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

En 2005, las imágenes de una brillante columna de agua saliendo de la superficie de Encelado, la luna de Saturno, cautivaron al mundo. La columna gigante de vapor, partículas de hielo y moléculas orgánicas que brotan de la región polar sur de la luna sugirió que hay un océano de agua líquida debajo de la capa de hielo de Enceladus y confirmó que la luna es geológicamente activa. El penacho también empujó a Encelado y otros mundos en el sistema solar exterior, sin atmósferas y lejos del calor del Sol, hacia la parte superior de la lista de lugares de la NASA para buscar señales de vida.

Los científicos ahora se están preparando para una misión a otro mundo oceánico cubierto de hielo con posibles penachos:la luna Europa de Júpiter. Programada para lanzarse en 2024, la nave espacial Europa Clipper de la NASA estudiará la luna desde su interior profundo hasta su superficie para determinar si tiene ingredientes que la conviertan en un hogar viable para la vida.

Al igual que Encelado, Europa es geológicamente dinámica, lo que significa que ambas lunas cubiertas de hielo generan calor en el interior a medida que sus capas sólidas se estiran y flexionan debido al tira y afloja gravitatorio con sus planetas anfitriones y las lunas vecinas. Esto, en lugar del calor del Sol, evita que el agua del subsuelo se congele. El calor también puede ayudar a producir o hacer circular los componentes químicos básicos de la vida en sus fondos marinos, incluidos el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.

Pero ahí es donde terminan las similitudes.

"Mucha gente piensa que Europa va a ser Encelado 2.0, con penachos saliendo constantemente de la superficie", dijo Lynnae Quick, miembro del equipo científico detrás de las cámaras del Sistema de imágenes de Europa (EIS) de Clipper. "Pero no podemos verlo de esa manera; Europa es una bestia totalmente diferente", dijo Quick, que trabaja en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

La evidencia sugiere que Europa puede expulsar agua de su subsuelo 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 basados ​​en la Tierra han informado detecciones de tenues penachos de agua o sus componentes químicos en Europa.

Pero nadie está seguro. "Todavía estamos en el espacio donde hay evidencia realmente intrigante, pero nada de eso es un golpe", dijo Matthew McKay Hedman, miembro del equipo científico del espectrómetro de mapeo de imágenes para Europa (MISE) de Europa Clipper y profesor asociado en el Departamento. de Física de la Universidad de Idaho.

Los científicos se sienten atraídos por las plumas por un par de razones. Primero, son innegablemente geniales:"Somos científicos, pero también somos humanos", dijo Shawn Brooks, quien trabaja con el equipo científico Europa Clipper's Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS) y tiene su sede en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. en el sur de California.

Pero de manera más práctica, dijo Brooks, las columnas ofrecen a los científicos un acceso más fácil al interior de Europa. "Todo se reduce a si Europa es habitable, y eso se reduce a tener una cierta comprensión de lo que sucede debajo de la superficie, algo que aún no podemos alcanzar", dijo.

En otras palabras, la magia de Europa, un arquetipo de un mundo potencialmente habitable, está oculta a la vista en las profundidades de la luna. En comparación con Encelado, que tiene el tamaño de Texas, Europa tiene aproximadamente una cuarta parte del tamaño de la Tierra, o un poco más pequeña que la luna de la Tierra. Y la evidencia sugiere que Europa tiene un océano de agua salada mucho más profundo que Encelado, posiblemente de 40 a 100 millas (alrededor de 60 a 160 kilómetros) de profundidad, lo que significa que podría contener aproximadamente el doble de agua que los océanos de la Tierra. Algunos científicos plantean la hipótesis de que el océano de Europa podría estar reaccionando con rocas sobrecalentadas debajo de su lecho marino, posiblemente a través de respiraderos hidrotermales. En la Tierra, esas áreas son semilleros de actividad química que nutre a innumerables criaturas.

Los científicos dicen que también podría haber grandes bolsas de agua derretida en la capa de hielo de Europa, que es más probable que el océano sea la fuente de las columnas. Estos bolsillos también podrían producir hábitats acogedores para los organismos.

Debido a que está mucho más cerca de Júpiter que Encelado de Saturno, se genera más calor en Europa a partir de la fricción producida cuando gira alrededor de su 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 Encelado. Algunos científicos predicen que Europa tiene placas tectónicas que desplazan y reciclan los bloques de hielo que forman la superficie de la luna. Si es así, Europa podría estar circulando nutrientes producidos en la superficie por la radiación de Júpiter, como el oxígeno, a bolsas de líquido en la capa de hielo o quizás al océano mismo. A través de Europa Clipper, los científicos tendrán la oportunidad de probar algunas de sus predicciones analizando la composición química de las columnas o los rastros que pueden dejar en la superficie.

Los científicos advierten que las columnas de Europan, incluso si están allí, podrían ser difíciles de detectar incluso de cerca. Pueden ser esporádicos, y pueden ser pequeños y delgados, dado que la gravedad de Europa, que es mucho más fuerte que la de Encelado, probablemente mantendría estas columnas de agua cerca de la superficie. Esa es una desviación drástica de la espectacular columna de vapor de Encelado:siempre está encendida y es más grande que la luna misma, rociando partículas heladas a cientos de millas sobre la superficie. "Incluso si están allí, las columnas de Europa pueden no ser tan fotogénicas", dijo Hedman.

Aunque los científicos de Europa Clipper están ideando una variedad de estrategias creativas para encontrar penachos activos cuando la nave espacial comience a explorar Europa en 2031, no confían en ellos para comprender lo que sucede dentro de la luna. "No tenemos que atrapar uno para una misión exitosa", dijo Quick.

Quick agregó que todos los instrumentos a bordo del Clipper pueden aportar evidencia de condiciones habitables debajo de la superficie, independientemente de las columnas activas.

Algunos ejemplos de cómo el equipo científico buscará penachos potenciales incluyen el conjunto de cámaras de Europa Clipper, EIS. Buscará penachos cerca de la superficie de Europa en parte buscando sus siluetas en el limbo o borde de Europa, cuando la luna esté iluminada por la luz de Júpiter cuando pase frente al planeta. EIS tomará fotos de las columnas en caso de que aparezcan, así como de los depósitos de columnas que podrían ser visibles en la superficie. El Europa-UVS también se esforzará por detectar penachos en luz ultravioleta, incluso en el borde de la luna cuando Europa pasa frente a estrellas cercanas, y puede medir la composición química de tales penachos. Una cámara térmica, el Sistema de imágenes de emisiones térmicas de Europa (E-THEMIS), buscará puntos calientes en la superficie que puedan ser evidencia de erupciones activas o recientes.

El equipo de Europa Clipper está listo para tener éxito ya sea que los investigadores encuentren o no penachos en Europa, aunque muchos científicos esperan un espectáculo acuático espectacular para enriquecer la misión y nuestra comprensión de Europa. "Sospecho que Europa está activa y está dejando escapar algo de material", dijo Hedman. "Pero espero que cuando realmente entendamos cómo está haciendo eso, no será lo que nadie esperaba".