Europa, la luna de Júpiter, un mundo grande con un vasto océano subterráneo, se considera uno de los mejores candidatos para albergar vida en otras partes del Sistema Solar. La NASA tiene consideró enviar un módulo de aterrizaje a la superficie de la luna para ver si su hielo contiene químicos indicativos de la presencia de vida, pero ese proyecto aún se encuentra en fase de evaluación.

Un artículo publicado el lunes explica lo que requerirá esta misión para tener una posibilidad decente de encontrar estos productos químicos. Para descubrir cualquier material original, la sonda deberá llevar un taladro capaz de ir al menos un metro por debajo de la superficie de la luna.

remodelando la superficie

Las tensiones gravitacionales colocadas en Europa por Júpiter y sus otras grandes lunas son la fuente de energía que mantiene parte del agua de la luna en estado líquido. Pero la porción líquida de Europa, considerada un océano tan largo como la luna, está a decenas de kilómetros por debajo del hielo en la superficie de la luna. Entonces, detectar evidencia de vida no es una cuestión de mirar hacia abajo desde la órbita.

Dicho esto, los investigadores esperan que esta evidencia eventualmente termine donde podamos estudiarla. Hay indicios de que Europa la superficie ha sido remodelada por un proceso similar a la tectónica de placas, e incluso tenemos una pista de que los géiseres pueden perforar El hielo de Europa. Estos procesos pueden traer materiales desde las profundidades de la luna a su superficie, transportando seres vivos o químicos asociados con ellos.

Un problema para cualquier módulo de aterrizaje es lo que sucede cuando el material llega allí. El área cercana a Júpiter está sujeta a una intensa radiación debido a los campos magnéticos del planeta gigante. Además de destruir instantáneamente cualquier organismo que sobreviva a la falta de atmósfera superficial, la radiación transformaría químicamente los productos químicos con el tiempo. Encontraríamos una mezcla difícil de interpretar de sustancias químicas orgánicas en lugar de algo que podríamos asociar claramente con la vida.

La solución obvia sería mirar debajo de la superficie, ya que el hielo protegería los materiales si fueran lo suficientemente profundos. Pero esta protección no está garantizada, ya que la superficie de Europa también se ve sacudida por impactos que, en ausencia de atmósfera, no tienen ningún problema en llegar directamente a la superficie.

Para tener una buena posibilidad de encontrar sustancias químicas que reflejen el entorno acuático de la luna, necesitaríamos excavar o perforar por debajo de la profundidad de la radiación de la superficie y la profundidad que probablemente aumentó por los impactos.

que tan profundo es suficiente

El nuevo artículo explora la profundidad que necesitaríamos perforar. Si solo tuviéramos que llegar por debajo del punto donde impactaría la radiación, solo necesitaríamos perforar unos pocos centímetros. Los cuatro investigadores, todos de instituciones con sede en EE. UU., Se centraron en si los impactos afectarían la superficie lo suficiente como para obligarnos a excavar más profundamente.

El proceso, llamado jardinería de impacto, puede modelarse. Para hacer esto, necesitamos conocer algunas de las propiedades de la superficie impactada (hielo en este caso), la frecuencia de los impactos y el tamaño de esos impactos. Con esta información, podríamos calcular la tasa de impacto acumulada a lo largo del tiempo. También podríamos proyectarnos hacia un punto en el que el sistema alcance un equilibrio y los cráteres desaparezcan de la superficie a medida que se llenen de escombros con la misma frecuencia con la que se generan.

El modelo se complica por el hecho de que los impactos más grandes expulsan pequeños escombros que también crean impactos cuando el material regresa a la superficie de la luna, pero esta curva también se puede tener en cuenta.

Finalmente, necesitamos estimar la frecuencia de impactos y el tamaño de los impactadores. Dos fueron de uso común en la literatura: uno basado en recuentos de cráteres utilizando datos del orbitador Galileo, el segundo desarrollado por recuentos de relámpagos de impacto. Los investigadores optaron por usar ambos, construyendo modelos separados para cada uno. Al final, produjeron resultados muy similares.

En Europa, la jardinería de impacto ha llegado a la superficie a una profundidad media de unos 30 centímetros. Todo lo que esté más cerca de la superficie que esto ha sido expuesto en un momento u otro a suficiente radiación para transformar químicamente cualquier material que contenga.

Viejo Mundo

Pero Europa ha existido por más de 4 mil millones de años, y hay mucha evidencia de que partes de su superficie son más nuevas y otras más antiguas. Con toda probabilidad, poco de la superficie de Europa estuvo realmente en su lugar durante todo este período. De manera más práctica, si asumimos que podemos aterrizar una sonda en una de las áreas más nuevas, las posibilidades de encontrar material puro cambian. Para un sitio que ha estado en la superficie durante 10 millones de años, los investigadores estiman que profundizar más de un metro asegura que el material que encontramos no habrá estado expuesto a la radiación.

Para aumentar las posibilidades de una misión exitosa, necesitaremos enfocarnos en áreas relativamente jóvenes. Los investigadores también notaron que el bombardeo de radiación no golpea a Europa de manera uniforme, por lo que también podríamos apuntar a áreas con menos exposición a la radiación. Pero incluso con estas ventajas, necesitaremos incorporar tecnología que nos permita perforar más profundamente de lo que hemos hecho en cualquier otro cuerpo que no sea la Tierra.

Nature Astronomy, 2021. DOI: 10.1038 / s41550-021-01393-1 (Acerca de DOS)