Esta ilustración muestra a Cassini buceando a través de la columna de Encelado en 2015. Los nuevos descubrimientos del mundo oceánico de Cassini y Hubble ayudarán a informar la exploración futura y la búsqueda más amplia de vida más allá de la Tierra. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Dos misiones veteranas de la NASA están proporcionando nuevos detalles sobre hielo, lunas oceánicas de Júpiter y Saturno, aumentando aún más el interés científico de estos y otros "mundos oceánicos" en nuestro sistema solar y más allá. Los hallazgos se presentan en artículos publicados el jueves por investigadores de la misión Cassini de la NASA a Saturno y el Telescopio Espacial Hubble.
En los periódicos Los científicos de Cassini anuncian que una forma de energía química de la que la vida puede alimentarse parece existir en Encelado, la luna de Saturno. y los investigadores del Hubble informan evidencia adicional de penachos en erupción desde la luna Europa de Júpiter.
"Esto es lo más cerca que hemos estado, hasta aquí, a identificar un lugar con algunos de los ingredientes necesarios para un entorno habitable, "dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en la Sede en Washington. "Estos resultados demuestran la naturaleza interconectada de las misiones científicas de la NASA que nos acercan a responder si estamos solos o no".
El artículo de investigadores de la misión Cassini, publicado en la revista Ciencias , indica gas hidrógeno, que potencialmente podría proporcionar una fuente de energía química para la vida, se está vertiendo en el océano subsuperficial de Encelado debido a la actividad hidrotermal en el fondo marino.
La presencia de abundante hidrógeno en el océano de la luna significa que los microbios, si existen allí, podrían usarlo para obtener energía combinando el hidrógeno con el dióxido de carbono disuelto en el agua. Esta reacción química, conocido como "metanogénesis" porque produce metano como subproducto, está en la raíz del árbol de la vida en la Tierra, e incluso podría haber sido fundamental para el origen de la vida en nuestro planeta.
La vida tal como la conocemos requiere tres ingredientes principales:agua líquida; fuente de energía para el metabolismo; y los ingredientes químicos adecuados, principalmente carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Con este hallazgo, Cassini ha demostrado que Encelado, un pequeño, La luna helada, a mil millones de millas más lejos del sol que la Tierra, tiene casi todos estos ingredientes para la habitabilidad. Cassini aún no ha demostrado que haya fósforo y azufre en el océano, pero los científicos sospechan que lo son, ya que se cree que el núcleo rocoso de Encelado es químicamente similar a los meteoritos que contienen los dos elementos.
"La confirmación de que la energía química para la vida existe dentro del océano de una pequeña luna de Saturno es un hito importante en nuestra búsqueda de mundos habitables más allá de la Tierra, "dijo Linda Spilker, Científico del proyecto Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California.
La nave espacial Cassini detectó el hidrógeno en la columna de gas y material helado que salía de Encelado durante su última, y lo mas profundo, bucear a través de la pluma el 28 de octubre, 2015. Cassini también tomó muestras de la composición de la columna durante sobrevuelos anteriores en la misión. A partir de estas observaciones, los científicos han determinado que casi el 98 por ciento del gas en la columna es agua, aproximadamente el 1 por ciento es hidrógeno y el resto es una mezcla de otras moléculas, incluido el dióxido de carbono, metano y amoniaco.
La medición se realizó utilizando el instrumento Espectrómetro de masas neutras y de iones (INMS) de Cassini, que huele los gases para determinar su composición. INMS fue diseñado para tomar muestras de la atmósfera superior de Titán, la luna de Saturno. Después del sorprendente descubrimiento de Cassini de una imponente columna de agua helada en 2005, emanando de grietas calientes cerca del polo sur, los científicos dirigieron sus detectores hacia la pequeña luna.
Este gráfico ilustra cómo los científicos de Cassini piensan que el agua interactúa con la roca en el fondo del océano de Encelado, la luna helada de Saturno. produciendo gas hidrógeno. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Cassini no fue diseñada para detectar signos de vida en la columna de Encelado; de hecho, Los científicos no sabían que existía la columna hasta después de que la nave espacial llegara a Saturno.
"Aunque no podemos detectar la vida, hemos descubierto que hay una fuente de alimento para ello. Sería como una tienda de golosinas para microbios, "dijo Hunter Waite, autor principal del estudio de Cassini.
Los nuevos hallazgos son una línea de evidencia independiente de que se está produciendo actividad hidrotermal en el océano de Encelado. Resultados anteriores, publicado en marzo de 2015, sugirió que el agua caliente está interactuando con la roca debajo del mar; los nuevos hallazgos apoyan esa conclusión y agregan que la roca parece estar reaccionando químicamente para producir el hidrógeno.
El documento que detalla los nuevos hallazgos del telescopio espacial Hubble, publicado en el Cartas de revistas astrofísicas , informa sobre las observaciones de Europa de 2016 en las que se vio una probable columna de material en erupción desde la superficie de la luna en el mismo lugar donde Hubble vio evidencia de una columna en 2014. Estas imágenes refuerzan la evidencia de que las columnas de Europa podrían ser un fenómeno real, brillando intermitentemente en la misma región en la superficie de la luna.
Estas imágenes compuestas muestran una columna de material que se sospecha que hace erupción con dos años de diferencia desde el mismo lugar en la luna helada de Júpiter, Europa. Ambas plumas, fotografiado con luz ultravioleta por Hubble, Fueron vistos en silueta cuando la luna pasó frente a Júpiter. Crédito:NASA / ESA / STScI / USGS
La pluma recién fotografiada se eleva a unas 62 millas (100 kilómetros) sobre la superficie de Europa, mientras que el observado en 2014 se estimó en unas 30 millas (50 kilómetros) de altura. Ambos corresponden a la ubicación de una región inusualmente cálida que contiene características que parecen ser grietas en la corteza helada de la luna. visto a finales de la década de 1990 por la nave espacial Galileo de la NASA. Los investigadores especulan que, como Encelado, esto podría ser evidencia de agua en erupción desde el interior de la luna.
"Las plumas de Encelado están asociadas con regiones más calientes, así que después de que Hubble imaginara esta nueva característica similar a una pluma en Europa, miramos esa ubicación en el mapa térmico de Galileo. Descubrimos que el candidato a la pluma de Europa se encuentra justo en la anomalía térmica, "dijo William Sparks del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland. Sparks dirigió los estudios de la pluma del Hubble tanto en 2014 como en 2016.
Los investigadores dicen que si las plumas y el punto cálido están vinculados, podría significar que el agua que sale de debajo de la corteza helada de la luna está calentando la superficie circundante. Otra idea es que el agua expulsada por la pluma cae a la superficie como una fina niebla, cambiando la estructura de los granos de la superficie y permitiéndoles retener el calor por más tiempo que el paisaje circundante.
Tanto para las observaciones de 2014 como de 2016, el equipo utilizó el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial (STIS) de Hubble para detectar las plumas en luz ultravioleta. Cuando Europa pasa frente a Júpiter, cualquier característica atmosférica alrededor del borde de la luna bloquea parte de la luz de Júpiter, permitiendo a STIS ver las características en silueta. Sparks y su equipo continúan usando Hubble para monitorear Europa en busca de ejemplos adicionales de candidatos a penacho y esperan determinar la frecuencia con la que aparecen.
El óvalo verde resalta las plumas que Hubble observó en Europa. El área también corresponde a una región cálida en la superficie de Europa. El mapa se basa en observaciones de la nave espacial Galileo. Crédito:NASA / ESA / STScI / USGS
La exploración futura de la NASA de los mundos oceánicos está habilitada por el monitoreo de Hubble de la actividad putativa de la pluma de Europa y la investigación a largo plazo de Cassini de la pluma de Encelado. En particular, Ambas investigaciones están sentando las bases para la misión Europa Clipper de la NASA, que está previsto para su lanzamiento en la década de 2020.
"Si hay plumas en Europa, como ahora sospechamos fuertemente, con el Europa Clipper estaremos preparados para ellos, "dijo Jim Green, Director de Ciencias Planetarias, en la sede de la NASA.
La identificación del Hubble de un sitio que parece tener persistencia, La actividad intermitente de la pluma proporciona un objetivo tentador para que la misión Europa investigue con su poderoso conjunto de instrumentos científicos. Además, algunos de los coautores de Sparks en los estudios de Hubble Europa están preparando una poderosa cámara ultravioleta para volar en Europa Clipper que hará mediciones similares a las de Hubble, pero desde miles de veces más cerca. Y varios miembros del equipo Cassini INMS están desarrollando un exquisitamente sensible, versión de próxima generación de su instrumento para volar en Europa Clipper.
