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La scoperta grazie a osservazioni del telescopio spaziale Hubble.
Le osservazioni del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA hanno recentemente rivelato vapore acqueo nell’atmosfera di Ganimede, una delle lune di Giove. Una nuova analisi di immagini d’archivio e spettri ha ora rivelato che il vapore acqueo è presente anche nell’atmosfera della luna ghiacciata di Giove Europa.
L’analisi ha rilevato che un’atmosfera di vapore acqueo è presente solo su un emisfero della luna. Questo risultato fa progredire la comprensione della struttura atmosferica delle lune ghiacciate e aiuta a gettare le basi per le prossime missioni scientifiche che esploreranno le lune ghiacciate di Giove.
Europa – una delle 79 lune di Giove – è sia la sesta luna più vicina a Giove che la sesta luna più grande del Sistema Solare. È una sfera ghiacciata più grande del pianeta nano Plutone con una superficie liscia e ghiacciata segnata da crepe e fessure. La superficie della luna è un ambiente desolato con una temperatura media di -170 °C e solo un’atmosfera tenue.
Tuttavia, gli astronomi sospettano che Europa ospiti un vasto oceano sotto la sua superficie ghiacciata, che alcuni scienziati ipotizzano possa ospitare vita extraterrestre . Ora, per la prima volta, un astronomo ha scoperto prove di vapore acqueo persistente nell’atmosfera di Europa.
Utilizzando una tecnica che ha recentemente portato alla scoperta del vapore acqueo nell’atmosfera della luna di Giove Ganimede, un astronomo ha trovato prove di acqua nell’emisfero posteriore di Europa – la porzione di luna che è sempre opposta alla sua direzione di movimento. La distribuzione asimmetrica del vapore acqueo era stata prevista da studi precedenti basati su simulazioni al computer, ma non era stata precedentemente rilevata in modo osservazionale.
”L’osservazione del vapore acqueo su Ganimede e sul lato finale di Europa fa progredire la nostra comprensione delle atmosfere delle lune ghiacciate “,ha commentato Lorenz Roth del KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, svezia, autore di questo studio. “Il rilevamento di un’abbondanza stabile di H2O su Europa è sorprendente perché le temperature superficiali sono così basse.”
Per fare questa scoperta, Roth ha approfondito i set di dati di Hubble d’archivio, selezionando le osservazioni ultraviolette di Europa del 1999, 2012, 2014 e 2015 mentre la luna era in varie posizioni orbitali. Queste osservazioni sono state tutte prese con uno degli strumenti più versatili di Hubble: lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). Queste osservazioni hanno permesso a Roth di determinare l’abbondanza di ossigeno – uno dei costituenti dell’acqua – nell’atmosfera di Europa, e interpretando la forza dell’emissione a diverse lunghezze d’onda è stato in grado di dedurre la presenza di vapore acqueo.
Precedenti osservazioni di vapore acqueo su Europa sono state associate a pennacchi transitori che eruttano attraverso il ghiaccio, analoghi ai geyser sulla Terra ma alti più di 100 chilometri. I fenomeni osservati in questi studi sui pennacchi erano apparentemente disomogeneità transitorie o macchie nell’atmosfera. I nuovi risultati, tuttavia, mostrano che quantità simili di vapore acqueo sono presenti distribuite su un’area più ampia nelle osservazioni che vanno dal 1999 al 2015.
Ciò suggerisce la presenza a lungo termine di un’atmosfera di vapore acqueo sull’emisfero posteriore di Europa. Nonostante la presenza di vapore acqueo sull’emisfero posteriore di Europa, non vi è alcuna indicazione di H2O sull’emisfero principale di Europa.
Gli scienziati saranno presto in grado di beneficiare di una visione ravvicinata. La missione JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) dell’ESA è in preparazione per un tour di Ganimede, Callisto ed Europa, le tre più grandi lune ghiacciate di Giove. JUICE è la prima missione di grande classe del programma Cosmic Vision 2015-2025 dell’ESA e dovrebbe essere lanciata nel 2022 e arrivare su Giove nel 2031.
La sonda trasporterà una suite avanzata di strumenti – il più potente carico utile di telerilevamento mai volato verso il Sistema Solare esterno – e trascorrerà almeno tre anni a fare osservazioni dettagliate del sistema gioviano. Europa sarà anche visitata da una missione della NASA, Europa Clipper, che eseguirà una serie di sorvoli della luna e ne studierà l’abitabilità, oltre a selezionare un sito di atterraggio per una missione futura.
”Questo risultato pone le basi per la scienza futura basata sulle prossime missioni sulle lune gioviane “,ha concluso Roth. “Più riusciamo a capire di queste lune ghiacciate prima che arrivino veicoli spaziali come JUICE ed Europa Clipper, migliore è l’uso che possiamo fare del nostro limitato tempo di osservazione all’interno del sistema gioviano.”
Questa scoperta e le intuizioni delle prossime missioni come JUICE miglioreranno la nostra comprensione degli ambienti potenzialmente abitabili nel Sistema Solare. Comprendere la formazione e l’evoluzione di Giove e delle sue lune aiuta anche gli astronomi a ottenere informazioni sugli esopianeti simili a Giove intorno ad altre stelle.
Combinato con le osservazioni di telescopi spaziali come il prossimo telescopio spaziale James Webbdella NASA / ESA / CSA, questo potrebbe aiutare gli astronomi a determinare se la vita potrebbe emergere in sistemi esoplanetari simili a Giove altrove nell’universo.
