Continúa el misterio sobre el vapor de agua en la luna Europa

^{JPL/ NASA} 

Astrónomos de NASA pudieron detectar cantidades apreciables de vapor de agua sobre la superficie del satélite de Júpiter en Europa en solo 1 de 17 sesiones de observación. El estudio, publicado en Nature Astronomy indica las causas internas del evento y la rareza y la naturaleza esporádica de tales fuertes emisiones de agua.    

Lo que se sabe

Europa es una de las lunas interiores de Júpiter. Al igual que muchos otros cuerpos pequeños en órbitas de planetas gigantes, está compuesto en gran parte de agua. Su superficie es una corteza de hielo con un espesor de 5 a 20 kilómetros, que se cree, cubre un océano de agua líquida, ocupando aproximadamente el 10% del radio. Debajo del océano hay un manto de silicato y un núcleo de metales, principalmente hierro.

Debido a que la luna no tiene una fuente de energía, se suponía que el océano estaría congelado. Se cree que su existencia está respaldada por la fricción de las mareas en el núcleo durante el movimiento orbital alrededor de Júpiter. Una de las principales indicaciones de la presencia del océano es la suavidad de la superficie exterior y la ausencia casi total de cráteres, lo que indica una actualización periódica.

Si hay agua, puede haber vida

Junto con algunos otros satélites helados, Europa es considerada uno de los lugares más prometedores para buscar vida extraterrestre en el sistema solar. En teoría, sus rastros pueden ser registrados si el agua líquida del océano llega a la superficie.

La sonda Galileo, que había estado funcionando a principios del milenio, recopiló la mayor parte de la información sobre el cuerpo, pero sus capacidades eran limitadas (aunque más tarde se encontró evidencia de emisiones de agua en sus datos). En un futuro relativamente cercano, este objeto será examinado de cerca por sondas como la Clipper y la JUICE. Hoy, los observatorios terrestres están haciendo investigación.

Las nuevas observaciones

Ahora, un grupo de astrónomos estadounidenses dirigidos por Lucas Paganini del Centro de Vuelo Espacial Goddard de NASA ha realizado una serie de observaciones satelitales en 2016 y 2017 utilizando uno de los telescopios terrestres más grandes del Observatorio Keck.

Los investigadores realizaron un total de 17 sesiones, que se suponían aclararían el contenido de agua en los aumentos de densidad local previamente registrados en la atmósfera de Europa. En la mayoría de los casos, no hubo una señal notable, pero un día los autores pudieron observar una emisión de 2095 ± 658 toneladas de agua en total en el hemisferio de Europa, es decir, frente al movimiento orbital.

Las teorías previas

Las estimaciones teóricas existentes hablaban de dos formas en las que la materia aparecía en la atmósfera del satélite: externa e interna. La primera está asociada con la acción del plasma de la magnetosfera de Júpiter, el viento solar y la radiación, así como los meteoritos. La segunda fuente son las emisiones superficiales. Se creía que las causas internas conducen a la liberación de más sustancias, pero ocurren de manera irregular y su frecuencia es poco conocida.

Los autores realizaron observaciones en el rango infrarrojo, donde caen las líneas de emisión de las moléculas de agua. El mecanismo de esta radiación está asociado con la excitación de las moléculas por la luz solar y la posterior transición al estado fundamental.

Al mismo tiempo, los estudios previos se basaron en factores indirectos, como las estimaciones de la concentración de agua dependientes del modelo basadas en datos sobre hidrógeno y oxígeno atómicos. De esta forma, los resultados fueron la primera confirmación directa de la presencia de vapor de agua en Europa.

Muchísima agua

Los autores hicieron una estimación del caudal de agua en un modelo simple de descarga única. Resultó que, para cumplir con la observación, 2360 ± 748 kilogramos de agua por segundo deberían caer en la atmósfera del satélite. Esto es varios órdenes de magnitud mayor de lo esperado para todos los posibles factores externos.

Entre el 42% y el 86% de las moléculas desechadas volverán a la superficie y se convertirán en hielo. Una pequeña fracción puede vencer la gravedad y abandonar los alrededores del satélite, y aproximadamente el 1% se disuelve. El tiempo de la presencia de agua sobre la superficie está determinado por el tiempo de vuelo a lo largo de una trayectoria balística, que en este caso es de aproximadamente 900 segundos.

Enigmas por resolver

Los científicos aún no pueden asociar inequívocamente el vapor de agua con el océano helado. Es posible que el gas estuviera contenido en los vacíos de la corteza de hielo ubicada más cerca de la superficie y se haya liberado como resultado de la deformación del hielo. Si se expulsa agua a través de un simple agujero cilíndrico en la corteza, entonces su diámetro debe ser de 120 a 480 metros.

Recientemente, los científicos pudieron explicar el patrón característico en la superficie de otro satélite de hielo, Encelado. Se observa una tasa de actividad mucho mayor en este cuerpo, lo que permitió que la sonda Cassini volara a través de los géiseres que golpeaban desde debajo de la superficie. Los astrónomos también han demostrado que las manchas oscuras en Europa probablemente se deben a la sal marina.
 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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