Ilustración de un artista de plumas de agua que brotan del océano helado de la luna Europa de Júpiter.
(Imagen: © Conceptual Image Lab de la NASA - Michael Lentz (USRA), Walt Feimer (KBRwyle), Bailee DesRocher (USRA) y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA)
En 2012, el telescopio espacial Hubble vislumbró una tenue columna de material en el polo sur de la luna de Júpiter, Europa. Desde entonces, la luna ha proporcionado tenues destellos de plumas, insinuando ese material de su océano helado interior. podría volar al espacio.
Ahora, un nuevo estudio que incluyó imágenes de la luna para buscar signos de material en el paisaje de Europanlands, solo para no encontrar indicios obvios de las erupciones.
En 1995, la NASA Misión Galileo Llegó al sistema de Júpiter y comenzó una investigación detallada de los gigantes gaseosos y sus lunas, incluida Europa. Europa también fue visitada por la NASA Viajero y la nave espacial New Horizons al salir del sistema solar. Al utilizar los datos recopilados por las tres misiones, Paul Schenk, investigador del Instituto Lunar y Planetario en Houston, pudo buscar signos de cambios que pudieran indicar que el material en erupción había vuelto a caer a la superficie. Las plumas mismas podrían ayudar a revelar información sobre el océano escondido en las profundidades del hielo.
"Las plumas en cuerpos helados generalmente producen una gama de tamaños de partículas", dijo Schenk a Space.com por correo electrónico. La gravedad atrae las partículas más grandes y masivas a la superficie. "Estas partículas siempre son diferentes de la superficie de alguna manera, ya sea por composición y color o por tamaño de partícula y, por lo tanto, brillo aparente", dijo. "Así que esperábamos ver algún tipo de brillo anómalo o firma de color cerca de las fuentes, donde sea que estén".
Pero Schenk no encontró variaciones en el brillo o la composición que pudieran indicar que el material del océano podría haber terminado en la superficie de la luna.
La sorprendente falta de variaciones podría significar que la actividad del penacho fue relativamente continua durante las tres décadas de mapeo, las partículas exudadas se mezclaron con el tiempo sin diferencias obvias. Otra opción es que las plumas produjeron depósitos "invisibles" que no son visibles con los instrumentos disponibles. Finalmente, las plumas en sí mismas podrían ser atípicas, no realmente plumas en absoluto, sino algo invisible en otros mundos.
"Realmente no sabemos por qué no vemos un signo obvio de plumas en la superficie de Europa", Dijo Schenk." Tendremos que ir allí para averiguarlo ".
En la superficie, Europa parece bastante poco notable, un mundo gris y blanco con rastros de parches rojos intrigantes. Toda la luna está cubierta de hielo, ocultando un océano debajo. La interacción del océano con las capas rocosas debajo podría proporcionar un refugio para que la vida evolucione, especialmente si los océanos contienen respiraderos que generan calor desde el interior.
Desde 2012, el Hubble ha visto varias indicaciones de actividad explosiva a medida que la luna ha pasado entre la Tierra y Júpiter. Durante algunos de los pasajes, la luz de Júpiter fue bloqueada por la salida de vapor de la superficie de la luna.
Europa no es la primera luna conocida por tener columnas explosivas. Luna de Saturno Encelado es bien conocido por arrojar material de su grietas 'rayas de tigre' en su polo sur La misión Cassini de la NASA voló a través de una de las erupciones para obtener una muestra del material, que la nave espacial no fue diseñada originalmente para recolectar y examinar.
Cuando la NASA Misión Europa Clipper llega a la luna en la década de 2030, estará mejor preparado para las plumas. La nave espacial llevará el espectrómetro de masas para la exploración planetaria / Europa (MASPEX), que recogerá gases alrededor de la luna y analizará cualquier material de pluma que pueda ser liberado al espacio. Para hacerlo, la nave espacial debe volar por las regiones donde se expulsa el material. Identificar esas regiones antes de la llegada de la nave espacial facilitaría el proceso.
Usando los mapas creados por las tres misiones, Schenk creó nuevos mapas que revelaron cómo evolucionó la superficie con el tiempo. Las características cambiantes aparecerían como características oscuras o brillantes más grandes distintas del paisaje estático e inmutable de la luna. Pero los nuevos mapas no revelaron cambios importantes de más de 30 millas (50 kilómetros) en la superficie.
A continuación, Schenk sondeó específicamente los sitios de plumas candidatos, regiones identificadas en función de donde se habían visto plumas sobre Europa. La cobertura de imágenes para los sitios del polo sur identificados por Hubble fue deficiente y no se observaron características obvias.
"Las plumas pueden no producir depósitos observables en las imágenes existentes", escribió Schenk en su artículo, que se publicó el 24 de marzo en el Cartas Astrofísicas. "Esto es posible si los penachos de Europa son 'penachos furtivos' solo de vapor, pero la falla del vapor de agua en cristalizarse en partículas al salir al espacio sería difícil de explicar".
La diferencia de tamaño entre las partículas ventiladas y las partículas de la superficie debe ser lo suficientemente diferente como para ser detectada por la nave espacial, incluso si están delgadas en el suelo. Sin embargo, si las plumas sigilosas son la norma, puede ser necesaria una espectrometría de mapeo de infrarrojo medio o ultravioleta para detectarlas. Clipper llevará una cámara digital sensible a las longitudes de onda ultravioleta y podrá detectar los rastros.
El caos de Europa
Regiones desconcertantes conocidas como terreno caos potencialmente podría producir penachos a corto plazo y puede ocultar sus huellas digitales. Cientos de regiones del caos se encuentran dispersas en la superficie de la luna, con cúpulas y bloques de hielo. A medida que la capa inferior de hielo superficial se calienta por las interacciones de las mareas entre Júpiter y Europa, la superficie se dobla sobre sí misma y crea fracturas por estrés. El hielo en la parte superior se debilita y la corteza se dobla y se hunde, formando bloques de hielo más grandes y glaciares.
Schenk dijo que estos eventos violentos podrían exponer agua líquida en la superficie por cortos períodos de tiempo. Esa agua podría evaporarse para producir columnas localizadas de cristales de vapor de agua congelados. Hay indicios débiles alrededor de los terrenos que podrían ser huellas digitales de las plumas.
"Podríamos estar observando esto a escalas de unos pocos kilómetros en forma de halos oscuros alrededor de algún caos [terreno], pero no estamos seguros", dijo Schenk.
Otra posibilidad es que los grandes abismos que se extienden más de 600 millas (1,000 kilómetros) a través de la superficie de Europa podrían estar expulsando material. Ocasionalmente, los abismos contienen crestas dobles con materiales rojizos oscuros que cubren las superficies hasta 6 millas (10 km) a lo largo de los lados. Investigaciones anteriores han sugerido que el material rojo bruñido a lo largo de los flancos podría provenir de la ventilación explosiva de los abismos, al igual que los chorros de vapor de agua de las fisuras centrales a lo largo de las crestas dobles de Encelado.
"Si los materiales rojizos más oscuros que flanquean las crestas dobles en Europa se debieran a la ventilación de materiales de plumas como los de Encelado, habrían sido espectaculares", dijo Schenk. Durante las erupciones, las crestas habrían liberado material a lo largo de la mayor parte de su longitud, creando largas cortinas de gas y partículas de varios kilómetros de altura que se arquean en el espacio sobre cada cresta, aunque es poco probable que exploten todas a la vez.
"Hubiera sido una gran emoción estar allí de pie, en un traje espacial, viendo estos eventos a lo largo de las crestas que desaparecen en el horizonte", dijo Schenk.
Los nuevos resultados subrayan la cantidad limitada y la baja calidad de las imágenes de la luna. Clipper planea emprender una extensa búsqueda de actividad de penacho, con suerte con más éxito. Hasta entonces, las plumas pueden seguir siendo un misterio, dijo Schenk.
"Lo que sea que esté sucediendo en Europa, todavía no hemos llegado al fondo".
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