El blog de Antares: Europa

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La misión Galileo detectó in situ los géiseres de agua que salen disparados de Europa.

La luna de Júpiter, que será explorada en el futuro por la NASA y la ESA, es uno de los lugares más prometedores para la búsqueda de vida extraterrestre en el sistema solar.

Hace algo más de veinte años, una sonda de la NASA exploró una luna de Júpiter llamada Europa a unos 400 kilómetros de altura. Aquellos viajes de la misión Galileo alrededor del satélite permitieron obtener las primeras evidencias de que existía un océano de agua líquida bajo la corteza helada de su superficie. Los datos obtenidos en uno de los sobrevuelos, realizado el 21 de diciembre de 1997, mostraban además unos hallazgos inesperados, que han pasado desapercibidos hasta ahora. La misión Galileo detectó in situ las plumas de agua que salen disparadas de la luna Europa, luego observadas por el telescopio Hubble

Tras el fin de la misión Galileo en septiembre de 2003, cuando se estrelló contra Júpiter, los investigadores continuaron estudiando Europa. Esta luna, descubierta por Galileo Galilei en 1610, es uno de los lugares más destacados en la búsqueda de de vida extraterrestre en el sistema solar. El interés aumentó exponencialmente cuando el telescopio Hubble detectó fumarolas de agua emanando de la superficie del satélite, un resultado confirmado posteriormente por la NASA.

Por aquel entonces no lo sabíamos, pero los géiseres de agua —que salen disparados de Europa hasta alcanzar los 200 kilómetros de altitud— ya habían sido observados mucho tiempo atrás. Fue precisamente la sonda Galileo la que había detectado los chorros que emanaban de la luna de Júpiter, sin que los científicos pudieran interpretar correctamente sus resultados. Los datos, obtenidos hace dos décadas, han sido analizados de nuevo por un equipo de investigadores de Estados Unidos. Sus conclusiones publicadas hoy en Nature son claras: Galileo detectó plumas de agua en directo, unas fumarolas que luego fueron observadas en la distancia por el telescopio Hubble entre 2012 y 2016.

Europa, la luna de Júpiter con un océano de agua

"Los procesos de tipo pluma en Europa ya se habían detectado previamente, pero, por primera vez, se confirman mediante evidencias in situ a partir del campo magnético y del plasma", explica a Hipertextual Jesús Martínez Frías, jefe del Grupo de Investigación de Meteoritos y Geociencias Planetarias en el Instituto de Geociencias (IGEO) del CSIC y la Universidad Complutense de Madrid. En su opinión, el trabajo resulta "muy interesante" al proporcionar "información novedosa sobre los procesos geológicos del interior de Europa y sus distintas posibilidades de detección y análisis". El satélite de Júpiter alberga un océano de agua líquida bajo la corteza helada de su superficie, lugar de origen de los géiseres

"Estos resultados confirman cómo objetos planetarios de pequeño tamaño pueden tener energía para desarrollar una vitalidad geológica, gracias no a sus características endógenas, sino a la interacción de otros mayores, como es el caso de Júpiter", comenta Martínez Frías, que no ha participado en la investigación. El director de la Red Española de Planetología y Astrobiología (REDESPA) destaca la importancia de Júpiter, el mayor planeta del sistema solar, en la aparición de los géiseres de Europa y en la localización y forma de los chorros de agua. Según el estudio publicado en Nature, el plasma de la corona de este mundo interacciona con el satélite, provocando variaciones en el campo magnético y en el plasma de la propia luna, afectando a los procesos geológicos que suceden en su interior.

NASA-JPL Caltech

Más importante es, si cabe, el prometedor futuro de Europa como candidato para la búsqueda de vida extraterrestre. Según Martínez Frías, "la relación entre vitalidad geológica y búsqueda de vida en cuanto a sus condiciones de habitabilidad no tienen por qué restringirse a planetas de tipo terrestre". Este tipo de mundos tendrían el suficiente tamaño para generar su propia energía; sin embargo, los resultados presentados hoy muestran que dicha energía "puede venir 'cedida' de otros cuerpos planetarios, lo cual es importante desde el punto de vista astrobiológico", asegura a Hipertextual. Europa es uno de los lugares más prometedores para la búsqueda de vida extraterrestre

Horas antes de la publicación del trabajo, la NASA convocó una reunión para discutir los resultados sobre la luna de Júpiter. Su objetivo es valorar la situación de Europa como uno de los lugares más prometedores para la exploración espacial de todo el sistema solar. Su homóloga al otro lado del Atlántico, la Agencia Espacial Europea, tiene previsto lanzar la misión JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) para explorar la región a partir de 2030, cuando podría saborear el océano del satélite sobrevolando su atmósfera e intentando recoger más información acerca de estas llamativas fumarolas. Unos objetivos similares a los de la misión Clipper de la NASA, cuyos datos nos permitirían entender si la luna helada presenta condiciones adecuadas para el desarrollo de la vida fuera del planeta Tierra.

hipertextual

Tarde o temprano, en alguna de las futuras misiones espaciales enviadas al sistema de Júpiter habrá que perforar el hielo en su luna Europa, actualmente la más intrigante de todas las del planeta gigante. Pero perforar kilómetros de hielo no es en absoluto una tarea fácil, sobre todo por la dificultad o imposibilidad de enviar a ese mundo equipamiento pesado. Un ingeniero de la NASA tiene una interesante idea al respecto y ya trabaja en ella.

Cada vez hay más interés en Europa, una luna de Júpiter dotada, según todos los indicios, de un océano de agua líquida bajo su gruesa corteza de hielo. En dicho mar podría haber vida. (Imagen: NASA/JPL-Caltech)

Brian Wilcox, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en Pasadena, California, Estados Unidos, es el autor del diseño de un prototipo inspirado en dispositivos de perforación de hielo empleados aquí en la Tierra desde finales de la década de 1960 para atravesar capas de nieve y el hielo, fundiéndolos, y permitir así explorar las regiones situadas debajo.

El problema es que estos dispositivos utilizan calor de forma ineficiente. En su punto más delgado, la corteza de Europa podría fácilmente tener entre 10 y 20 kilómetros de profundidad; una sonda que no pudiera gestionar con la suficiente eficiencia su energía se enfriaría hasta quedar detenida en el hielo.

Wilcox propuso una idea diferente e innovadora: una cápsula aislada por un vacío, de manera parecida a cómo se aísla la botella interna de un termo. En vez de radiar el calor hacia fuera, retendría la energía procedente de una fuente de calor, en este caso un trozo de plutonio, a medida que la sonda se hundiera en el hielo.

Una hoja de sierra giratoria en el fondo de la sonda giraría lentamente y cortaría a través del hielo. Al hacerlo, enviaría los trocitos de hielo hacia atrás, hacia el cuerpo de la sonda, donde se fundirían por el calor del plutonio, y el agua resultante se bombearía hacia la zona trasera.

Retirar los trocitos de hielo aseguraría que la sonda subterránea perforara de forma continua a través de él, sin bloqueos. También sería factible tomar muestras del agua del hielo y analizarlas en busca de señales biológicas.

Para asegurar que ningún microbio terrestre fuera llevado al subsuelo de Europa, la sonda de descenso subterráneo (o al menos aquellas de sus partes mecánicas que entrarían en contacto con el satélite, se autocalentarían hasta unos 500 grados centígrados durante la fase de crucero del viaje, a bordo de la nave espacial. Eso mataría cualquier organismo que hubiera podido quedar tras la esterilización estándar en la Tierra y además descompondría las moléculas orgánicas complejas que podrían distorsionar los resultados científicos con indicios falsos de química afín a la vida.

NCYT

Europa, una de las lunas de Júpiter, está llena de agua. Aunque sea un cuerpo rocoso, está envuelto por una gruesa capa de agua – parte congelada, formando una corteza de hielo, parte acumulada en lagos a poca profundidad bajo la superficie o en charcas de aguanieve, y grandes cantidades ocultas en un profundo océano subterráneo.

Esta imagen en falso color, tomada por la sonda Galileo de la NASA, muestra una región de la corteza de Europa conocida como Conamara Chaos. Sus largas estrías entrecruzadas, grabadas sobre trozos irregulares de hielo, constituyen un magnífico ejemplo de “terreno caótico” – un relieve que podemos encontrar en Europa, Marte y Mercurio.

Aunque todavía no se sabe exactamente cómo se formaron estas estructuras, en el caso de Europa los científicos tienen varias teorías. Una hipótesis sugiere que son el resultado del impacto de objetos a gran velocidad, que habrían perforado la frágil corteza de la luna. Como Europa tiene una capa de fluido bajo su superficie, los fragmentos se podrían mover con facilidad y congelarse de nuevo en una configuración diferente, creando una textura fracturada con grandes cicatrices talladas en las planicies de hielo.

Muchas regiones caóticas están rodeadas por pequeños cráteres de impacto. En el caso de Conamara Chaos, hay un cráter de 26 kilómetros de diámetro a unos 1.000 km al sur, conocido como Pwyll, y un puñado de cráteres más pequeños, de unos 500 metros de diámetro, desperdigados por toda la región, que podrían haber sido formados por los fragmentos de hielo arrancados por el impacto que creó el cráter Pwyll.

Otra teoría apunta al complejo sistema de lagos que se encuentra a poca profundidad bajo la superficie de Europa. Estas masas de agua estarían deformando la superficie desde abajo, generando esfuerzos que fracturarían las finas capas de hielo que las cubren.

Esta región de Europa presenta un aspecto iridiscente en esta imagen de falso color, que resalta las diferentes tonalidades de la zona. Los tonos azules y blancos destacan frente a los ocres. Se piensa que estos tintes podrían estar relacionados con la formación de Pwyll: el impacto lanzó una capa de partículas de hielo que se depositaron sobre la superficie de Conamara Chaos, coloreando el paisaje de azul oscuro (las partículas más gruesas), azul claro (las intermedias) y blanco (las más finas). Los tonos ocre se corresponden con las zonas en las que el hielo quedó teñido por los minerales disueltos bajo su superficie.

Aunque los astrónomos ya hayan estudiado esta luna minuciosamente, la única forma de confirmar la estructura y la composición de Europa es analizar su corteza e interior con una sonda espacial. La misión de la ESA JUICE (siglas en inglés de ‘Explorador de las Lunas de Hielo de Júpiter’) ha sido diseñada precisamente para llevar a cabo este estudio cuando llegue al sistema joviano en el año 2030. Además de observar al propio Júpiter, JUICE explorará y caracterizará tres de sus lunas que podrían albergar vida: Ganimedes, Europa y Calisto. La misión ya está en desarrollo, y avanza a buen ritmo de cara a su lanzamiento en 2022.

El norte se encuentra en la parte superior de la imagen, y el Sol ilumina la región desde el lateral derecho. La fotografía está centrada en 9°N 274°W y cubre un área de unos 70 x 30 kilómetros. Esta imagen es una composición de los datos recogidos por la Cámara de Estado Sólido (SSI) de Galileo en tres pasadas realizadas entre los años 1996 y 1997.

esa

Una futura misión robótica de la NASA buscará indicios de vida en Europa, una luna de Júpiter que podría encerrar un océano bajo su superficie helada. Así lo establece el plan presupuestario de la agencia espacial estadounidense para 2015, presentado por el presidente Barack Obama. También se apuesta por el impulso a las firmas privadas para trasladar astronautas a la Estación Espacial Internacional.

La Casa Blanca solicita un presupuesto de 17.500 millones de dólares (unos 12.375 millones de euros) para la agencia espacial de EEUU en el año fiscal que comienza el 1 de octubre. Eso marca una disminución del 1% del presupuesto de la NASA de 2014. Pero la NASA también podría tener acceso a un monto adicional de 900 millones de dólares de un fondo correspondiente a una Iniciativa de Crecimiento y Seguridad lanzada por Obama.

De ser aprobado, la NASA tendría 1.100 millones de dólares (800 millones de euros) el año que viene para ayudar a por lo menos dos empresas a desarrollar taxis espaciales comerciales para llevar astronautas hacia y desde la estación espacial. Dado que los transbordadores espaciales fueron retirados en 2011, Estados Unidos depende de Rusia para volar tripulaciones a la Estación Espacial a un costo de más de 65 millones de dólares el asiento.

Por ahora, la escalada de las tensiones de Estados Unidos con Rusia sobre la crisis en Ucrania no han afectado a la cooperación espacial, entre ambos países dijo a los periodistas el administrador de la NASA, Charles Bolden. "Seguimos monitoreando la situación", dijo Bolden. "En este momento, todo es normal en nuestra relación con los rusos", aseguró.

Actualmente, la NASA está apoyando diseños de taxi espacial por Boeing, Space Exploration Technologies y Sierra Nevada Corp. La agencia tiene la intención de seleccionar al menos dos empresas este verano para una última ronda de financiación. Obama quiere tener opciones de que Estados Unidos lleve de nuevo astronautas a la estación antes de finales de 2017.

Objetivo: Marte

El nuevo presupuesto también incluye 2.800 millones para continuar el desarrollo del sistema de lanzamiento espacial del cohete de carga pesada y la cápsula Orion para futuras misiones tripuladas a la Luna, los asteroides y Marte. Un vuelo de prueba no tripulado de Orion está previsto para el 18 de septiembre.

Una de las primeras misiones operativas de Orion sería enviar astronautas a un asteroide capturado previamente por un robot y llevado a una órbita alta alrededor de la luna. La planificación para el llamado Asteroid Redirect Mission recibe un impulso a 133 millones de dólares en el proyecto de presupuesto 2015, frente a 78 millones en 2014.

Las misiones científicas compartirían casi 5.000 millones de dólares (3.641 millones de euros) en 2015, incluyendo 15 millones para comenzar a planificar una misión a mediados de la década de 2020 a Europa, una luna de Júpiter cubierta de hielo. Los científicos tienen pruebas sólidas de que la luna tiene un vasto océano bajo su superficie helada.

"Es uno de esos lugares donde podría generarse vida, en el pasado o ahora, así que estamos muy emocionados por ir allí", dijo el presidente financiero de la NASA, Beth Robinson.

El proyecto de presupuesto mantiene el programa sucesor del Telescopio Espacial Hubble, un observatorio infrarrojo conocido como el Telescopio Espacial James Web , en el buen camino para su lanzamiento en 2018. También permite a la NASA que comience a planear un nuevo telescopio para investigar la misteriosa fuerza conocida como "energía oscura" que está extendiendo el universo a un ritmo más rápido y más rápido.

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En un hallazgo relevante para la búsqueda de vida en nuestro sistema solar, unos investigadores han determinado que el océano bajo de la superficie de Europa, un satélite de Júpiter, podría tener corrientes profundas y patrones de circulación de las mismas capaces de transferir el calor y la energía suficientes para sostener vida.

Muchos científicos creen que Europa es uno de los astros de nuestro sistema solar con más probabilidades de tener sitios con las condiciones ambientales que podrían sustentar la vida, una idea reforzada por las mediciones del magnetómetro de la sonda espacial Galileo, que detectó signos de un océano salado global debajo de la gruesa corteza de hielo de esa luna.

Sin la posibilidad de hacer mediciones directas del océano, los científicos tienen que confiar en los datos del magnetómetro y en las observaciones de la superficie helada de Europa para deducir las condiciones oceánicas bajo el hielo.

En astrogeología se llama Terreno Caótico o Terreno Chaos (por la expresión inglesa Chaos Terrain), a terrenos bien delimitados de superficies planetarias, caracterizados por un relieve caótico y por rasgos que denotan el carácter agrietado y quebradizo del terreno.

Hay indicios de la acción de corrientes oceánicas en Europa. (Imagen: Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas)

En la superficie de Europa, uno de los rasgos geológicos más prominentes lo constituyen sus Terrenos Caóticos, que en su caso son regiones de hielo quebrantado. Estos terrenos caóticos de Europa, que se concentran en su región ecuatorial, podrían ser el resultado de la convección en la corteza de hielo, un proceso acelerado por el calor del océano.

En un modelo numérico de la circulación oceánica de Europa, los autores del estudio, de la Universidad de Texas en Austin, del Instituto de Tecnología de Georgia, y del Instituto Max Planck para la investigación del Sistema Solar, las dos primeras instituciones en Estados Unidos y la última en Alemania, encontraron que las corrientes oceánicas cálidas y ascendentes cercanas al ecuador, en combinación con las corrientes frías y descendientes en latitudes cercanas a los polos podrían ser las responsables de la ubicación de los terrenos caóticos y otros rasgos de la superficie de Europa. Este patrón, junto con la turbulencia regional más vigorosa, intensifica la transferencia de calor cerca del ecuador, lo que podría ayudar a iniciar el proceso que conduce a los afloramientos de masas de hielo que crean rasgos tales como los terrenos caóticos.

Los procesos que Krista Soderlund, del Instituto de Geofísica dependiente de la Universidad de Texas en Austin, y sus colegas han estado analizando con modelos digitales de Europa, recuerdan mucho a algunos procesos análogos que ocurren en la Tierra, tal como afirma la investigadora. Específicamente, un proceso similar al que opera en ese satélite de Júpiter se aprecia en los patrones de creación de hielo marino en algunas zonas de la Antártida.

Los resultados del nuevo estudio aportan más evidencias de que el océano subglacial de Europa existe, que es activo, y que hay interesantes interacciones entre el océano y la corteza de hielo, todo lo cual refuerza la posibilidad de que pueda haber vida en Europa.

NCYT