Ilustración de los fenómenos observados en Encélado. Credits: NASA/JPL-Caltech
Dos misiones veteranas de la NASA están proporcionando nuevos detalles acerca de las lunas heladas de Júpiter y Saturno que albergan un océano, lo que aumenta aún más el interés científico por estos y otros "mundos de océanos" en nuestro sistema solar y más allá. Los resultados se presentan en artículos publicados por los investigadores de la misión Cassini de Saturno y del Telescopio Espacial Hubble de la NASA, según se informa en un comunicado.
En los artículos, los científicos de Cassini anuncian que una forma de energía química que vive y puede alimentarse parece existir en Encélado, una de las lunas de Saturno, y que el Hubble podría tener evidencias adicionales de penachos en erupción en Europa, una de las lunas de Júpiter.
Encélado es el sexto satélite más grande de Saturno, con unos 500 km de diámetro. Europa es el sexto satélite natural de Júpiter y también el sexto satélite más grande del sistema solar.
"Esto es lo más cercano que hemos llegado, hasta el momento, a la identificación de un lugar con algunos de los ingredientes necesarios para un ambiente habitable", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado del Directorio de Misiones Científicas de la NASA con sede en Washington. "Estos resultados demuestran la naturaleza interconectada de las misiones científicas de la NASA, que nos están acercando a descubrir si estamos o no solos en el Universo."
El artículo de los investigadores de la misión Cassini, publicado en la revista Science, indica que gas hidrógeno, que potencialmente podría proporcionar una fuente de energía química para la vida, se vierte en el subsuelo marino de Encélado mediante actividad hidrotermal en el fondo marino.
La presencia de un enorme océano de hidrógeno en la luna Encélado significa que los microbios - si existen allí - podrían utilizarlo para la obtención de energía mediante la combinación del hidrógeno con dióxido de carbono disuelto en el agua. Esta reacción química, conocida como "metanogénesis", ya que produce metano como subproducto, está en la raíz del árbol de la vida en la Tierra, e incluso podría haber sido fundamental para el origen de la vida en nuestro planeta.
Hito importante
La vida tal y como la conocemos depende de tres factores principales: el agua líquida; una fuente de energía para el metabolismo; y los ingredientes químicos adecuados, principalmente carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre.
Con este hallazgo, Cassini ha demostrado que Encélado tiene casi todos estos ingredientes para la habitabilidad. Cassini aún no ha detectado la presencia de fósforo y azufre en el océano, pero los científicos sospechan que están, ya que el núcleo rocoso de Encelado se cree que es químicamente similar a meteoritos que contienen los dos elementos.
"La confirmación de que existe la energía química para la vida en el océano de una pequeña luna de Saturno es un hito importante en nuestra búsqueda de mundos habitables más allá de la Tierra", dijo Linda Spilker, científica del proyecto Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California.
La nave espacial Cassini detectó el hidrógeno en el penacho de gas y material helado rociando Encélado durante su última, y más profunda inmersión a través del penacho el 28 de Octubre de 2015. Cassini también tomó muestras de la composición de la pluma durante los sobrevuelos anteriores en la misión. A partir de estas observaciones los científicos han determinado que casi el 98 por ciento del gas en el penacho es agua, alrededor del 1 por ciento es hidrógeno y el resto es una mezcla de otras moléculas, incluyendo dióxido de carbono, metano y amoníaco.
"Aunque no podemos detectar vida, hemos encontrado que hay una fuente de alimento allí para ella. Sería como una tienda de dulces para los microbios", dijo Hunter Waite, autor principal del estudio de Cassini.
Los nuevos resultados son una línea independiente de la evidencia de que la actividad hidrotérmica se lleva a cabo en el océano de Encélado. Los resultados previos, publicado en marzo de 2015, sugirieron que agua caliente está interactuando con la roca debajo del mar. Los nuevos hallazgos apoyan esta conclusión y añaden que la roca parece estar reaccionando químicamente para producir el hidrógeno.
En los artículos, los científicos de Cassini anuncian que una forma de energía química que vive y puede alimentarse parece existir en Encélado, una de las lunas de Saturno, y que el Hubble podría tener evidencias adicionales de penachos en erupción en Europa, una de las lunas de Júpiter.
Encélado es el sexto satélite más grande de Saturno, con unos 500 km de diámetro. Europa es el sexto satélite natural de Júpiter y también el sexto satélite más grande del sistema solar.
"Esto es lo más cercano que hemos llegado, hasta el momento, a la identificación de un lugar con algunos de los ingredientes necesarios para un ambiente habitable", dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado del Directorio de Misiones Científicas de la NASA con sede en Washington. "Estos resultados demuestran la naturaleza interconectada de las misiones científicas de la NASA, que nos están acercando a descubrir si estamos o no solos en el Universo."
El artículo de los investigadores de la misión Cassini, publicado en la revista Science, indica que gas hidrógeno, que potencialmente podría proporcionar una fuente de energía química para la vida, se vierte en el subsuelo marino de Encélado mediante actividad hidrotermal en el fondo marino.
La presencia de un enorme océano de hidrógeno en la luna Encélado significa que los microbios - si existen allí - podrían utilizarlo para la obtención de energía mediante la combinación del hidrógeno con dióxido de carbono disuelto en el agua. Esta reacción química, conocida como "metanogénesis", ya que produce metano como subproducto, está en la raíz del árbol de la vida en la Tierra, e incluso podría haber sido fundamental para el origen de la vida en nuestro planeta.
Hito importante
La vida tal y como la conocemos depende de tres factores principales: el agua líquida; una fuente de energía para el metabolismo; y los ingredientes químicos adecuados, principalmente carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre.
Con este hallazgo, Cassini ha demostrado que Encélado tiene casi todos estos ingredientes para la habitabilidad. Cassini aún no ha detectado la presencia de fósforo y azufre en el océano, pero los científicos sospechan que están, ya que el núcleo rocoso de Encelado se cree que es químicamente similar a meteoritos que contienen los dos elementos.
"La confirmación de que existe la energía química para la vida en el océano de una pequeña luna de Saturno es un hito importante en nuestra búsqueda de mundos habitables más allá de la Tierra", dijo Linda Spilker, científica del proyecto Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California.
La nave espacial Cassini detectó el hidrógeno en el penacho de gas y material helado rociando Encélado durante su última, y más profunda inmersión a través del penacho el 28 de Octubre de 2015. Cassini también tomó muestras de la composición de la pluma durante los sobrevuelos anteriores en la misión. A partir de estas observaciones los científicos han determinado que casi el 98 por ciento del gas en el penacho es agua, alrededor del 1 por ciento es hidrógeno y el resto es una mezcla de otras moléculas, incluyendo dióxido de carbono, metano y amoníaco.
"Aunque no podemos detectar vida, hemos encontrado que hay una fuente de alimento allí para ella. Sería como una tienda de dulces para los microbios", dijo Hunter Waite, autor principal del estudio de Cassini.
Los nuevos resultados son una línea independiente de la evidencia de que la actividad hidrotérmica se lleva a cabo en el océano de Encélado. Los resultados previos, publicado en marzo de 2015, sugirieron que agua caliente está interactuando con la roca debajo del mar. Los nuevos hallazgos apoyan esta conclusión y añaden que la roca parece estar reaccionando químicamente para producir el hidrógeno.
Las erupciones observadas en Europa, en dos momentos. Credits: NASA/ESA/STScI/USGS
También en la luna de Júpiter
La Nasa también detalla nuevos hallazgos del Telescopio Espacial Hubble, en otro artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters. En él se informa sobre las observaciones realizadas desde 2016 sobre Europa, una de las lunas de Júpiter, en las que se observó un penacho probable de materiales en erupción desde la superficie de la luna, en el mismo lugar donde el Hubble vio evidencias de un penacho en 2014.
El penacho recién fotografiado se eleva aproximadamente 100 kilómetros por encima de la superficie de Europa, mientras que en las observaciones en 2014 se estimó alrededor de 50 kilómetros de altura. Ambos corresponden a la localización de una región extraordinariamente cálida que contiene características que parecen ser grietas en la corteza helada de la luna, vistas a finales de 1990 por la nave espacial Galileo de la NASA. Los investigadores especulan que, al igual que Encelado, esto podría ser evidencia de agua en erupción desde el interior de la luna de Júpiter.
"Los penachos de Encelado están asociados con regiones más calientes, así que después de que el Hubble fotografiase esta nueva característica parecida a un penacho en Europa, nos fijamos en esa ubicación en el mapa térmico de Galileo. Descubrimos que el candidato a penacho de Europa está situado a la derecha en la anomalía térmica", dijo William Sparks del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. Sparks llevó los estudios del penacho del Hubble, en 2014 y 2016.
Los investigadores dicen que si los penachos y el punto caliente están vinculados, podría significar que el agua que sale desde debajo de la corteza helada de la luna está calentando la superficie circundante. Otra idea es que el agua expulsada por el penacho cae sobre la superficie como una niebla fina, cambiando la estructura de los granos de la superficie y permitiéndoles retener el calor más tiempo que el paisaje circundante.
Tanto para las observaciones de 2014 y 2016, el equipo utilizó el espectrógrafo de imágenes (ITS) del Telescopio Espacial Hubble detectar los penachos en luz ultravioleta. Como Europa pasa por delante de Júpiter, cualquier característica atmosférica alrededor del borde de la luna bloquea alguna de la luz de Júpiter, permitiendo a STIS ver las características en la silueta. Sparks y su equipo continúan utilizando el Hubble para monitorear Europa para ejemplos adicionales de los candidatos a penacho y esperan determinar la frecuencia con la que aparecen.
La futura exploración de mundos oceánicos de la NASA está siendo posible mediante el seguimiento por parte del Hubble de la supuesta actividad del penacho de Europa y la investigación a largo plazo por parte de Cassini del penacho de Encelado. En particular, ambas investigaciones están sentando las bases para la misión Europa Clipper de la NASA, que está programada para ser lanzada en la década de 2020.
"Si hay penachos en Europa, algo que ahora sospechamos fuertemente, con Europa Clipper estaremos listos para ello", dijo Jim Green, director de Ciencias Planetarias, en la sede de la NASA.
La Nasa también detalla nuevos hallazgos del Telescopio Espacial Hubble, en otro artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters. En él se informa sobre las observaciones realizadas desde 2016 sobre Europa, una de las lunas de Júpiter, en las que se observó un penacho probable de materiales en erupción desde la superficie de la luna, en el mismo lugar donde el Hubble vio evidencias de un penacho en 2014.
El penacho recién fotografiado se eleva aproximadamente 100 kilómetros por encima de la superficie de Europa, mientras que en las observaciones en 2014 se estimó alrededor de 50 kilómetros de altura. Ambos corresponden a la localización de una región extraordinariamente cálida que contiene características que parecen ser grietas en la corteza helada de la luna, vistas a finales de 1990 por la nave espacial Galileo de la NASA. Los investigadores especulan que, al igual que Encelado, esto podría ser evidencia de agua en erupción desde el interior de la luna de Júpiter.
"Los penachos de Encelado están asociados con regiones más calientes, así que después de que el Hubble fotografiase esta nueva característica parecida a un penacho en Europa, nos fijamos en esa ubicación en el mapa térmico de Galileo. Descubrimos que el candidato a penacho de Europa está situado a la derecha en la anomalía térmica", dijo William Sparks del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland. Sparks llevó los estudios del penacho del Hubble, en 2014 y 2016.
Los investigadores dicen que si los penachos y el punto caliente están vinculados, podría significar que el agua que sale desde debajo de la corteza helada de la luna está calentando la superficie circundante. Otra idea es que el agua expulsada por el penacho cae sobre la superficie como una niebla fina, cambiando la estructura de los granos de la superficie y permitiéndoles retener el calor más tiempo que el paisaje circundante.
Tanto para las observaciones de 2014 y 2016, el equipo utilizó el espectrógrafo de imágenes (ITS) del Telescopio Espacial Hubble detectar los penachos en luz ultravioleta. Como Europa pasa por delante de Júpiter, cualquier característica atmosférica alrededor del borde de la luna bloquea alguna de la luz de Júpiter, permitiendo a STIS ver las características en la silueta. Sparks y su equipo continúan utilizando el Hubble para monitorear Europa para ejemplos adicionales de los candidatos a penacho y esperan determinar la frecuencia con la que aparecen.
La futura exploración de mundos oceánicos de la NASA está siendo posible mediante el seguimiento por parte del Hubble de la supuesta actividad del penacho de Europa y la investigación a largo plazo por parte de Cassini del penacho de Encelado. En particular, ambas investigaciones están sentando las bases para la misión Europa Clipper de la NASA, que está programada para ser lanzada en la década de 2020.
"Si hay penachos en Europa, algo que ahora sospechamos fuertemente, con Europa Clipper estaremos listos para ello", dijo Jim Green, director de Ciencias Planetarias, en la sede de la NASA.
Referencias
Cassini finds molecular hydrogen in the Enceladus plume: Evidence for hydrothermal processes. Science 14 Apr 2017: Vol. 356, Issue 6334, pp. 155-159. DOI: 10.1126/science.aai8703
Active Cryovolcanism on Europa? The Astrophysical Journal Letters, Volume 839, Number 2. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/aa67f8
Cassini finds molecular hydrogen in the Enceladus plume: Evidence for hydrothermal processes. Science 14 Apr 2017: Vol. 356, Issue 6334, pp. 155-159. DOI: 10.1126/science.aai8703
Active Cryovolcanism on Europa? The Astrophysical Journal Letters, Volume 839, Number 2. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/aa67f8