Las observaciones del Telescopio Espacial James Webb han llevado a dos estudios independientes a proponer que el hielo de dióxido de carbono en Europa, la luna de Júpiter, se origina en su océano subterráneo. Los hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre la composición del océano interno de Europa, que se considera un objetivo principal en la búsqueda de vida extraterrestre.
Dos estudios sugieren que el dióxido de carbono en la superficie de Europa se origina en el océano interno de la luna. Observaciones recientes de Europa realizadas por el Telescopio Espacial Webb indican que el hielo de dióxido de carbono de la luna se origina en su océano subterráneo, lo que destaca la abundancia de carbono en este potencial centro de vida extraterrestre.
Utilizando observaciones recientes del Telescopio Espacial James Webb (JWST) del hielo de dióxido de carbono (CO2) en Europa, la luna de Júpiter, un par de estudios independientes sugieren que el dióxido de carbono se origina en el océano subterráneo del cuerpo helado. Los hallazgos de los dos equipos de investigación proporcionan nuevos conocimientos sobre la composición poco conocida del océano interno de Europa.
Se cree que Europa, la luna de Júpiter, tiene un océano subterráneo de agua líquida salada debajo de una capa de hielo de agua sólida. Debido a esto, Europa es un objetivo primordial para la búsqueda de vida en otras partes del sistema solar. La evaluación de la habitabilidad potencial de este océano profundo depende de su composición química, incluida la abundancia de elementos esenciales para la vida como el carbono.
Investigaciones anteriores han identificado la presencia de hielo de dióxido de carbono sólido en la superficie de Europa, pero no ha sido posible determinar si el dióxido de carbono proviene de un océano subterráneo, es golpeado por meteoritos en la superficie lunar o se produce en la superficie lunar a través de interacciones con la magnetosfera de Júpiter. Determinar la fuente del dióxido de carbono podría limitar la composición química del océano interno de Europa.
La cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio espacial James Webb de la NASA capturó esta imagen de la superficie de Europa, la luna de Júpiter. Webber descubrió dióxido de carbono en la superficie helada de Europa, que probablemente proviene del océano subterráneo de la luna. Este descubrimiento tiene implicaciones importantes para la habitabilidad potencial del océano de Europa. Debido a que los satélites son más brillantes en longitudes de onda infrarrojas más cortas, aparecen azules la mayor parte del tiempo. Las características blancas corresponden a los terrenos caóticos Povis-Riggio (izquierda) y Tara-Riggio (centro, derecha), que muestran una superficie mejorada de hielo de dióxido de carbono. Fuente: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Samantha K Trumbo (Universidad de Cornell), Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)
Analizando la distribución del dióxido de carbono en Europa
En dos estudios separados, los investigadores analizaron espectros del infrarrojo cercano de dióxido de carbono en la superficie de Europa obtenidos con JWST.
En uno de los estudios, Samantha Trumbo y Michael Brown utilizaron datos del JWST para mapear la distribución del dióxido de carbono en Europa y descubrieron que el área con los niveles más altos de dióxido de carbono se encuentra en Tara Regio, un área de aproximadamente 1.800 kilómetros cuadrados dominada por el "terreno del caos", material que ha resurgido después de la destrucción geológica.
Según los investigadores, la cantidad de dióxido de carbono encontrada en esta región recientemente resurgida (una de las topografías más jóvenes de la superficie de Europa) sugiere que proviene de una fuente interna de carbono. Esto significa que el dióxido de carbono se formó en los océanos subterráneos de Europa y salió a la superficie en escalas de tiempo geológicamente recientes.
Sin embargo, los autores dijeron que no se puede descartar por completo la posibilidad de que se forme dióxido de carbono en la superficie a partir de materia orgánica marina o carbonatos. Cualquiera que sea la explicación, el océano subterráneo contiene carbono.
La primera imagen es un mapa de la superficie de Europa utilizando la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio espacial James Webb de la NASA, y las siguientes tres imágenes son mapas de composición que utilizan datos de la unidad de campo integrada del espectrómetro de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec/IFU). En el mapa de composición, los píxeles blancos corresponden al dióxido de carbono en la topografía caótica a gran escala conocida como Tara Regio (centro y derecha), y a concentraciones parciales de dióxido de carbono en la caótica Powys Regio (izquierda). La segunda y tercera imágenes muestran evidencia de dióxido de carbono cristalizado, mientras que la cuarta imagen muestra la compleja forma amorfa del dióxido de carbono. Fuente: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Samantha K Trumbo (Universidad de Cornell), Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)
Otro estudio también encontró
En un estudio separado con los mismos datos del JWST, Geronimo Villanueva y sus colegas descubrieron que el dióxido de carbono en la superficie de Europa está mezclado con otros compuestos. El equipo también descubrió que el dióxido de carbono se concentra en la región de Tara, y creen que esto indica que el carbono en la superficie de la luna proviene de su interior.
Los autores midieron la proporción de isótopos 12C/13C del hielo, pero no pudieron distinguir entre fuentes abióticas y bióticas. Además, el equipo buscó columnas de materiales volátiles que atraviesan la corteza helada de la luna. Si bien en estudios anteriores se ha informado evidencia de estas características, los autores no detectaron ninguna actividad de pluma en las observaciones del JWST.
Creen que las columnas de humo en Europa pueden ser poco frecuentes o, en ocasiones, no contener los gases volátiles que buscaban. Los resultados de estos dos estudios se complementan y refuerzan la conclusión de que el océano subterráneo de Europa es rico en carbono.