¿Espera, hay un océano ahí abajo?

Bien, déjame pintar una imagen para ti. Saturno tiene una pequeña luna llamada Encélado — aproximadamente tan ancha como Arizona — y su superficie parece una pista de patinaje sobre hielo gigante. Pero aquí está lo que hace que los científicos pierdan el sueño por esta pequeña luna: debajo de toda esa hielo, un océano global. Y lanza cosas al espacio.

Cerca del polo sur, la corteza de hielo tiene grietas que actúan como géiseres, lanzando vapor de agua y partículas de hielo al vacío. Esas partículas eventualmente forman el anillo E de Saturno. Es, honestamente, una de las cosas más surrealistas de nuestro sistema solar: una luna que es básicamente una bola de nieve, en erupción perpetua.

Durante años, los científicos han estudiado esas diminutas partículas de hielo para entender qué hay en ese océano oculto. Ya sabes, sin taladrar realmente a través de 20-30 kilómetros de hielo. La nave espacial Cassini hizo generosamente el trabajo duro por nosotros entre 2004 y 2017, recolectando partículas con su Analizador de Polvo Cósmico.

Algo no cuadraba

Aquí es donde las cosas se volvieron extrañas. Cuando los investigadores analizaron 961 partículas de hielo ricas en diversas sales, esperaban encontrar composiciones químicas aproximadamente similares. Después de todo, estas partículas provenían todas del mismo océano, ¿verdad?

Incorrecto.

Algunas partículas estaban cargadas de cloruro de sodio (sal de mesa, básicamente). Otras tenían altos niveles de carbonatos o fosfatos o cloruro de potasio. Eso por sí solo no es sorprendente: los océanos tienen diferentes minerales. La parte realmente extraña es que el cloruro y el carbonato casi nunca aparecían juntos en la misma partícula.

Si todo se mezclara uniformemente antes de congelarse, esperaríamos encontrarlos a veces emparejadas. Pero no era así. Algo más estaba ocurriendo.

El efecto paleta de hielo

Aquí es donde se pone realmente interesante (el juego de palabras es totalmente intencional).

Un equipo que incluye investigadores del Instituto de Ciencias de la Tierra y la Vida en Tokio decidió recrear en el laboratorio las gotas del océano de Encélado. Crearon pequeñas gotas — de unos 200 micrómetros de diámetro — que contenían las principales sales que se cree existen en ese océano. Luego las congelaron bajo diferentes condiciones y observaron qué sucedía.

Los resultados fueron reveladores.

Cuando las gotas se congelaban lentamente (aproximadamente 10 grados Kelvin por minuto o menos), las diferentes sales en realidad se separaban entre sí durante el proceso de congelación. Formaban regiones distintas, algo así como las diferentes capas que podrías ver en un cubo de hielo de agua del grifo congelado lentamente.

Pero cuando esas mismas gotas se congelaban rápidamente, las sales permanecían mezcladas uniformemente.

"Lo que nos sorprendió fue que la diversidad observada por Cassini podría surgir de gotas originadas esencialmente de la misma agua oceánica", explicó el profesor Yasuhito Sekine. La diversidad que vemos en esas diminutas partículas de hielo no significa que el océano en sí sea químicamente caótico. Solo significa que las gotas tienen un viaje más complicado de lo que nadie había imaginado.

Un viaje largo y lento hacia la superficie

Esto es lo que los investigadores creen que ocurre dentro de Encélado:

El agua del océano no simplemente sube en línea recta y es expulsada al espacio. En cambio, se forman gotas que comienzan a moverse lentamente a través del sistema de conductos de hielo, tomando su tiempo. A medida que se desplazan por secciones más profundas, se congelan gradualmente, lo suficientemente lento como para que todas esas diferentes sales tengan tiempo de separarse en regiones distintas.

Más cerca de la superficie, las cosas se vuelven más caóticas. El gas se acelera, los estrechos canales de hielo crean turbulencia, y las gotas congeladas impactan contra las paredes a alta velocidad. Estos impactos rompen las gotas congeladas más grandes en piezas mucho más pequeñas.

Y aquí está la clave: cada diminuto fragmento proviene de solo una región de la gota original. Un fragmento podría ser cloruro de sodio puro. Otro podría ser rico en carbonatos. Todos son parte del mismo spray oceánico original, pero han sido clasificados como una baraja de cartas cósmica.

Por qué esto importa (mucho)

Esto no es solo un truco interesante de Encél