Los misteriosos géiseres de Europa, la luna helada de Júpiter

Investigadores confirmaron que Europa , un satélite natural del planeta Júpiter, libera materia en forma de plumas al espacio desde su superficie helada. Según estimaciones, en el momento del avistamiento, la masa expulsada era de unas 2 toneladas por segundo. ¿Cuál es el origen de tal géiser? Aún no se ha identificado ninguna fuente. Pero otro estudio  ha revelado que varias regiones del satélite tienen propiedades que indican potencialmente la presencia de géiseres.

Superficie helada de Europa, satélite de Júpiter / NASA / Jet Propulsion Lab-Caltech / SETI Institute.

Una superficie de unos 100 millones de años

Las lunas heladas de Júpiter son de gran interés científico en la búsqueda de zonas habitables dentro de nuestro sistema solar. Y este es particularmente el caso del satélite Europa. Geológicamente, su superficie es muy joven -unos 100 millones de años- y muestra signos de tectónica y actividad potencial, con volcanes de hielo . Hay un océano de agua líquida salada en contacto con el manto rocoso, un ambiente extraterrestre particularmente propicio para la aparición de vida.

Las observaciones del telescopio espacial Hubble han mostrado la presencia indirecta de géiseres en la atmósfera superior desde 2012 , pero hasta entonces no se había identificado claramente ningún rastro de actividad en la superficie. Por lo tanto, el origen de estos géiseres sigue siendo un misterio. Sin embargo, por primera vez, un estudio de la microtextura ha revelado posibles zonas activas en la superficie de Europa.

Figura 1: A la izquierda, penachos en la atmósfera superior de Europa. A la derecha, cyrovulcanismo sobre Europa. A la izquierda, NASA/ESA/Sparks (STScl)/USGS Astrogeology Science Center A la derecha, Nasa/JPL/DLR , proporcionado por el autor

Las plumas, o penachos, son eyecciones de materia que se esparcen desde la superficie hacia la atmósfera. Encelado , el satélite natural de Saturno, es la primera luna helada en la que se descubrió tal actividad gracias a la misión Cassini . La sonda Cassini incluso pudo tomar muestras y analizar la columna a su paso, y encontró allí granos compuestos de hielo de agua, pero también de materia orgánica compleja.

Vapor de agua: detección indirecta

En Europa, el vapor de agua en su forma molecular H 2 O se ha detectado indirectamente en la atmósfera muy alta, y esta es la primera vez que un estudio telescópico ha permitido tal observación. En 2012 los científicos ya habían observado la presencia de átomos de hidrógeno y oxígeno en la atmósfera muy alta gracias a imágenes del Telescopio Espacial Hubble . Pero la cuantificación del agua presente es muy difícil. Y por una buena razón: la mitad del vapor de agua expulsado cae a la superficie, y de la otra mitad que escapa a la atmósfera, solo el 1% se disocia en forma de hidrógeno y oxígeno. Las nuevas observaciones de 2016 del Observatorio Keck en Hawáihan hecho posible, por el contrario, medir directamente el vapor de agua. Estos análisis estimaron el agua vertida a la atmósfera de Europa en 2 toneladas por segundo.

El hielo de Europa no es estable. Sublima permanentemente bajo el efecto del bombardeo de partículas energéticas, a razón máxima de 1 tonelada por segundo. Por lo tanto, hay mil millones de billones de moléculas de agua (10 18 ) continuamente por metro cuadrado en la atmósfera de Europa. Este valor puede parecer enorme, pero en realidad representa solo una presión muy baja (10 -11  bar). Esto es mucho menor que en la Tierra (la presión atmosférica promedio al nivel del mar es de 1 bar). Además, siendo el bombardeo de partículas energéticas casi constante, el vapor de agua debería escapar continuamente. Sin embargo, la atmósfera sobreinflada de Europa solo se ha detectado una vez, el 26 de abril de 2016 a las 05:32 ( hora universal) .), de un total de 17 observaciones. En otras palabras, el origen del fenómeno debe buscarse en otra parte, y que probablemente provenga de procesos internos.

¿De dónde salió el penacho?

Desafortunadamente, las observaciones telescópicas desde la Tierra no permiten identificar con precisión el área a partir de la cual se formó la columna de vapor de agua. Es posible que podamos averiguar más al mirar imágenes de misiones espaciales pasadas. De hecho, se han identificado varias estructuras geológicas que pueden atestiguar una actividad en Europa, como se muestra en la figura 1. Sin embargo, tenemos muy pocas imágenes de alta resolución. Y que estas imágenes no muestran señales de penachos.

Un equipo de investigadores e ingenieros franceses utilizó otra técnica para estudiar la superficie de Europa: la fotometría . De qué se trata ? La técnica consiste en analizar cómo una superficie refleja la luz en función de su geometría. Y en este caso, el equipo científico analizó los datos de las antiguas misiones Voyager y New Horizons de esta manera . Al hacerlo, los investigadores pudieron determinar la microtextura de la luna helada de Júpiter (porosidad, estructura interna, forma del grano, aspereza, etc.). Esto podría proporcionar una mejor comprensión de los procesos geológicos en el trabajo.

Figura 2: A la izquierda, ilustración del principio de la fotometría. A la derecha, ilustración de la microtextura superficial (porosidad, estructura interna, forma de grano, rugosidad, etc.).

En general, se encontró que la microtextura de Europa es muy variada, mostrando una gran diversidad de suelos helados. La mayoría de las parcelas difunden la luz hacia atrás. Es decir que la mayor parte de la luz se devuelve en la dirección de la iluminación, como en la Luna. Este comportamiento se debe al bombardeo de partículas solares y micrometeoritos . El equipo científico, sin embargo, identificó tres regiones muy brillantes y, por el contrario, dispersando la luz hacia adelante, lo que podría ser un signo de depósitos recientes debido a géiseres o criovolcanes .

Figura 3: Fotometría de superficie de Europa. Las zonas 1, 9 y 19 se difunden hacia el frente, mientras que el comportamiento promedio es más difuso hacia la parte trasera. Las zonas 1, 9 y 19 contienen granos más suaves que no han tenido tiempo de ser alterados por el bombardeo de micrometeoritos y partículas solares

Estas áreas serán objetivos principales para las próximas misiones espaciales JUICE de la Agencia Espacial Europea (ESA) y EUROPA Clipper de la NASA, donde las futuras campañas de observación telescópica desde tierra deberían finalmente resolver el misterioso origen de estos géiseres.

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