Desde que los humanos miramos el cielo nocturno, hemos sentido curiosidad por la vida más allá de la Tierra. Los científicos ahora saben que hay varios lugares en el sistema solar que pueden tener condiciones adecuadas para la vida. Uno de ellos es Europa, la luna de Júpiter, un mundo fascinante con un océano salado de agua líquida en el subsuelo, quizás el doble de agua líquida que todos los océanos de la Tierra juntos. Sin embargo, los científicos aún tienen que confirmar si el océano de Europa contiene sustancias químicas necesarias para la vida, especialmente carbono, el componente universal de la vida tal como la conocemos.
Ahora, los astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb han descubierto carbono en la superficie de Europa, y el carbono probablemente se originó en este océano. El descubrimiento insinúa la posibilidad de que existan entornos habitables en el océano de Europa.
La esfera azul y blanca sobre fondo negro recuerda a la famosa fotografía "Blue Marble" de la Tierra desde el espacio. Los bordes de la esfera son borrosos y difusos, y gran parte del hemisferio norte que mira al observador aparece como manchas de color azul oscuro. Una gran mancha blanca en forma de media luna corre a lo largo del lado izquierdo del hemisferio sur de cara al observador, y una mancha blanca esférica más grande cubre las latitudes medias en el lado derecho del hemisferio sur. Áreas de color azul claro bordean estas manchas blancas en el hemisferio sur.
Europa, la luna de Júpiter, es uno de los pocos mundos del sistema solar que podría albergar vida. Investigaciones anteriores han demostrado que debajo de su corteza de hielo de agua se encuentra un océano de agua líquida salada y un fondo marino rocoso. Sin embargo, los científicos planetarios aún tienen que confirmar si este océano contiene las sustancias químicas necesarias para la vida, especialmente carbono.
Los astrónomos, utilizando datos del telescopio espacial James Webb de la NASA, descubrieron dióxido de carbono en un área específica de la superficie de hielo de Europa. Los análisis mostraron que el carbono probablemente provenía de un océano subterráneo en lugar de ser proporcionado por meteoritos u otras fuentes externas. Además, su deposición es geológicamente reciente. Este descubrimiento tiene implicaciones importantes para la habitabilidad potencial del océano de Europa.
"En la Tierra, la vida ama la diversidad química; cuanta más diversidad, mejor. Somos vida basada en el carbono. Comprender la química del océano de Europa nos ayudará a determinar si es hostil a la vida tal como la conocemos, o si podría ser un buen lugar para la vida", dijo Geronimo Villanueva del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, autor principal de uno de los dos artículos separados que describen el descubrimiento.
"Ahora creemos que tenemos evidencia observacional de que el carbono que vemos en la superficie de Europa proviene del océano. Esto no es poca cosa. El carbono es un elemento esencial para los seres vivos", añadió Samantha Trumbo de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, y autora principal de un segundo artículo que analiza los datos.
La NASA planea lanzar la nave espacial Europa Clipper. La nave espacial realizará docenas de sobrevuelos cercanos a Europa para estudiar más a fondo si Europa tiene condiciones adecuadas para la existencia de vida.
Conexión superficie-océano
Weber descubrió que la zona con mayor contenido de dióxido de carbono en la superficie de Europa es una zona llamada "Tara Regio". La superficie del hielo se ha roto y es probable que haya habido un intercambio de material entre el océano subterráneo y la superficie del hielo.
"Observaciones anteriores con el telescopio espacial Hubble mostraron evidencia de extracción de sal del océano en Tara Riggio. Ahora vemos allí también grandes concentraciones de dióxido de carbono. Creemos que eso significa que el carbono puede provenir en última instancia del océano interior", explicó Trumbo.
"Los científicos están debatiendo hasta qué punto el océano de Europa está conectado con su superficie. Creo que esa pregunta ha sido un gran impulsor de la exploración de Europa", dijo Villanueva. "Esto sugiere que incluso antes de perforar el hielo para obtener una imagen completa, podemos estar aprendiendo algo fundamental sobre la composición del océano".
Los dos equipos determinaron el dióxido de carbono utilizando datos de la Unidad de Campo Integrada del Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano Webb (NIRSpec). Este modo de instrumento puede proporcionar espectros con una resolución de 320x320 kilómetros (200x200 millas) a través de la superficie de Europa de 1.944 millas de diámetro, lo que permite a los astrónomos determinar la ubicación de sustancias químicas específicas.
El dióxido de carbono no es estable en la superficie de Europa. Por lo tanto, según los científicos, el dióxido de carbono probablemente fue suministrado en tiempos geológicos recientes, una conclusión reforzada por la concentración de dióxido de carbono en un área de terreno joven.
Heidi Hammel, de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, dijo: "Estas observaciones sólo ocuparon unos minutos del tiempo del observatorio, e incluso en este corto tiempo, pudimos completar un trabajo científico muy importante. Este trabajo proporciona las primeras pistas de toda la asombrosa ciencia del sistema solar que podemos hacer con el telescopio Webb". Es una científica interdisciplinaria de Webb que dirige las primeras observaciones temporales del sistema solar con ciclo garantizado de Webb.
El equipo de Villanueva también buscó evidencia de columnas de vapor de agua que brotaban de la superficie de Europa. Los investigadores que utilizan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA informaron detecciones preliminares de columnas en 2013, 2016, 2017 y 2018. Sin embargo, ha sido difícil encontrar pruebas concluyentes.
Los nuevos datos de Webb no mostraron evidencia de actividad de la columna, lo que permitió al equipo de Villanueva establecer un límite superior estricto en la velocidad a la que el material podría ser expulsado. Sin embargo, el equipo enfatizó que la falta de detección no descarta la posibilidad de una columna de humo.
"Siempre es posible que estas columnas sean variables y que sólo se vean en ciertos momentos. Podemos decir con 100 por ciento de certeza que no detectamos columnas en Europa durante nuestras observaciones con el telescopio Webb", dijo Hamel. Los hallazgos podrían ayudar a informar la misión Europa Clipper de la NASA y el próximo Júpiter Icy Moon Explorer (JUICE) de la Agencia Espacial Europea (ESA).
Los dos artículos se publicarán en la revista Science el 21 de septiembre.
El Telescopio Espacial James Webb es el observatorio científico espacial más importante del mundo. Webb está desentrañando los misterios del sistema solar, observando mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorando la misteriosa estructura y los orígenes del universo y nuestro lugar en él. El telescopio Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con socios como la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense.