Esta vista de Europa, la luna helada de Júpiter, fue capturada por el generador de imágenes JunoCam a bordo de la nave espacial Juno de la NASA durante el sobrevuelo cercano de la misión el 29 de septiembre de 2022. La nave espacial Europa Clipper de la agencia explorará la luna cuando alcance la órbita de Júpiter en 2030. Crédito: NASA/ JPL-Caltech/SwRI/MSSS, Kevin M. Gill CC BY 3.0

La luna cubierta de hielo de Júpiter genera 1.000 toneladas de oxígeno cada 24 horas, suficiente para mantener a un millón de humanos respirando durante un día.

Científicos con NASALa misión Juno de Júpiter calculó que la tasa de oxígeno producido en la luna de Júpiter, Europa, es sustancialmente menor que la de la mayoría de estudios anteriores. Publicado el 4 de marzo en Naturaleza AstronomíaLos hallazgos se obtuvieron midiendo la liberación de hidrógeno desde la superficie helada de la luna utilizando datos recopilados por el instrumento del Experimento de Distribuciones Aurorales Jovianas (JADE) de la nave espacial.

Los autores del artículo estiman que la cantidad de oxígeno producida es de aproximadamente 26 libras por segundo (12 kilogramos por segundo). Las estimaciones anteriores oscilan entre unas pocas libras y más de 2.000 libras por segundo (más de 1.000 kilogramos por segundo). Los científicos creen que parte del oxígeno producido de esta manera podría llegar al océano subterráneo de la Luna como posible fuente de energía metabólica.

El potencial de Europa para la vida

Con un diámetro ecuatorial de 3.100 kilómetros (1.940 millas), Europa es la cuarta más grande del mundo. Las 95 lunas conocidas de Júpiter y el más pequeño de los cuatro satélites galileanos. Los científicos creen que un vasto océano interno de agua salada se esconde debajo de su corteza helada y sienten curiosidad por la posibilidad de que existan condiciones que sustentan la vida debajo de la superficie.

No es sólo el agua lo que atrae la atención de los astrobiólogos: la ubicación de la luna de Júpiter también juega un papel importante en las posibilidades biológicas. La órbita de Europa la sitúa justo en medio de los cinturones de radiación del gigante gaseoso. Las partículas cargadas o ionizadas de Júpiter bombardean la superficie helada, dividiendo las moléculas de agua en dos para generar oxígeno que puede llegar al océano lunar.

Esta ilustración muestra partículas cargadas de Júpiter impactando la superficie de Europa, dividiendo las moléculas de agua congelada en moléculas de oxígeno e hidrógeno. Los científicos creen que algunos de estos gases de oxígeno recién creados podrían migrar hacia el océano subterráneo de la Luna, como se muestra en la imagen insertada. Crédito: NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU

“Europa es como una bola de hielo que poco a poco va perdiendo agua en un arroyo. Excepto que en este caso, la corriente es un fluido de partículas ionizadas barridas alrededor de Júpiter por su extraordinario campo magnético”, dijo el científico de JADE Jamey Szalay del Universidad de Princeton en Nueva Jersey. “Cuando estas partículas ionizadas golpean Europa, descomponen el hielo de agua molécula por molécula en la superficie para producir hidrógeno y oxígeno. En cierto modo, toda la capa de hielo está siendo continuamente erosionada por ondas de partículas cargadas que llegan hasta ella”.

Capturando el bombardeo

Mientras Juno volaba a 354 kilómetros (220 millas) de Europa a las 2:36 p.m. PDT del 29 de septiembre de 2022, JADE identificó y midió iones de hidrógeno y oxígeno que fueron creados por el bombardeo de partículas cargadas y luego “capturados” por el campo magnético de Júpiter. campo mientras pasa por la luna.

“En el momento en que la NASA galileo misión realizada por Europa, nos abrió los ojos a la interacción compleja y dinámica que Europa tiene con su entorno. Juno aportó una nueva capacidad para medir directamente la composición de las partículas cargadas emitidas por la atmósfera de Europa, y estábamos ansiosos por echar un vistazo detrás de la cortina de este apasionante mundo acuático”, dijo Szalay. «Pero lo que no nos dimos cuenta es que las observaciones de Juno nos darían una limitación tan estricta sobre la cantidad de oxígeno producido en la superficie helada de Europa».

Juno lleva 11 instrumentos científicos de última generación diseñados para estudiar el sistema de Júpiter, incluidos nueve sensores de partículas cargadas y ondas electromagnéticas para estudiar la magnetosfera de Júpiter.

«Nuestra capacidad de volar cerca de los satélites galileanos durante nuestra misión ampliada nos ha permitido comenzar a abordar una amplia gama de temas científicos, incluidas algunas oportunidades únicas para contribuir a la investigación sobre la habitabilidad de Europa», dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno desde el suroeste. Instituto de Investigación. en SanAntonio. “Y aún no hemos terminado. Aún están por llegar más sobrevuelos lunares y la primera exploración del anillo cercano y la atmósfera polar de Júpiter”.

La producción de oxígeno es una de las muchas facetas que investigará la misión Europa Clipper de la NASA cuando llegue a Júpiter en 2030. La misión tiene una sofisticada carga útil de nueve instrumentos cientificos para determinar si Europa tiene condiciones que podrían ser adecuadas para la vida.

Ahora Bolton y el resto del equipo de la misión Juno tienen la vista puesta en otro mundo joviano, la luna Io, adornada con volcanes. El 9 de abril, la sonda alcanzará aproximadamente 16.500 kilómetros de su superficie. Los datos recopilados por Juno se sumarán a los hallazgos de sobrevuelos anteriores de Io, incluidas dos aproximaciones extremadamente cercanas de unos 1.500 kilómetros el 30 de diciembre de 2023 y el 3 de febrero de 2024.

Referencia: “Producción de oxígeno a partir de la disociación del hielo y el agua superficial de Europa” por JR Szalay, F. Allegrini, RW Ebert, F. Bagenal, SJ Bolton, S. Fatemi, DJ McComas, A. Pontoni, J. Saur, H. T. Smith, D. F. Strobel, S. D. Vance, A. Vorburger y R. J. Wilson, 4 de marzo de 2024, Naturaleza Astronomía.
DOI: 10.1038/s41550-024-02206-x

El Jet Propulsion Laboratory de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, California, gestiona la misión Juno para el investigador principal Scott Bolton del Southwest Research Institute en San Antonio. Juno es parte del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, que se administra en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. La Agencia Espacial Italiana (ASI) financió el Mapeador de Auroras Infrarrojas Jovianas. Lockheed Martin Space en Denver construyó y opera la nave espacial.