Una nuova analisi delle immagini e degli spettri d’archivio ha rivelato che nell’atmosfera di Europa è presente vapore acqueo. Questo risultato fa avanzare la nostra comprensione della struttura atmosferica delle lune ghiacciate di Giove. Ci aiuta inoltre a gettare le basi per le prossime missioni scientifiche che esploreranno questi satelliti
Precedenti osservazioni del vapore acqueo su Europa erano state associate a eruzioni intermittenti attraverso il ghiaccio, le quali producono nubi transitorie di vapore acqueo nell’atmosfera. In parole più semplici, degli analoghi dei geyser sulla Terra. Tuttavia, le immagini di Hubble analizzate in questo studio hanno permesso di osservare il vapore acqueo in aree molto più vaste dell’atmosfera di Europa, facendoci intendere che il vapore acqueo sia presente in essa in maniera permanente.
La particolarità di tale scoperta è che il vapore acqueo è stato rilevato solo nell’emisfero finale di Europa. Cioè in quella zona del satellite che è sempre opposta alla sua direzione di moto lungo la sua orbita. In altre parole, Europa è in rotazione sincrona, che significa che impiega lo stesso tempo per ruotare attorno al proprio asse e per orbitare attorno a Giove. Quindi un emisfero di Europa è sempre rivolto lontano dalla direzione in cui Europa sta viaggiando lungo la sua orbita. La causa di questa asimmetria tra l’emisfero principale e quello finale non è completamente compresa.
I dati di Hubble e la tecnica spettroscopica
Questa scoperta è stata ricavata da una nuova analisi delle immagini e degli spettri dell’archivio Hubble. I dati sono stati presi nel 1999, 2012 e 2015, quando la luna di Giove si trovava in fasi diverse del suo periodo orbitale. La tecnica utilizzata da Lorenz Roth e dal suo team (KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma), è la stessa che ha recentemente portato alla scoperta del vapore acqueo nell’atmosfera di un’altra luna di Giove, Ganimede.
Il protagonista del dataset è lo strumento Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) di Hubble, in quanto le sue osservazioni ultraviolette hanno permesso a Roth di determinare l’abbondanza di ossigeno – uno dei costituenti dell’acqua – nell’atmosfera di Europa. Interpretando la forza di emissione a diverse lunghezze d’onda, il team è stato poi in grado di dedurre la presenza di vapore acqueo.
Europa e la sua bassa temperatura rendono la presenza di vapore acqueo un evento raro. “L’osservazione del vapore acqueo su Ganimede, e sul lato posteriore di Europa, fa avanzare la nostra comprensione delle atmosfere delle lune ghiacciate”, ha detto Roth. “Tuttavia, la rilevazione di un’abbondanza stabile di acqua su Europa è un po’ più sorprendente che su Ganimede perché le temperature superficiali di Europa sono inferiori a quelle di Ganimede”.
Europa riflette più luce solare di Ganimede, mantenendo la superficie di circa 15 C° più fredda di quella di Ganimede, tanto che durante il giorno la superficie di Europa raggiunge un massimo di -166 C°. Gli studiosi pensano che a tali temperature, il ghiaccio d’acqua stia sublimando, ovvero passando dallo stato solido a quello di vapore senza una fase liquida intermedia.
Gli sviluppi futuri di questa scoperta
“Questo risultato pone le basi per la scienza futura basata sulle prossime missioni sulle lune di Giove”, ha dichiarato Roth. “Più possiamo capire su queste lune ghiacciate prima dell’arrivo di veicoli spaziali come JUICE ed Europa Clipper, migliore sarà l’uso che possiamo fare del nostro tempo limitato di osservazione all’interno del sistema gioviano”.
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. Dovrebbe essere lanciata nel 2022 e arrivare a Giove nel 2031 e trasporterà un armamento di strumenti da telerilevamento, dotati di una tecnologia estremamente raffinata. Impiegherà almeno tre anni a fare osservazioni dettagliate del sistema gioviano. Europa Clipper, della NASA, effettuerà una serie di orbite attorno al satellite e indagherà sulla sua abitabilità. Oltre a questo selezionerà un sito di atterraggio per una futura missione.
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 gli astronomi a ottenere informazioni sugli esopianeti intorno ad altre stelle. In combinazione con le osservazioni dei telescopi spaziali come il James Webb, questo potrebbe aiutare a determinare se la vita possa emergere in sistemi esoplanetari simili a Giove altrove nell’universo.
L’articolo completo: A Stable H2O Atmosphere on Europa’s Trailing Hemisphere From HST Images.
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