¿Europa tiene columnas de agua? La misión de la NASA Europa Clipper buscará respuestas

En 2005, las imágenes de una columna de agua brillante que brotaba de la superficie de Encélado (la luna de Saturno) cautivaron al mundo. La columna gigante de vapor, partículas de hielo y moléculas orgánicas que emanan desde la región del polo sur de la luna sugirió que hay un océano de agua líquida debajo de la capa de hielo de Encélado y confirmó que la luna está geológicamente activa. La detección de la columna llevó a Encélado y otros cuerpos del sistema solar exterior (sin atmósferas y lejos del calor del Sol) a ser el punto de mira de la NASA como lugares para buscar señales de vida.

Los científicos se están preparando para conocer más datos de eventos de estas características a través de una misión que estudiará otro cuerpo oceánico cubierto de hielo con posibles columnas: la luna Europa de Júpiter. La misión está programada para su lanzamiento en 2024, la nave espacial Europa Clipper de la NASA estudiará la luna desde su interior profundo hasta su superficie para determinar si posee los ingredientes necesarios que la conviertan en un lugar viable para albergar vida.

Al igual que Encélado, Europa es geológicamente dinámica, lo que significa que ambas lunas generan calor en el interior ya que sus capas sólidas se estiran y contraen debido al tira y afloja gravitacional con sus planetas anfitriones y sus lunas vecinas. Esta fricción (en lugar del calor del Sol) evita que el agua subterránea se congele en estas lunas cubiertas de hielo. El calor también puede ayudar a producir o hacer circular los componentes básicos químicos para la vida en el lecho marino, 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 Encélado 2.0, con penachos saliendo constantemente de la superficie”, dijo Lynnae Quick, miembro del equipo científico involucrada en las cámaras Sistema de imágenes Europa (EIS, por sus siglas en inglés) 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 imagen sugiere que Europa puede expulsar agua de su subsuelo al igual que Encélado. Los científicos que utilizan la nave espacial Galileo de la NASA, el telescopio Hubble de la NASA y grandes telescopios terrestres, han informado de detecciones de tenues penachos de agua o componentes químicos en Europa.

Pero nadie está seguro. “Todavía estamos en el espacio donde hay datos realmente intrigantes, pero ninguno de ellos es una prueba consolidada”, dijo Matthew McKay Hedman, miembro del equipo científico del Espectrómetro de cartografía de imágenes para Europa (MISE, por sus siglas en inglés) de Europa Clipper y profesor asociado en el departamento de física en la Universidad de Idaho.

Los científicos se sienten atraídos por los penachos por un par de razones. Primero, son innegablemente geniales: “Somos científicos, pero también somos humanos”, dijo Shawn Brooks, que trabaja con el equipo científico del Espectrógrafo ultravioleta Europa (Europa-UVS, por su acrónimo en inglés) de Europa Clipper y tiene su base en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, en el sur de California.

La otra razón más práctica, dijo Brooks, es que 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 cierta comprensión de lo que está sucediendo 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 Encélado (que es del tamaño de Texas) Europa tiene aproximadamente un cuarto del tamaño de la Tierra; es un poco más pequeña que la luna de la Tierra. Y los datos sugieren que Europa tiene un océano de agua salada mucho más profundo que el de Encélado, posiblemente 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, estas áreas son focos de actividad química que nutre a innumerables criaturas.

Los científicos piensan que también podría haber grandes bolsas de agua derretida en la capa de hielo de Europa, que son más propensas a ser la fuente de penachos que el océano. Estas bolsas también podrían producir hábitats favorables para los organismos.

Debido a que Europa está mucho más cerca de Júpiter que Encélado de Saturno, en Europa se genera más calor por la fricción producida cuando gira alrededor del gigante gaseoso. Dado que el calor interno estimula la actividad geológica en los planetas rocosos, se espera que Europa tenga una geología más extensa que Encélado. 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 haciendo circular los 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 propio océano. Con 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 los penachos de Europa, de estar allí, podrían ser difíciles de detectar incluso de cerca. Pueden ser esporádicos, pequeños y delgados, dado que la gravedad de Europa (que es mucho más fuerte que la de Encélado) probablemente mantendría estas columnas de agua cerca de la superficie.

Esa es una desviación drástica de la espectacular columna de vapor de Encélado: siempre está activa y es más grande que la propia luna, rociando partículas heladas a cientos de kilómetros sobre la superficie. “Incluso si están allí, los penachos de Europa pueden no ser tan fotogénicos”, dijo Hedman.

Aunque los científicos de Europa Clipper están ideando una gran variedad de estrategias para encontrar columnas activas cuando la nave espacial comience a explorar Europa en 2031, no confían que sea suficiente para comprender lo que sucede dentro de la luna. “No tenemos que capturar un penacho para que la misión sea exitosa”, dijo Quick.

Quick añadió que todos los instrumentos a bordo de Clipper pueden aportar pruebas de condiciones habitables debajo de la superficie, independientemente de las columnas de agua activas.

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

El equipo de Europa Clipper tendrá éxito tanto si los investigadores encuentran penachos en Europa como si no, aunque muchos científicos esperan un espectáculo acuático para enriquecer la misión y nuestra comprensión de Europa. “Sospecho que Europa está activa y está dejando escapar algún material”, dijo Hedman. “Pero anticipo que cuando realmente entendamos cómo está haciendo eso, será lo que nadie esperaba”.

Más información de la misión

Las misiones como Europa Clipper contribuyen al campo de la astrobiología, la investigación interdisciplinar sobre las variables y condiciones de cuerpos distantes que podrían albergar la vida tal como la conocemos. Si bien Europa Clipper no es una misión de detección de vida, realizará un reconocimiento detallado de Europa e investigará si la luna helada, con su océano subterráneo, tiene la capacidad de albergar vida. Comprender la habitabilidad de Europa ayudará a los científicos a comprender mejor cómo se desarrolló la vida en la Tierra y el potencial de encontrar vida más allá de nuestro planeta.

Administrado por Caltech en Pasadena, California, JPL lidera el desarrollo de la misión Europa Clipper en asociación con el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins en Laurel, Maryland, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, en Washington. La Oficina del Programa de Misiones Planetarias, en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, ejecuta la gestión del programa de la misión Europa Clipper.

Por Lonnie Shekhtman
Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland

Traducido por CEV-MDSCC

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