Nuevas simulaciones utilizando supercomputadoras han mostrado que Encélado, una luna de Saturno, pierde entre un 20 y un 40 por ciento menos de masa de sus penachos helados de lo que se estimaba previamente. Investigadores de la Universidad de Texas en Austin analizaron datos de la misión Cassini de la NASA para modelar el comportamiento de los penachos. Estos hallazgos podrían informar misiones futuras que exploren el océano subsuperficial de la luna en busca de signos de vida.
Encélado, una de las lunas heladas de Saturno, ha cautivado a los científicos desde que la misión Cassini-Huygens de la NASA comenzó a observarla en 2005. La nave espacial capturó imágenes de géiseres imponentes que erupcionaban desde la superficie de la luna, expulsando vapor de agua y partículas de hielo al espacio y formando un anillo tenue alrededor de Saturno.
Un estudio reciente, publicado en agosto de 2025 en el Journal of Geophysical Research: Planets, utilizó modelos avanzados de Simulación Directa Monte Carlo (DSMC) para analizar estos penachos. Dirigido por Arnaud Mahieux, investigador senior en el Instituto Real Belga de Aeronómica Espacial y afiliado al Departamento de Ingeniería Aeroespacial e Ingeniería Mecánica de la Universidad de Texas en Austin, la investigación se realizó en el Texas Advanced Computing Center (TACC).
"Las tasas de flujo de masa de Encélado están entre un 20 y un 40 por ciento por debajo de lo que se encuentra en la literatura científica", dijo Mahieux. El equipo se basó en su trabajo de 2019, que aplicó por primera vez técnicas DSMC para determinar las condiciones iniciales de los penachos, como tamaños de respiraderos, relaciones vapor-hielo, temperaturas y velocidades de escape. Utilizando las supercomputadoras Lonestar6 y Stampede3 de TACC, simularon condiciones para 100 fuentes criovolcánicas.
"Las simulaciones DSMC son muy costosas", señaló Mahieux. "Utilizamos supercomputadoras de TACC en 2015 para obtener las parametrizaciones que redujeron el tiempo de cómputo de 48 horas entonces a solo unos pocos milisegundos ahora." Los modelos, que incorporan el código DSMC 'Planet' desarrollado por el coautor David Goldstein en 2011, capturaron con precisión el entorno de baja gravedad de Encélado, que mide solo 313 millas de ancho. Rastrejaron millones de moléculas a lo largo de pasos de tiempo de microsegundos, revelando densidades de penachos, velocidades y temperaturas de salida.
"El hallazgo principal de nuestro nuevo estudio es que para 100 fuentes criovolcánicas, pudimos restringir las tasas de flujo de masa y otros parámetros que no se habían derivado antes, como la temperatura a la que salía el material. Esto es un gran avance en la comprensión de lo que está sucediendo en Encélado", añadió Mahieux.
Los penachos de Encélado proporcionan una ventana a su océano líquido subsuperficial, potencialmente habitable como los de otras lunas del sistema solar exterior. Al muestrear material de profundidades bajo la corteza de hielo, los científicos pueden estudiar indirectamente las condiciones oceánicas. Futuras misiones de la NASA y la ESA podrían aterrizar en la superficie y perforar hasta el océano, buscando signos químicos de vida. Como concluyó Mahieux, "Las supercomputadoras pueden darnos respuestas a preguntas que ni siquiera soñábamos con hacer hace 10 o 15 años."