Hubble encuentra evidencia de atmósfera de vapor de agua persistente en Europa
Las observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA revelaron recientemente vapor de agua en la atmósfera de Ganímedes, una de las lunas de Júpiter. Un nuevo análisis de imágenes de archivo y espectros ha revelado que el vapor de agua también está presente en la atmósfera de la luna helada de Júpiter, Europa. El análisis encontró que una atmósfera de vapor de agua está presente solo en un hemisferio de la luna. Este resultado avanza nuestra comprensión de la estructura atmosférica de las lunas heladas y ayuda a sentar las bases para las próximas misiones científicas que explorarán las lunas heladas de Júpiter.
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| Esta imagen de Júpiter y Europa, tomada por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA el 25 de agosto de 2020, fue capturada cuando el planeta estaba a 653 millones de kilómetros de la Tierra. La vista completa de esta imagen del Hubble se puede ver aquí. Crédito: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center) y M. H. Wong (Universidad de California, Berkeley) y el equipo OPAL. |
Europa, una de las 79 lunas de Júpiter, es la sexta luna más cercana a Júpiter y la sexta luna más grande del Sistema Solar. Es un orbe helado más grande que el planeta enano Plutón con una superficie lisa y helada marcada por grietas y fisuras. La superficie de la luna es un ambiente sombrío con una temperatura promedio de -170 ° C y solo una atmósfera tenue. Sin embargo, los astrónomos sospechan que Europa alberga un vasto océano debajo de su superficie helada, que algunos científicos especulan que podría albergar vida extraterrestre [1]. Ahora, por primera vez, un astrónomo ha descubierto evidencia de vapor de agua persistente en la atmósfera de Europa.
Utilizando una técnica que recientemente resultó en el descubrimiento de vapor de agua en la atmósfera de Ganímedes, la luna de Júpiter, un astrónomo ha encontrado evidencia de agua en el hemisferio posterior de Europa, la porción de la luna que siempre es opuesta a su dirección de movimiento [2]. La distribución asimétrica del vapor de agua fue predicha por estudios previos basados en simulaciones por computadora, pero no se había detectado previamente mediante observación.
“La observación del vapor de agua en Ganímedes y en el lado posterior de Europa avanza nuestra comprensión de las atmósferas de las lunas heladas”, comentó Lorenz Roth del Real Instituto de Tecnología de KTH en Estocolmo, Suecia, autor de este estudio. "La detección de una abundancia estable de H2O en Europa es sorprendente porque las temperaturas de la superficie son muy bajas".
Para hacer este descubrimiento, Roth profundizó en los conjuntos de datos de archivo del Hubble, seleccionando observaciones ultravioleta de Europa de 1999, 2012, 2014 y 2015 mientras la luna estaba en varias posiciones orbitales. Todas estas observaciones se tomaron con uno de los instrumentos más versátiles del Hubble: el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial (STIS). Estas observaciones ultravioleta de STIS permitieron a Roth determinar la abundancia de oxígeno, uno de los componentes del agua, en la atmósfera de Europa, y al interpretar la fuerza de emisión en diferentes longitudes de onda, pudo inferir la presencia de vapor de agua.
Las observaciones anteriores de vapor de agua en Europa se han asociado con columnas transitorias que hacen erupción a través del hielo, análogas a los géiseres aquí en la Tierra pero a más de 100 kilómetros de altura. Los fenómenos observados en estos estudios de columnas fueron aparentemente inhomogeneidades transitorias o manchas en la atmósfera. Sin embargo, los nuevos resultados muestran que hay cantidades similares de vapor de agua presentes en un área más grande en observaciones que abarcan desde 1999 hasta 2015. Esto sugiere la presencia a largo plazo de una atmósfera de vapor de agua en el hemisferio final de Europa. A pesar de la presencia de vapor de agua en el hemisferio posterior de Europa, no hay indicios de H2O en el hemisferio anterior de Europa.
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| Esta fotografía de Europa, la luna joviana, fue tomada en junio de 1997 a una distancia de 776,700 millas por la nave espacial Galileo de la NASA. Ligeramente más pequeña que la luna de la Tierra, Europa tiene una superficie muy lisa y la corteza de hielo sólido tiene la apariencia de una cáscara de huevo agrietada. El interior tiene un océano global con más agua de la que se encuentra en la Tierra. Posiblemente podría albergar la vida tal como la conocemos. Las observaciones del telescopio espacial Hubble de Europa han revelado la presencia de vapor de agua persistente en su atmósfera muy tenue. Las observaciones del Hubble, que abarcan de 1999 a 2015, encuentran que el vapor de agua se repone constantemente en un hemisferio de la luna. Este es un hallazgo diferente de las observaciones de Hubble de 2013 que encontraron vapor de agua localizado de géiseres que se ventilan desde su océano subsuperficial. Este vapor de agua proviene de un proceso completamente diferente. La luz solar hace que la superficie del hielo se sublime y se convierte directamente en gas. Esta vista de Galileo compuesta de colores combina imágenes violetas, verdes e infrarrojas. La vista de la luna se muestra en color natural (izquierda) y en color mejorado diseñado para resaltar sutiles diferencias de color en la superficie (derecha). La parte blanca brillante y azulada de la superficie de Europa está compuesta principalmente de hielo de agua, con muy pocos materiales que no sean hielo. Las líneas largas y oscuras son fracturas en la corteza, algunas de las cuales tienen más de 1,850 millas de largo. La misión Galileo terminó el 21 de septiembre de 2003, cuando se ordenó intencionalmente a la nave espacial que se sumergiera en la atmósfera de Júpiter, donde fue destruida. Sin embargo, hasta el día de hoy, los científicos continúan estudiando los datos que recopilaron. El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de Pasadena, California, gestionó la misión Galileo para la Oficina de Ciencias Espaciales de la NASA en Washington, DC. JPL es una división operativa del Instituto de Tecnología de California (Caltech). Esta imagen y otras imágenes y datos recibidos de Galileo se publican en la página de inicio de la misión Galileo. La información de fondo y el contexto educativo también están disponibles para las imágenes. Créditos: reconocimineto: NASA, NASA-JPL, Universidad de Arizona |
Los científicos espaciales que trabajan para comprender estas lunas heladas pronto podrán beneficiarse de una vista de cerca. La misión JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) de la ESA se está preparando para un recorrido por Ganímedes, Calisto y Europa, las tres lunas heladas más grandes de Júpiter. JUICE es la primera misión de clase grande en el programa Cosmic Vision 2015-2025 de la ESA y se espera que se lance en 2022 y llegue a Júpiter en 2031. La sonda llevará un conjunto avanzado de instrumentos: la carga útil de detección remota más poderosa jamás volada al exterior del Sistema Solar, y pasará al menos tres años haciendo observaciones detalladas del sistema joviano. Europa también será visitada por una misión de la NASA, Europa Clipper, que realizará una serie de sobrevuelos de la luna e investigará su habitabilidad, además de seleccionar un lugar de aterrizaje para una futura misión.
"Este resultado sienta las bases para la ciencia futura basada en las próximas misiones a las lunas jovianas", concluyó Roth. "Cuanto más entendamos acerca de estas lunas heladas antes de que lleguen naves espaciales como JUICE y Europa Clipper, mejor uso podremos hacer de nuestro limitado tiempo de observación dentro del sistema joviano".
Este descubrimiento y los conocimientos de las próximas misiones como JUICE mejorarán nuestra comprensión de los entornos potencialmente habitables en el Sistema Solar. Comprender la formación y evolución de Júpiter y sus lunas también ayuda a los astrónomos a comprender los exoplanetas similares a Júpiter alrededor de otras estrellas. Combinado con observaciones de telescopios espaciales como el próximo telescopio espacial James Webb de NASA / ESA / CSA, esto podría ayudar a los astrónomos a determinar si la vida podría surgir en sistemas exoplanetarios similares a Júpiter en otras partes del universo.
Notas
[1] El agua líquida es un ingrediente crucial en la compleja química que sustenta todas las formas de vida conocidas. El océano subterráneo de Europa no se calienta por la luz solar, sino por la sutil flexión de la luna causada por el inmenso campo gravitacional de Júpiter. La presencia de agua líquida y una fuente de energía hacen de Europa una de las ubicaciones del Sistema Solar más probables para la habitabilidad potencial.
[2] Europa está bloqueada por mareas, lo que significa que tarda la misma cantidad de tiempo en girar sobre su propio eje que en orbitar Júpiter. Esto significa que el mismo hemisferio de Europa siempre se enfrenta a Júpiter, y que el mismo hemisferio de la luna siempre está de espaldas a la dirección en la que Europa viaja a lo largo de su órbita. La Luna de la Tierra también está bloqueada por mareas, por lo que siempre vemos la misma cara de la Luna en el cielo nocturno.
Más información
El telescopio espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.
El astrónomo que llevó a cabo este estudio fue Lorenz Roth del Real Instituto de Tecnología, Física del Espacio y del Plasma, Suecia.
Estos resultados se han publicado en la revista Geophysical Research Letters.
Crédito de la imagen: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center) y M. H. Wong (Universidad de California, Berkeley) y el equipo OPAL.
Enlaces
Contactos
Lorenz Roth
KTH Real Instituto de Tecnología
Estocolmo, Suiza
Correo electrónico: lorenzr@kth.se
Bethany Downer
Director de comunicaciones científicas de ESA / Hubble
Correo electrónico: Bethany.Downer@esahubble.org
• Publicado en ESA-Hubble el 14 de octubre del 2021, enlace publicación.
