¿Se dispersan columnas de agua desde la luna de Júpiter en Júpiter? La nave espacial Europa Clipper de la NASA en el caso

Encontrar plumas en Europa es una perspectiva emocionante, pero los científicos advierten que será difícil, incluso de cerca.

En 2005, surgieron imágenes de una columna de agua brillante que se elevaba desde la superficie. SaturnoEncelado capturó el mundo. La columna gigante de vapor, partículas de hielo y partículas orgánicas rociadas desde la región del polo sur de la luna indicó un océano de agua líquida debajo de la corteza helada de Encelado y confirmó que la luna estaba geológicamente activa. La pluma también empujó a Encelado y a otros mundos del sistema solar exterior, sin atmósfera y lejos del calor del sol, hacia la cima de NASALista de lugares para buscar señales de vida.

Los científicos ahora se están preparando para una misión a otro mundo oceánico cubierto de hielo con posibles columnas: JúpiterLuna de Europa. Programada para su lanzamiento en 2024, la nave espacial Europa Clipper de la NASA estudiará la luna desde las profundidades hasta su superficie para determinar si contiene ingredientes que la conviertan en un hábitat habitable.

Al igual que Encélado, Europa es geodinámica, lo que significa que ambas lunas generan calor tierra adentro a medida que sus capas duras se expanden y flexionan por un tira y afloja con sus planetas anfitriones y las lunas vecinas. Esto, en lugar del calor del sol, evita que el agua subterránea se congele en estas lunas cubiertas de hielo. El calor también puede ayudar a producir o hacer circular los componentes químicos de la vida en el fondo del mar, incluidos el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.

Pero aquí terminan las similitudes.

«Mucha gente piensa que Europa será Encelado 2.0, con penachos saliendo de la superficie constantemente», dijo Lynn Quick, miembro del equipo científico detrás de las cámaras del European Clipper Imaging System (EIS). «Pero no podemos verlo de esa manera; Europa es una bestia completamente diferente», dijo Kwik, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Una de las primeras imágenes de los chorros de agua de Encelado tomadas por la nave espacial Cassini de la NASA el 27 de noviembre de 2005. En esta imagen, Encelado está iluminado desde atrás por el sol. Crédito de la imagen: NASA / JPL / Space Science Institute.

La evidencia sugiere que Europa puede arrojar agua desde el interior de la Tierra al igual que Encelado. Por ejemplo, los científicos que utilizan la nave espacial Galileo de la NASA, el telescopio Hubble de la NASA y grandes telescopios terrestres han informado de la detección de tenues plumas de agua o sus componentes químicos en Europa.

Pero nadie está seguro. dijo Matthew McKay Hedman, miembro del equipo Europa Clipper Mapping Imaging Spectrometer (MISE) y profesor asociado en el Departamento de Física de la Universidad de Idaho.

Los científicos se sienten atraídos por las columnas por varias razones. Primero, es innegable frio“Somos científicos, pero también somos humanos”, dijo Shaun Brooks, que trabaja con el equipo científico de Europa Clipper (Europa-UVS).

Pero en la práctica, dijo Brooks, las columnas proporcionan un acceso más fácil para los científicos al interior de Europa. «Todo se reduce a si Europa es habitable, y se trata de tener cierta comprensión de lo que está sucediendo debajo de la superficie, a lo que aún no podemos llegar», dijo.

En otras palabras, la magia de Europa, el arquetipo de un mundo potencialmente habitable, está oculta a la vista en las profundidades de la luna. En comparación con Encelado, que es del tamaño de Texas, Europa tiene aproximadamente un cuarto del tamaño de la Tierra, o un poco más pequeña que la luna de la Tierra. La evidencia sugiere que Europa tiene un océano de agua salada mucho más profundo que Encelado, quizás de 40 a 100 millas (alrededor de 60 a 160 kilómetros) de profundidad, lo que significa que podría contener el doble de agua que los océanos de la Tierra. Algunos científicos plantean la hipótesis de que el océano de Europa podría interactuar con las rocas sobrecalentadas debajo del lecho marino, posiblemente a través de respiraderos hidrotermales. En la Tierra, estas regiones son focos de actividad química que nutren a innumerables organismos.

Los científicos dicen que también puede haber grandes bolsas de agua de deshielo en la capa de hielo de Europa, que probablemente sean la fuente de las plumas del océano. Estos bolsillos también pueden producir hábitats cómodos para los organismos.

Debido a que está más cerca de Júpiter que Encelado de Saturno, se genera más calor en Europa a partir de la fricción creada cuando orbita alrededor del planeta anfitrión. Dado que el calor interno estimula la actividad geológica en los mundos rocosos, se espera que Europa tenga una geología más extensa que Encélado. Algunos científicos especulan que Europa tiene placas tectónicas que transforman y reciclan las masas de hielo que forman la superficie de la luna. Si es así, Europa puede estar circulando nutrientes producidos en la superficie por la radiación de Júpiter, como el oxígeno, a bolsas de líquido en la corteza helada o posiblemente al océano mismo. Con el Europa Clipper, los científicos tendrán la oportunidad de probar algunas de sus predicciones analizando la composición química de las columnas o los rastros que podrían dejar en la superficie.

Esta imagen compuesta muestra columnas de vapor de agua sospechoso que explota a las 7 en punto desde la luna Europa de Júpiter. Las columnas, fotografiadas por el espectrógrafo de imágenes espectroscópicas del telescopio espacial Hubble de la NASA, se ven en silueta cuando la Luna pasa frente a Júpiter. Los datos del Hubble se recopilaron el 26 de enero de 2014. La imagen de Europa, superpuesta a los datos del Hubble, se compiló a partir de los datos de las misiones Galileo y Voyager. Crédito: NASA / ESA / W. Sparks (STScI) / USGS Astrogeology Science Center

Los científicos advierten que las plumas de Europan, incluso si están presentes, pueden ser difíciles de detectar de cerca. Puede estar entrecortado y puede ser pequeño y delgado, dado que la gravedad de Europa, que es mucho más fuerte que Encélado, probablemente mantiene estas columnas de agua cerca de la superficie. Esta es una desviación radical de la asombrosa columna de vapor de Encelado: siempre está corriendo y es más grande que la luna misma, rociando partículas heladas a cientos de millas sobre la superficie. «Incluso si estuvieran allí, los pilares yoruba podrían no ser los que se muestran», dijo Hedman.

Aunque los científicos de Europa Clipper idean una variedad de estrategias creativas para encontrar columnas activas cuando la nave espacial comience a explorar Europa en 2031, no confían en ellas para comprender lo que sucede dentro de la Luna. «No tenemos que ponernos al día con nadie para una misión exitosa», dijo Quick.

Quick agregó que cada Herramienta Clipper incorporada Podría aportar evidencia de condiciones habitables debajo de la superficie independientemente de las columnas activas.

Algunos ejemplos de cómo el equipo científico ha estado investigando pilares potenciales incluyen Europa Conjunto de cámaras Clipper, EIS. Explorará columnas cerca de la superficie de Europa en parte buscando sus siluetas en la punta o borde de Europa, cuando la luna es iluminada por la luz de Júpiter cuando pasa frente al planeta. El EIS tomará fotografías de las plumas si aparecen, así como de los sedimentos de las plumas que pueden ser visibles en la superficie. los Europa-UVS También se esforzará por detectar las plumas en luz ultravioleta, incluso en el borde de la luna cuando Europa pasa frente a estrellas cercanas, y puede medir la composición química de estas plumas. Cámara térmica Sistema europeo de emisión de imágenes térmicas (E-THEMIS), buscará puntos calientes en la superficie que puedan ser evidencia de una erupción volcánica activa o reciente.

El equipo de Europa Clipper tendrá éxito tanto si los investigadores encuentran plumas en Europa como si no, aunque muchos científicos esperan una exhibición acuática impresionante para enriquecer la misión y nuestra comprensión de Europa. «Dudo que Europa esté activa y permita que parte del material escape», dijo Hedman. «Pero esperaría que cuando realmente entendamos cómo lo hace, no será lo que nadie esperaba».

La vida tal como la conocemos requiere agua líquida. La astrobiología, un campo de la ciencia y la ingeniería que describe los esfuerzos para encontrar los componentes de la vida fuera de la Tierra, es una búsqueda de planetas, planetas enanos y lunas que contienen una gran cantidad de agua líquida. Los científicos llaman a estos lugares «mundos oceánicos». Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA.

Más sobre la misión

Misiones como Europa Clipper contribuyen al campo de la astrobiología, la investigación interdisciplinaria de las variables y condiciones de mundos distantes que podrían albergar la vida tal como la conocemos. Si bien el Europa Clipper no es una misión para detectar vida, realizará un estudio detallado de Europa y comprobará si la luna helada, con su océano subterráneo, tiene el potencial de albergar vida. Comprender la habitabilidad de Europa ayudará a los científicos a comprender mejor cómo evolucionó la vida en la Tierra y la posibilidad de encontrar vida fuera de nuestro planeta.

Dirigido por el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California, Laboratorio de propulsión a chorro Dirige el desarrollo de la misión Europa Clipper en asociación con el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Laurel, Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. La Oficina del Programa de Misiones Planetarias en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, administra el programa de la misión Europa Clipper.