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Las observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA sobre la luna helada de Júpiter, Europa, han revelado la presencia de vapor de agua persistente, pero, misteriosamente, solo en un hemisferio.
Europa alberga un vasto océano bajo su superficie helada, que podría ofrecer condiciones hospitalarias para la vida. Este resultado hace avanzar a los astrónomos en el conocimiento de la estructura atmosférica de las lunas heladas y ayuda a sentar las bases para las misiones científicas previstas en el sistema joviano para, en parte, explorar si un entorno a 800 millones de kilómetros del Sol podría albergar vida.
Las observaciones anteriores de vapor de agua en Europa se han asociado a penachos que hacen erupción a través del hielo, como los fotografiados por el Hubble en 2013. Son análogos a los géiseres de la Tierra, pero se extienden a más de 100 kilómetros de altura. Producen manchas transitorias de vapor de agua en la atmósfera de la luna, que tiene solo una mil millonésima parte de la presión superficial de la atmósfera terrestre.
Los nuevos resultados, sin embargo, muestran cantidades similares de vapor de agua repartidas por una zona mayor de Europa en las observaciones del Hubble que abarcan desde 1999 hasta 2015. Esto sugiere la presencia a largo plazo de una atmósfera de vapor de agua solo en el hemisferio de cola de Europa, es decir, la parte de la luna que está siempre en dirección opuesta a su movimiento a lo largo de su órbita.
Este descubrimiento se desprende de un nuevo análisis de las imágenes de archivo y los espectros del Hubble, utilizando una técnica que recientemente dio lugar al descubrimiento de vapor de agua en la atmósfera de la luna Ganímedes de Júpiter, por Lorenz Roth, del KTH Royal Institute of Technology, Space and Plasma Physics, Suecia.
"La observación de vapor de agua en Ganímedes, y en la cara posterior de Europa, hace avanzar nuestra comprensión de las atmósferas de las lunas heladas", dijo Roth.
"Sin embargo, la detección de una abundancia de agua estable en Europa es un poco más sorprendente que en Ganímedes porque las temperaturas de la superficie de Europa son más bajas que las de Ganímedes".
Europa refleja más luz solar que Ganímedes, manteniendo la superficie 60 grados Fahrenheit más fría que Ganímedes. La temperatura máxima diurna en Europa es de unos gélidos 260 grados Fahrenheit. Sin embargo, incluso a una temperatura más baja, las nuevas observaciones sugieren que el hielo de agua se sublima -es decir, se transforma directamente de sólido a vapor sin una fase líquida- en la superficie de Europa, al igual que en Ganímedes.
Para hacer este descubrimiento, Roth se adentró en los conjuntos de datos de archivo del Hubble, seleccionando observaciones ultravioletas de Europa de 1999, 2012, 2014 y 2015 mientras la luna estaba en varias posiciones orbitales. Todas estas observaciones se realizaron con el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble (STIS). Las observaciones del STIS en el ultravioleta permitieron a Roth determinar la abundancia de oxígeno -uno de los componentes del agua- en la atmósfera de Europa, y al interpretar la intensidad de la emisión en diferentes longitudes de onda pudo inferir la presencia de vapor de agua.
Esta detección allana el camino para que futuras sondas, como la Europa Clipper de la NASA y la misión Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) de la Agencia Espacial Europea (ESA), puedan estudiar Europa en profundidad. La comprensión de la formación y la evolución de Júpiter y sus lunas también ayuda a los astrónomos a obtener información sobre los planetas similares a Júpiter que se encuentran alrededor de otras estrellas.
Fuentes, créditos y referencias:
Lorenz Roth, A stable H 2 O atmosphere on Europa's trailing hemisphere from HST images, Geophysical Research Letters (2021). DOI: 10.1029/2021GL094289
Imagen: Esta fotografía de la luna joviana Europa fue tomada en junio de 1997 a una distancia de 776.700 millas por la nave espacial Galileo de la NASA. Ligeramente más pequeña que la luna de la Tierra, Europa tiene una superficie muy lisa y la corteza de hielo sólido tiene la apariencia de una cáscara de huevo agrietada. El interior tiene un océano global con más agua que la que se encuentra en la Tierra. Posiblemente podría albergar vida tal y como la conocemos. Las observaciones del telescopio espacial Hubble sobre Europa han revelado la presencia de vapor de agua persistente en su tenue atmósfera. Las observaciones del Hubble, que abarcan desde 1999 hasta 2015, descubren que el vapor de agua se repone constantemente en un hemisferio de la luna. Se trata de un hallazgo diferente al de las observaciones del Hubble de 2013, en las que se encontró vapor de agua localizado procedente de los géiseres que se ventilan desde su océano subsuperficial. Este vapor de agua proviene de un proceso totalmente diferente. La luz del sol hace que el hielo de la superficie se sublime, convirtiéndose directamente en gas. Esta vista compuesta en color de Galileo combina imágenes violetas, verdes e infrarrojas. La vista de la luna se muestra en color natural (izquierda) y en color mejorado, diseñado para resaltar las sutiles diferencias de color en la superficie (derecha). La parte blanca y azulada de la superficie de Europa está compuesta principalmente por hielo de agua, con muy pocos materiales no helados. Las líneas largas y oscuras son fracturas en la corteza, algunas de las cuales tienen más de 1.850 millas de longitud. Crédito: NASA, NASA-JPL, Universidad de Arizona