El 14 de octubre de 2024, NASA lanzado una nave espacial robótica llamada Clíper Europaa las lunas de Júpiter. Clipper llegará a Europa, la luna joviana cubierta de hielo, en 2030 y pasará varios años recopilando y enviando datos valiosos sobre la habitabilidad potencial de la luna a la Tierra.
Clipper no es la única misión que destaca el interés de los investigadores en Júpiter y sus lunas.
El 13 de abril de 2023, la Agencia Espacial Europea lanzó un cohete que transportaba una nave espacial con destino a Júpiter. El Explorador de lunas heladas de Júpiter– o JUICE – pasará al menos tres años en las lunas de Júpiter después de su llegada en 2031.
soy un científico planetario quien estudia el estructura y evolución de planetas sólidos y lunas en el sistema solar.
Hay muchas razones por las que mis colegas y yo esperamos obtener los datos que Europa Clipper y JUICE, con suerte, enviarán a la Tierra en la década de 2030. Pero quizás la información más interesante tenga que ver con el agua. Tres de las lunas de Júpiter (Europa, Ganímedes y Calisto) albergan grandes océanos subterráneos de agua líquida que podrían albergar vida.
Esta imagen compuesta muestra, de arriba a abajo, Ío, Europa, Ganímedes y Calisto junto a Júpiter. NASA, CC BY-ND
Conoce a Ío, Europa, Ganímedes y Calisto
Júpiter tiene docenas de lunas. Cuatro de ellos, en particular, son de interés para los científicos planetarios.
Ío, Europa, Ganímedes y Calisto son, como la Luna de la Tierra, mundos relativamente grandes, esféricos y complejos. Dos misiones anteriores de la NASA enviaron naves espaciales a orbitar el sistema de Júpiter y recopilaron datos sobre estas lunas. El galileo misión Orbitó Júpiter de 1995 a 2003 y condujo a descubrimientos geológicos en las cuatro grandes lunas. El misión juno Todavía hoy orbita Júpiter y ha proporcionado a los científicos una visión sin precedentes de la composición, estructura y entorno espacial de Júpiter.
Estas misiones y otras observaciones revelaron que Io, el más cercano de los cuatro a su planeta anfitrión, es alborotado conactividad geológicaincluidos lagos de lava, erupciones volcánicas y montañas formadas tectónicamente. Pero no alberga grandes cantidades de agua.
Europa, Ganímedes y Calisto, por el contrario, tienen paisajes helados. La superficie de Europa es un paraíso helado con una historia joven pero compleja, posiblemente incluyendo análogos helados de placas tectónicas y volcanes. Ganímedes, la luna más grande de todo el sistema solar, es más grande que Mercurio y tiene su propio campo magnético generado internamente a partir de un núcleo de metal líquido. Calisto parece algo inerte en comparación con los demás, pero sirve como una valiosa cápsula del tiempo de un pasado antiguo que ya no es accesible en las superficies juveniles de Europa e Ío.
Lo más emocionante de todo es que es casi seguro que Europa, Ganímedes y Calisto poseen océanos subterráneos de agua líquida.
El calor del interior de Europa y la energía de las mareas de Júpiter probablemente mantienen un enorme océano líquido debajo de la superficie helada de la luna. NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll
Mundos oceánicos
Europa, Ganímedes y Calisto tienen superficies frías que son cientos de grados bajo cero. A estas temperaturas, el hielo se comporta como una roca sólida.
Pero al igual que la tierracuanto más bajo tierra te adentras en estas lunas, más calor hace. Baja lo suficiente y eventualmente alcanzarás la temperatura en la que el hielo se derrite en agua. Exactamente qué tan abajo ocurre esta transición en cada una de las lunas es un tema de debate que los científicos esperan resolver con JUICE y Europa Clipper. Si bien las profundidades exactas aún son inciertas, los científicos confían en que estos océanos existen.
La mejor evidencia de estos océanos proviene del campo magnético de Júpiter. El agua salada es conductora de electricidad. Entonces, a medida que estas lunas viajan a través del campo magnético de Júpiter, Generar un campo magnético secundario y más pequeño. que indica a los investigadores la presencia de un océano subterráneo. Utilizando esta técnica, los científicos planetarios han podido demostrar que los tres las lunas contienen océanos subterráneos. Y estos océanos no son pequeños: el océano de Europa por sí solo podría tener más de duplicar el agua de todos los océanos de la Tierra combinados.
Una siguiente pregunta obvia y tentadora es si estos océanos pueden sustentar vida extraterrestre. El agua líquida es una parte importante de lo que constituye un mundo habitable, pero está lejos de ser el único requisito para la vida. La vida también necesita energía y ciertos químicos compuestos, además de agua, para florecer. Debido a que estos océanos están ocultos bajo kilómetros de hielo sólido, La luz del sol y la fotosíntesis están apagadas.. Pero es posible que otras fuentes puedan proporcionar los ingredientes necesarios.
En Europa, por ejemplo, el océano de agua líquida se superpone a un interior rocoso. Ese fondo marino rocoso podría proporcionar energía y productos químicos a través de volcanes submarinos que podrían hacer habitable el océano de Europa. Pero también es posible que el océano de Europa sea un lugar estéril e inhóspito: los científicos necesitan más datos para responder a estas preguntas.
La nave espacial Jupiter Icy Moons Explorer viajará durante ocho años antes de llegar a Júpiter. ESA/ATG medialab/NASA/JPL/Universidad de Arizona/J. nicolas
Próximas misiones de la ESA y la NASA
Europa Clipper y JUICE están creados para brindar a los científicos información revolucionaria sobre la habitabilidad potencial de las lunas de Júpiter. Si bien ambas misiones recopilarán datos sobre múltiples lunas, JUICE pasará tiempo orbitando y enfocándose en Ganímedes, y Europa Clipper realizará docenas de sobrevuelos cercanos a Europa.
Ambas naves espaciales llevarán un conjunto de instrumentos científicos construidos específicamente para investigar los océanos. El radar a bordo permitirá a Europa Clipper y JUICE para sondear las lunascapas exteriores de hielo sólido. El radar podría revelar pequeñas bolsas de agua líquida en el hielo o, en el caso de Europa, que tiene una capa exterior de hielo más delgada que Ganímedes y Calisto, con suerte detectar el océano más grande.
También habrá magnetómetros. en ambas misiones. Estas herramientas brindarán a los científicos la oportunidad de estudiar con gran detalle los campos magnéticos secundarios producidos por la interacción de los océanos conductores con el campo de Júpiter y, con suerte, darán a los investigadores pistas sobre la salinidad y los volúmenes de los océanos.
Los científicos también observarán pequeñas variaciones en la atracción gravitacional de las lunas al rastrear movimientos sutiles en las órbitas de ambas naves espaciales, lo que podría ayudar a determinar si el fondo marino de Europa tiene volcanes que proporcionar la energía necesaria y química para que el océano sustente la vida.
Finalmente, ambas naves llevarán una gran cantidad de cámaras y sensores de luz que proporcionarán imágenes sin precedentes de la geología y composición de las superficies heladas de la luna.
Quizás algún día una nave espacial pueda perforar kilómetros de hielo sólido en Europa, Ganímedes o Calisto y explorar los océanos directamente. Hasta entonces, las observaciones desde naves espaciales como Europa Clipper y JUICE son la mejor apuesta de los científicos para aprender sobre estos mundos oceánicos.
Cuando Galileo descubrió estas lunas en 1609, fueron los primeros objetos conocidos en orbitar directamente otro planeta. Su descubrimiento fue el último clavo en el ataúd de la teoría de que la Tierra –y la humanidad– reside en el centro del universo. Quizás estos mundos tengan guardada otra sorpresa humillante.
Este artículo, publicado originalmente el 10 de abril de 2023, se actualizó con detalles sobre el lanzamiento de Europa Clipper.
Mike Sori es profesor asistente de ciencia planetaria en la Universidad Purdue. Este artículo se republica desde La conversación bajo un Licencia Creative Commons. Lea el artículo original.