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Esta ilustración muestra cómo sería el interior de Europa. Los géiseres pueden hacer erupción a través de grietas y hendiduras en el hielo. Fuente de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Michael Carroll
En 2013, el Telescopio Espacial Hubble observó vapor de agua en Europa, la luna de Júpiter. El vapor era evidencia de columnas similares a las encontradas en Encelado, la luna de Saturno. Ésta y otras pruebas convincentes han demostrado que la Luna tiene un océano. Esto llevó a la especulación de que el océano podría albergar vida.
Pero el océano está oscurecido bajo una gruesa capa de hielo, lo que hace que las columnas de humo sean nuestra única forma de examinar el océano. Las columnas son muy difíciles de detectar y no han sido confirmadas.
Autor principal L. el papel Lorenz Roth, del Southwest Research Institute, presenta la evidencia del Hubble de 2013. «La explicación más simple para este vapor de agua es que surgió de columnas en la superficie de Europa», dijo. «Si esas columnas están conectadas al agua del océano subterráneo, que estamos seguros está presente bajo la corteza de Europa, significa que futuras investigaciones» pueden Investigar directamente la composición química del entorno de Europa, una Europa potencialmente habitable sin necesidad de perforar capas de hielo. Esto es muy emocionante”.
Lo es, pero primero los científicos deben encontrar los pilares.
«Llevamos al Hubble al límite para ver esta emisión tan débil», dijo Joachim Sauer de la Universidad de Colonia, coautor del artículo de 2013. «Estas podrían ser columnas ocultas porque pueden ser débiles y difíciles de observar en luz visible». «.
Describirlos como frágiles pilares ocultos resultó ser profético.
Recientemente, un equipo de investigadores fue a buscar los pilares. Sus resultados se encuentran en una presentación realizada en el 383º Simposio de la IAU titulado “Espectroscopia ALMA de Europa: una búsqueda de columnas activas”. El autor principal es MA Cordiner de la División de Exploración del Sistema Solar del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA. el papel es disponible Sobre el arXiv Servidor de impresión avanzado.
«El océano subterráneo de Europa es un objetivo de alta prioridad en la búsqueda de vida extraterrestre, pero las investigaciones directas se ven obstaculizadas por la presencia de una gruesa corteza de hielo exterior», escribieron los autores. Los investigadores utilizaron ALMA para buscar emisiones moleculares de columnas atmosféricas. Han estado investigando procesos que tienen lugar bajo el hielo que podrían ayudarles a comprender el océano de Europa y su química.
El sistema solar está lleno de objetos helados, incluidos cometas, objetos del cinturón de Kuiper, planetas enanos y lunas como Europa. Europa tiene una alta densidad en comparación con otros cuerpos helados, lo que indica un interior grande y rocoso. Su circunferencia constituye aproximadamente el 10% de la Luna y está cubierta por una corteza de hielo de espesor indefinido. Su espesor puede alcanzar varias decenas de kilómetros. Los científicos han aprendido mucho de esto gracias a la misión Galileo de la NASA.
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Estas son cuatro imágenes de ALMA de Europa. Los investigadores observaron la luna en cuatro días diferentes para poder obtener imágenes de casi toda la superficie. No encontraron pilares. Crédito: Cordiner et al. 2024
En los últimos años, Europa y sus alrededores han saltado a lo más alto de la lista de objetivos en la búsqueda de vida. Las razones no son misteriosas: el agua líquida es un faro irresistible en nuestra búsqueda de lugares habitables. Las columnas del océano de Europa son nuestra única forma de estudiar el océano y su habitabilidad potencial.
A lo largo de los años, diferentes telescopios han escaneado Europa en busca de más evidencia de las columnas. Encontraron una posible actividad de penacho intermitente cerca del polo sur de la luna. Pero la confirmación de las columnas observadas por el Hubble en 2013 es difícil de alcanzar. En 2023, el telescopio espacial James Webb examinará Europa. «Estas observaciones no encontraron evidencia de columnas activas, lo que sugiere que cualquier actividad actual debe ser localizada y débil; la confirmación sólida de los resultados preliminares de las columnas del HST también sigue siendo un desafío», escribieron los autores.
En un intento de encontrar las columnas, los investigadores utilizaron ALMA, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Observaron Europa en cuatro días distintos para cubrir la superficie lunar. Lamentablemente no encontraron ningún pilar.
«A pesar de una cobertura casi completa de los hemisferios delantero y trasero de Europa, no encontramos evidencia de absorción molecular o emisión molecular en fase gaseosa en nuestros datos de ALMA», escribieron los investigadores. “Usando la combinación única de alta resolución espectral/espacial y sensibilidad de ALMA, nuestras observaciones han permitido la primera búsqueda dedicada de HCN, H2dióxido de carbono, entonces2 Y CH3OH en la capa exterior y columnas de Europa. «No se ha encontrado ninguna evidencia de la existencia de estas moléculas».
No encontrar ninguna evidencia no significa que esas moléculas no existan. Más bien, significa que si están allí, sus concentraciones son tan bajas que están por debajo del umbral de detección. En este caso, algunas concentraciones pueden ser inferiores a las detectadas en las columnas de Encelado, que han sido confirmadas.
Una sustancia química en particular ilustra este punto: CH3OH (metanol)” para CH3Por otro lado, para la abundancia de OH, nuestro límite superior de ALMA de <0,86 % no fue lo suficientemente sensible para detectar esta molécula en una abundancia de pluma de Encelado de 0,02 %.
Existen algunas relaciones interesantes entre Europa y otros cuerpos helados del sistema solar. Se trata de los límites de la abundancia. Los investigadores establecen los límites superiores para H2Dióxido de carbono (formaldehído) en Europa. “De hecho, tenemos H2El límite superior de abundancia de dióxido de carbono es mucho menor que el medido por Cassini en la columna de Encelado, lo que indica una posible diferencia química.
Aunque no se encontraron columnas, las notas siguen siendo valiosas. Al definir los límites de detección, ayuda a los esfuerzos posteriores para buscarlos. Este no será el último intento de los científicos por encontrar los pilares. Cualquier cosa que proporcione pistas sobre los alrededores de Europa es demasiado tentadora para ignorarla, y esta investigación muestra que ALMA es adecuada para este tipo de investigación.
«Nuestros resultados muestran que ALMA es una poderosa herramienta en la búsqueda de desgasificación de cuerpos helados dentro del sistema solar y que las búsquedas posteriores de otras partículas en intervalos adicionales (en Europa y otros cuerpos helados) están justificadas», concluyeron los investigadores.
más información:
MA Cordiner et al., Espectroscopia ALMA de Europa: una búsqueda de columnas activas, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2404.05525
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