Hubble descubre la misteriosa regeneración de vapor de agua en la luna Europa de Júpiter

Luna de Júpiter, Europa. Crédito: NASA / JPL-Caltech / SETI Institute

Podrías pensar que vivir a 500 millones de millas del sol no sería un lugar al que llamamos hogar. Pero los astrónomos planetarios están muy interesados ​​en explorar Europa en busca de vida. Ligeramente más pequeña que la luna de la Tierra, Europa orbita salvajemente Júpiter. Una superficie lunar helada nunca se calienta más de menos 260 grados Fahrenheit F. La temperatura es tan fría que el hielo de agua es tan duro como una roca.

Sin embargo, bajo la sólida corteza helada puede haber un océano global con más agua que en la Tierra. Y donde hay agua, puede haber vida. Como una manguera de jardín que gotea, el océano arroja vapor de agua al espacio desde géiseres que penetran en las grietas de la superficie, como lo fotografió por primera vez telescopio espacial Hubble en 2013.

El último desarrollo proviene de las observaciones de archivo del Hubble, que abarcan desde 1999 hasta 2015, que encontraron que el vapor de agua se repone constantemente en los hemisferios de la luna. Esto es un poco ambiguo. Sin embargo, la atmósfera es solo una mil millonésima parte de la presión superficial de la atmósfera terrestre.

El vapor de agua no se vio directamente, pero Hubble midió la firma espectroscópica ultravioleta del oxígeno. El oxígeno es un componente del agua. A diferencia de los géiseres, este vapor de agua no proviene del interior de Europa, pero la luz solar hace que el hielo de la superficie se sublime. Recientemente se encontró una atmósfera similar de vapor de agua en la luna de Joviano Ganímedes.

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Europa es muy emocionante como potencial lugar de vida y su objetivo NASAEuropa Clipper y Jupiter Icy Explorer (JUICE) de la Agencia Espacial Europea: lanzamiento planeado dentro de una década.

Cuadro de Europa

Esta imagen 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 dura y helada tiene la apariencia de cáscaras de huevo agrietadas. El interior contiene un océano global con más agua de la que hay en la Tierra. Puede albergar la vida tal como la conocemos. Las observaciones del telescopio espacial Hubble en Europa revelaron la presencia de vapor de agua persistente en su atmósfera extremadamente débil. Las observaciones del Hubble, que abarcan desde 1999 hasta 2015, encontraron que el vapor de agua se repone constantemente en todo el hemisferio lunar. Este es un hallazgo diferente de las observaciones del Hubble de 2013 que encontraron vapor de agua localizado de géiseres que emanaban del subsuelo del océano. Este vapor de agua proviene de un proceso completamente diferente. La luz solar hace que el hielo de la superficie se sublime y se convierte directamente en gas. Esta vista compuesta de color de Galileo combina imágenes violetas, verdes e infrarrojas. La vista de la luna se muestra en color natural (izquierda) y con colores mejorados diseñados para resaltar sutiles diferencias de color en la superficie (derecha). La parte blanca brillante y azulada de la superficie de Europa se compone principalmente de hielo de agua, con muy pocos materiales que no sean hielo. Las líneas largas y oscuras son fracturas de la corteza, algunas de más de 1.850 millas de largo. La misión de Galileo terminó el 21 de septiembre de 2003, cuando se ordenó deliberadamente a la nave que se sumergiera en la atmósfera de Júpiter, donde fue destruida. Sin embargo, los científicos hasta el día de hoy 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 fotografía, imágenes y otros datos de Galileo se publican en la página de inicio de Galileo Expedition. También se dispone de información básica y contexto educativo para las imágenes. Crédito: NASA, NASA-JPL, Universidad de Arizona

Las observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA de la luna helada de Júpiter, Europa, han revelado la presencia de vapor de agua persistente, pero, misteriosamente, solo en un hemisferio.

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Europa alberga un vasto océano debajo de su superficie helada, que puede proporcionar condiciones favorables para la vida. Este hallazgo mejora la comprensión de los astrónomos sobre la estructura de la atmósfera de las lunas heladas y ayuda a sentar las bases de las misiones científicas planificadas al sistema joviano, en parte, para explorar si un entorno a 500 millones de millas del sol podría sustentar la vida.

Las observaciones previas de vapor de agua en Europa se han relacionado con columnas que hacen erupción a través del hielo, como las fotografió Hubble en 2013. Son similares a las fuentes termales de la Tierra, pero se extienden a más de 60 millas de altura. Producen puntos transitorios de vapor de agua en la atmósfera de la Luna, que es solo una milmillonésima parte de la presión superficial de la atmósfera de la Tierra.

Sin embargo, los nuevos resultados muestran cantidades similares de vapor de agua esparcidas sobre un área más grande de Europa en las observaciones del Hubble de 1999 a 2015. Esto indica una presencia a largo plazo de una atmósfera de vapor de agua solo en el hemisferio posterior de Europa, la parte de la Luna que siempre es opuesta a la dirección de su movimiento a lo largo de su órbita. La causa de la asimetría entre los hemisferios anterior y posterior no se comprende completamente.

El descubrimiento se extrajo de un nuevo análisis de imágenes y espectros de archivo del Hubble, utilizando una técnica que recientemente condujo a la detección de vapor de agua en la atmósfera de Ganímedes, la luna de Júpiter, por Lorenz Roth del Real Instituto de Tecnología, Física del Espacio y del Plasma. , Suecia.

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«Observar el vapor de agua en Ganímedes, y en el lado posterior de Europa, avanza nuestra comprensión de las atmósferas lunares heladas», dijo Roth. «Sin embargo, el descubrimiento de abundante agua sedimentada en Europa es un poco más sorprendente que su descubrimiento en Ganímedes porque las temperaturas de la superficie de Europa son más bajas que las de Ganímedes».

Europa refleja más luz solar que Ganímedes, lo que hace que la superficie sea 60 grados Fahrenheit más fría que Ganímedes. La más alta durante el día en Europa es de 260 grados Fahrenheit. Sin embargo, incluso a temperaturas más bajas, las nuevas observaciones indican que el hielo de agua se sublima, es decir, se transforma directamente de sólido a vapor sin fase líquida, desde la superficie de Europa, tal como ocurre en Ganímedes.

Para hacer el descubrimiento, Roth profundizó en conjuntos de datos de archivo del Hubble, seleccionando observaciones ultravioleta de Europa de 1999, 2012, 2014 y 2015 cuando la luna estaba en diferentes posiciones orbitales. Todas estas observaciones fueron capturadas usando el Espectrorradiómetro de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS). Las observaciones ultravioleta de STIS permitieron a Roth determinar la abundancia de oxígeno, un componente del agua, en la atmósfera de Europa, y al interpretar la fuerza de la emisión en diferentes longitudes de onda, pudo inferir la presencia de vapor de agua.

Este descubrimiento allana el camino para estudios en profundidad de Europa a través de futuras investigaciones, incluida la misión Europa Clipper de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). Comprender la formación y evolución de Júpiter y sus lunas también ayuda a los astrónomos a comprender mejor los planetas similares a Júpiter alrededor de otras estrellas.

Estos resultados se han publicado en la revista Cartas de investigación geofísica.

Referencia: “Un H.2O Atmosphere on Europa Trailing Hemisphere de imágenes HST «por Lorenz Roth, 13 de septiembre de 2021 Disponible Cartas de investigación geofísica.
doi: 10.1029 / 2021GL094289

El telescopio espacial Hubble es un proyecto de colaboración internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA). El telescopio es operado por el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. El Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado para la NASA por el Consorcio de Universidades para la Investigación en Astronomía en Washington, DC

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