Nuevas observaciones del Telescopio espacial James Webb (JWST) están pintando una nueva imagen de la luna europa de Júpiter y revelando la química oculta del interior de la luna helada.
Durante décadas, científicos representados Europa’s superficie congelada como una cáscara tranquila y silenciosa. Pero las nuevas observaciones revelan que en realidad es un mundo dinámico que está lejos de ser congelado en el tiempo.
“Creemos que la superficie es bastante porosa y lo suficientemente cálida en algunas áreas como para permitir que el hielo se recristalice rápidamente”, dijo Richard Cartwright, espectroscopista del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins y autor principal del nuevo estudio, en un declaración.
Quizás aún más emocionante es lo que revela esta actividad superficial sobre el océano subterráneo de Europa. La presencia de actividad geológica y el ciclo continuo entre el subsuelo y la superficie hacen que los “terrenos del caos”, regiones altamente interrumpidas, donde los bloques de hielo parecen haberse roto, desplazado y refrozado, especialmente valiosos como ventanas potenciales en el interior de Europa.
El estudio se centró en dos regiones en el hemisferio sur de Europa: Tara Regio y Powys Regio. Tara Regio, en particular, se destaca como una de las áreas más intrigantes de la Luna. Las observaciones de JWST detectaron hielo cristalino tanto en la superficie como más profundo a continuación, desafiando suposiciones previas sobre cómo se distribuye el hielo en Europa.
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Al medir las propiedades espectrales de estas regiones de “caos” que usan datos de detección remota, los científicos podrían obtener una visión valiosa sobre la química de Europa, así como su potencial de habitabilidad, explicaron en el documento, que se publicó el 28 de mayo en el 28 de mayo. The Planetary Science Journal.
“Nuestros datos mostraron fuertes indicaciones de que lo que estamos viendo debe ser obtenido del interior, tal vez desde un océano subsuperficial de casi 20 millas (30 kilómetros) debajo del grueso caparazón helado de Europa”, dijo en la declaración Ujjwal Raut, gerente de programas del Southwest Research Institute y coautor del estudio.
Química oculta
Raut y su equipo realizaron experimentos de laboratorio para estudiar cómo el agua se congela en Europa, donde la superficie es bombardeada constantemente por partículas cargadas desde el espacio. A diferencia de Tierradonde el hielo forma naturalmente una estructura cristalina hexagonal, la intensa radiación en Europa interrumpe la estructura del hielo, lo que hace que se convierta en lo que se conoce como hielo amorfo, una forma desordenada y no cristalina.
Los experimentos jugaron un papel crucial en la demostración de cómo cambia el hielo con el tiempo. Al estudiar cómo se transforma el hielo entre diferentes estados, los científicos pueden aprender más sobre la dinámica de la superficie de la luna. Cuando se combinan con datos frescos de JWST, estos hallazgos se suman a un creciente cuerpo de evidencia que muestra que un vasto y oculto océano líquido se encuentra debajo de la carcasa helada de Europa.
“En esta misma región […] Vemos muchas otras cosas inusuales, incluida la mejor evidencia del cloruro de sodio, como la sal de la mesa, que probablemente se originan en su océano interior “, dijo Cartwright.” También vemos algunas de las pruebas más fuertes de CO2 y peróxido de hidrógeno en Europa. La química en este lugar es realmente extraña y emocionante “.
Estas regiones, marcadas por características de la superficie fracturada, pueden apuntar a la actividad geológica empujando el material por debajo de la carcasa helada de Europa.
El instrumento NIRSPEC de JWST es especialmente adecuado para estudiar la superficie de Europa porque puede detectar firmas químicas clave en una amplia gama de longitudes de onda infrarrojas. Esto incluye características asociadas con hielo de agua cristalina y una forma específica de dióxido de carbono llamado ¹³co₂, que son importantes para comprender los procesos geológicos y químicos de la luna.
NIRSPEC puede medir estas características a la vez al tiempo que también crea mapas detallados que muestran cómo estos materiales se distribuyen en la superficie de Europa. Su alta sensibilidad y capacidad para recopilar datos espectrales y espaciales lo convierten en una herramienta ideal para descubrir pistas sobre lo que se encuentra debajo de la corteza helada de Europa.
El equipo detectó niveles más altos de dióxido de carbono en estas áreas que en las regiones circundantes. Llegaron a la conclusión de que probablemente se origina en el océano subterráneo en lugar de fuentes externas como meteoritosque habría resultado en una distribución más uniforme.
Además, el dióxido de carbono es inestable bajo el intenso entorno de radiación de Europa, lo que sugiere que estos depósitos son relativamente recientes y vinculados a los procesos geológicos en curso. “La evidencia de un océano líquido debajo del caparazón helado de Europa está aumentando, lo que hace que esto sea tan emocionante a medida que continuamos aprendiendo más”, dijo Raut.
Otro hallazgo intrigante fue la presencia de carbono-13, un isótopo de carbono. “¿Dónde está esto? 13CO2 viene de? Es difícil de explicar, pero cada camino lleva a un origen interno, que está en línea con otras hipótesis sobre el origen de 12CO2 Detectado en Tara Regio “, dijo Cartwright.
Este estudio llega como el de la NASA Europa Clipper La misión se encuentra actualmente en camino a la luna Jovian, con una llegada esperada en abril de 2030. La nave espacial realizará docenas de Flyby, y cada uno lo acerca a la superficie de Europa para recopilar datos críticos sobre el océano escondido debajo de la corteza helada de la luna.