En 2013, el Telescopio Espacial Hubble detectó vapor de agua en Europa, la luna de Júpiter. El vapor era evidencia de columnas similares a las de Encelado, la luna de Saturno. Esa y otras pruebas convincentes demostraron que la Luna tiene un océano. Eso llevó a especular que el océano podría albergar vida.
Pero el océano está oscurecido bajo una gruesa capa global de hielo, lo que hace que las columnas sean nuestra única forma de examinar el océano. Las columnas son tan difíciles de detectar que no han sido confirmadas.
El autor principal del artículo que presenta la evidencia del Hubble de 2013 es Lorenz Roth del Southwest Research Institute. Dijo:"De lejos, la explicación más simple para este vapor de agua es que surgió de columnas en la superficie de Europa. Si esas columnas están conectadas con el océano de agua subsuperficial que confiamos que existe debajo de la corteza de Europa, entonces esto significa que futuras investigaciones podemos investigar directamente la composición química del entorno potencialmente habitable de Europa sin perforar capas de hielo y eso es tremendamente emocionante".
Lo es, pero primero los científicos tienen que encontrar las columnas.
"Llevamos al Hubble al límite para ver esta emisión tan débil. Podrían ser columnas furtivas porque pueden ser tenues y difíciles de observar en luz visible", dijo Joachim Saur de la Universidad de Colonia, coautor del artículo de 2013.
Describirlos como tenues columnas furtivas resultó ser profético.
Recientemente, un equipo de investigadores fue a buscar las columnas. Sus resultados se encuentran en una presentación realizada en el Simposio 383 de la IAU titulada "Espectroscopia ALMA de Europa:una búsqueda de columnas activas". El autor principal es M.A. Cordiner de la División de Exploración del Sistema Solar del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA. El artículo está disponible en arXiv. servidor de preimpresión.
"El océano subterráneo de Europa es un objetivo de alta prioridad en la búsqueda de vida extraterrestre, pero las investigaciones directas se ven obstaculizadas por la presencia de una gruesa capa de hielo exterior", escriben los autores. Los investigadores utilizaron ALMA para buscar emisiones moleculares de columnas atmosféricas. Estaban investigando procesos bajo el hielo que podrían ayudarles a comprender el océano de Europa y su química.
El sistema solar está lleno de cuerpos helados, incluidos cometas, objetos del cinturón de Kuiper, planetas enanos y lunas como Europa. Europa tiene una alta densidad en comparación con otros cuerpos helados, lo que indica un interior rocoso sustancial. Su océano constituye aproximadamente el 10% de la luna y está cubierto por una capa helada de espesor incierto. Podría tener varias decenas de kilómetros de espesor. Los científicos aprendieron mucho de esto gracias a la misión Galileo de la NASA.
En los últimos años, Europa y su océano han pasado a ocupar el primer lugar en la lista de objetivos en la búsqueda de vida. Las razones no son oscuras:el agua líquida es un faro irresistible en nuestra búsqueda de lugares habitables. Las columnas de humo del océano de Europa son nuestra única forma de estudiar el océano y su habitabilidad potencial.
A lo largo de los años, diferentes telescopios han examinado Europa en busca de más evidencia de las columnas. Han encontrado una posible actividad de penacho intermitente cerca del polo sur de la luna. Pero la confirmación de las columnas de humo que detectó el Hubble en 2013 es difícil de alcanzar. En 2023, el JWST examinó Europa. Esas observaciones "no encontraron evidencia de columnas activas, lo que indica que cualquier actividad actual debe ser localizada y débil; la confirmación sólida de los resultados iniciales de la columna del HST también sigue siendo un desafío", escriben los autores.
En un intento de encontrar las columnas, los autores emplearon ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Observaron Europa en cuatro días distintos para cubrir la superficie de la luna. Desafortunadamente, no encontraron plumas.
"A pesar de una cobertura casi completa de los hemisferios delantero y trasero de Europa, no encontramos evidencia de absorción o emisión molecular en fase gaseosa en nuestros datos de ALMA", escriben los investigadores. "Usando la combinación única de alta resolución espectral/espacial y sensibilidad de ALMA, nuestras observaciones han permitido la primera búsqueda dedicada de HCN, H2 CO, SO2 y CH3 OH en la exosfera y las columnas de Europa. No se encontró evidencia de la presencia de estas moléculas."
No encontrar evidencia no significa del todo que esas moléculas no estén allí. Más bien, significa que si están allí, sus concentraciones son tan bajas que están por debajo del umbral de detección. En este caso, algunas concentraciones serían inferiores a las detectadas en las columnas de Encelado, que están confirmadas.
Una sustancia química en particular ilustra este punto:CH3 OH (metanol.) "Para el CH3 Por otro lado, la abundancia de OH, nuestro límite superior de ALMA de <0,86% no habría sido lo suficientemente sensible para detectar esta molécula en la abundancia del penacho de Encelado de 0,02%", escriben los autores.
Existen algunas relaciones interesantes entre Europa y otros objetos helados del sistema solar. Tiene que ver con los límites de la abundancia. Los investigadores establecieron límites superiores para H2 CO (formaldehído) en Europa. "De hecho, nuestro H2 El límite superior de abundancia de CO es significativamente menor que el medido por Cassini en la columna de Encelado, lo que implica una posible diferencia química."
A pesar de que no encontró ninguna columna de humo, las observaciones fueron valiosas. Establecer límites de detección ayuda a los esfuerzos posteriores para buscarlos. Y este no será el último intento de los científicos por encontrar columnas de humo. Cualquier cosa que proporcione pistas sobre el océano de Europa es demasiado tentadora para ignorarla, y esta investigación muestra que ALMA es adecuada para este tipo de investigación.
"Nuestros resultados muestran que ALMA es una poderosa herramienta en la búsqueda de desgasificación de cuerpos helados dentro del sistema solar y que las búsquedas posteriores de otras moléculas en épocas adicionales (en Europa y otros cuerpos helados) están justificadas", concluyen los investigadores.
Más información: M. A. Cordiner et al, Espectroscopía de Europa con ALMA:una búsqueda de columnas activas, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2404.05525
Información de la revista: arXiv
Proporcionado por Universe Today
