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Las observaciones del telescopio espacial Hubble de la NASA de la luna helada de Júpiter, Europa, han revelado la presencia de vapor de agua persistente, pero, misteriosamente, solo en un hemisferio.
Europa alberga un vasto océano debajo de su superficie helada, que podría ofrecer condiciones propicias para la vida. Este resultado mejora la comprensión de los astrónomos de la estructura atmosférica de las lunas heladas y ayuda a sentar las bases de las misiones científicas planificadas al sistema joviano para, en parte, explorar si un entorno a 500 millones de millas del Sol podría sustentar la vida.
Las observaciones anteriores de vapor de agua en Europa se han asociado con columnas que hacen erupción a través del hielo, como las fotografió Hubble en 2013. Son análogas a los géiseres de la Tierra, pero se extienden a más de 90 kilómetros de altura. Producen gotas transitorias de vapor de agua en la atmósfera de la luna, que es solo una mil millonésima parte de la presión superficial de la atmósfera terrestre.
Los nuevos resultados, sin embargo, muestran cantidades similares de vapor de agua esparcidas sobre un área más grande de Europa en las observaciones del Hubble que abarcan desde 1999 hasta 2015. Esto sugiere una presencia a largo plazo de una atmósfera de vapor de agua solo en el hemisferio final de Europa, esa porción de la luna que está siempre opuesta a su dirección de movimiento a lo largo de su órbita. La causa de esta asimetría entre el hemisferio anterior y el posterior no se comprende completamente.
Este descubrimiento se obtiene a partir de un nuevo análisis de imágenes y espectros de archivo del Hubble, utilizando una técnica que recientemente resultó en el descubrimiento de vapor de agua en la atmósfera de la luna Ganímedes de Júpiter por Lorenz Roth del Real Instituto de Tecnología, Física del Espacio y del Plasma de KTH, Suecia.
"La observación del vapor de agua en Ganímedes, y en el lado posterior de Europa, avanza nuestra comprensión de las atmósferas de las lunas heladas", dijo en un comunicado Roth. "Sin embargo, la detección de una abundancia de agua estable en Europa es un poco más sorprendente que en Ganímedes porque las temperaturas de la superficie de Europa son más bajas que las de Ganímedes".
Europa refleja más luz solar que Ganímedes, manteniendo la superficie 30 grados Celsius más fría que Ganímedes. El máximo durante el día en Europa es de menos 126 grados Celsius. Sin embargo, incluso a la temperatura más baja, las nuevas observaciones sugieren que el hielo de agua se está sublimando, es decir, transformándose directamente de sólido a vapor sin una fase líquida, de la superficie de Europa, al igual que en Ganímedes.
Para hacer este descubrimiento, Roth profundizó en los conjuntos de datos de archivo del Hubble, seleccionando observaciones ultravioleta de Europa de 1999, 2012, 2014 y 2015 mientras la luna estaba en varias posiciones orbitales. Todas estas observaciones fueron tomadas con el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS) de Hubble. Las observaciones ultravioleta de STIS permitieron a Roth determinar la abundancia de oxígeno, uno de los componentes del agua, en la atmósfera de Europa, y al interpretar la fuerza de emisión en diferentes longitudes de onda pudo inferir la presencia de vapor de agua.
Esta detección allana el camino para estudios en profundidad de Europa mediante sondas futuras, incluida la misión Europa Clipper de la NASA y la misión Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) de la Agencia Espacial Europea (ESA). Comprender la formación y evolución de Júpiter y sus lunas también ayuda a los astrónomos a comprender mejor los planetas similares a Júpiter alrededor de otras estrellas.
Estos resultados se han publicado en la revista Geophysical Research Letters.