El telescopio espacial James Webb de la NASA utilizará sus capacidades infrarrojas para estudiar los "mundos oceánicos" de Europa, la luna de Júpiter, y Encelado, de Saturno. además de las observaciones realizadas anteriormente por los orbitadores Galileo y Cassini de la NASA. Las observaciones del telescopio Webb también podrían ayudar a guiar futuras misiones a las lunas heladas.

Europa y Encelado están en la lista de objetivos del telescopio Webb elegidos por observadores de tiempo garantizado, científicos que ayudaron a desarrollar el telescopio y así llegar a ser de los primeros en utilizarlo para observar el universo. Uno de los objetivos científicos del telescopio es estudiar planetas que podrían ayudar a arrojar luz sobre los orígenes de la vida. pero esto no solo se refiere a exoplanetas; Webb también ayudará a desentrañar los misterios que aún guardan los objetos en nuestro propio sistema solar (desde Marte hacia afuera).

Gerónimo Villanueva, un científico planetario del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, es el científico principal en la observación del telescopio Webb de Europa y Encelado. Su equipo es parte de un esfuerzo mayor para estudiar nuestro sistema solar con el telescopio, encabezada por la astrónoma Heidi Hammel, el vicepresidente ejecutivo de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA). La NASA seleccionó a Hammel como científico interdisciplinario para Webb en 2002.

De particular interés para los científicos son las columnas de agua que rompen la superficie de Encelado y Europa, y que contienen una mezcla de vapor de agua y sustancias químicas orgánicas simples. Misiones Cassini-Huygens y Galileo de la NASA, y el telescopio espacial Hubble de la NASA, La evidencia reunida previamente de que estos chorros son el resultado de procesos geológicos que calientan grandes océanos subsuperficiales. "Elegimos estas dos lunas debido a su potencial para exhibir firmas químicas de interés astrobiológico, "dijo Hammel.

Villanueva y su equipo planean usar la cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) para tomar imágenes de alta resolución de Europa. que utilizarán para estudiar su superficie y para buscar regiones de superficie caliente indicativas de actividad de la pluma y procesos geológicos activos. Una vez que localizan una pluma, utilizarán el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec) y el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) para analizar espectroscópicamente la composición de la pluma.

Las observaciones del telescopio Webb podrían ser particularmente reveladoras para las columnas de Europa, cuya composición sigue siendo en gran parte un misterio. "¿Están hechos de hielo de agua? ¿Se está liberando vapor de agua caliente? ¿Cuál es la temperatura de las regiones activas y del agua emitida?" cuestionó Villanueva. "Las mediciones del telescopio Webb nos permitirán abordar estas preguntas con una exactitud y precisión sin precedentes".

Para Encelado, Villanueva explicó que debido a que esa luna es casi 10 veces más pequeña que Europa vista desde el telescopio Webb, No será posible obtener imágenes de alta resolución de su superficie. Sin embargo, el telescopio aún puede analizar la composición molecular de las plumas de Encelado y realizar un análisis amplio de sus características superficiales. Gran parte del terreno de la luna ya ha sido cartografiado por el orbitador Cassini de la NASA, que ha pasado unos 13 años estudiando Saturno y sus satélites.

Villanueva advirtió que si bien él y su equipo planean usar NIRSpec para buscar firmas orgánicas (como metano, metanol, y etano) en las plumas de ambas lunas, no hay garantía de que el equipo pueda cronometrar las observaciones del telescopio Webb para capturar una de las emisiones intermitentes, ni que las emisiones tengan una composición orgánica significativa. "Solo esperamos detecciones si las columnas son particularmente activas y si son ricas en orgánicos, "dijo Villanueva.

La evidencia de vida en las plumas podría resultar aún más difícil de alcanzar. Villanueva explicó que si bien el desequilibrio químico en las plumas (una abundancia o escasez inesperada de ciertos químicos) podría ser un signo de los procesos naturales de la vida microbiana, también podría ser causado por procesos geológicos naturales.

Si bien es posible que el telescopio Webb no pueda responder de manera concreta si los océanos subsuperficiales de las lunas contienen vida, Villanueva dijo que podrá identificar y caracterizar mejor las regiones activas de las lunas que podrían merecer más estudios. Misiones futuras, como Europa Clipper de la NASA, cuyo objetivo principal es determinar si Europa es habitable, podría usar los datos de Webb para concentrarse en lugares privilegiados para la observación.

El telescopio espacial James Webb es el complemento científico del telescopio espacial Hubble de la NASA. Será el telescopio espacial más poderoso jamás construido. Webb es un proyecto internacional liderado por la NASA con sus socios, ESA (Agencia Espacial Europea) y Agencia Espacial Canadiense.