del Southwest Research Institute. “Los IWOW, como Encélado y Europa, tienden a estar fracturados y muestran otros signos de actividad geológica, pero la superficie de Mimas nos estaba engañando y nuestra nueva comprensión ha ampliado enormemente la definición de un mundo potencialmente habitable en nuestro sistema solar y más allá”.
Los procesos de marea disipan la energía orbital y rotacional como calor en un satélite. Para que coincida con la estructura interior deducida de la libración de Mimas, el calentamiento de las mareas dentro de la luna debe ser lo suficientemente grande como para evitar que el océano se congele, pero lo suficientemente pequeño como para mantener una gruesa capa de hielo. Usando modelos de calentamiento de mareas, el equipo desarrolló métodos numéricos para crear la explicación más plausible para una capa de hielo en estado estacionario de entre 22 y 32 km de espesor sobre un océano líquido.
“La mayoría de las veces, cuando creamos estos modelos, tenemos que ajustarlos para producir lo que observamos”, indica Rhoden. "Esta vez, la evidencia de un océano interno simplemente surgió de los escenarios de estabilidad de la capa de hielo más realistas y de las libraciones observadas".
El equipo también descubrió que el flujo de calor de la superficie era muy sensible al grosor de la capa de hielo, algo que podría verificar una nave espacial. Por ejemplo, la nave espacial Juno está programada para volar al satélite de Jupiter, Europa, y usar su radiómetro de microondas para medir los flujos de calor en esta luna joviana. Estos datos permitirán a los científicos comprender cómo el flujo de calor afecta las capas heladas de mundos oceánicos como Mimas, que son particularmente interesantes a medida que el Europa Clipper de la NASA se acerca a su lanzamiento en 2024.
“Aunque nuestros resultados respaldan que existe un océano actual dentro de Mimas, es un desafío reconciliar las características geológicas y orbitales de la luna con nuestra comprensión actual de su evolución orbital térmica”, señala Rhoden. “Evaluar el estado de Mimas como luna oceánica permitiría comparar modelos de su formación y evolución. Esto nos ayudaría a comprender mejor los anillos de Saturno y las lunas medianas, así como la prevalencia de lunas oceánicas potencialmente habitables, particularmente en Urano. Mimas es un objetivo convincente para continuar con la investigación”.