Encelado y Europa firmes candidatos para albergar vida

Las dos veteranas misiones de la NASA -Cassini y Hubble- están proporcionando nuevos detalles sobre las heladas lunas oceánicas de Júpiter Europa y Encelado de Saturno, aumentando aún más el interés científico de estos y otros “mundos oceánicos” en nuestro sistema solar y más allá. Los hallazgos se han anunciado el jueves 13 de Abril y se presentan en artículos publicados por investigadores de la misión Cassini de la NASA a Saturno y el Telescopio Espacial Hubble.

En las publicaciones, los científicos de Cassini anuncian que una forma de energía química en la que la vida puede alimentarse parece existir en la luna de Saturno Encelado, y los investigadores del Hubble informan evidencia adicional de penachos que estallan desde la luna de Júpiter Europa.

“Este es lo más cercano que hemos llegado, hasta ahora, a la identificación de un lugar con algunos de los ingredientes necesarios para un entorno habitable”, dijo Thomas Zurbuchen, administrador asociado de la NASA Science Mission Directorate en la Sede en Washington. “Estos resultados demuestran la naturaleza interconectada de las misiones científicas de la NASA que nos están acercando a responder si realmente estamos solos o no”.

El trabajo de investigación de la misión Cassini, publicado en la revista Science, indica que el gas de hidrógeno, que potencialmente podría proporcionar una fuente de energía química para la vida, se vierte en el océano subsuperficial de Encelado por la actividad hidrotérmica en el fondo marino, como pasa en el suelo oceánico de la Tierra, los respiraderos o fumarolas hidrotermales emiten fluidos calientes y cargados de minerales, permitiendo que los ecosistemas únicos repletos de criaturas inusuales prosperen. Los microbios que convierten el fluido cargado de minerales en energía metabólica hacen posibles estos ecosistemas.

Resultado de imagen de fumarolas hidrotermales
Fumarolas cerca de las Islas Galápagos. Crédito:  ©NOAA/CC0 Public Domain

La presencia de hidrógeno en el océano de la luna Encelado significa que los microbios -si es que existen- podrían utilizarlo para obtener energía combinando el hidrógeno con dióxido de carbono disuelto en el agua. Esta reacción química, conocida como “metanogénesis” porque produce metano como un subproducto, está en la raíz del árbol de la vida en la Tierra, e incluso podría haber sido crítica para el origen de la vida en nuestro planeta.

“El hidrógeno es una fuente de energía química para los microbios que viven en los océanos de la Tierra cerca de respiraderos hidrotermales”, dijo el Dr. Hunter Waite de SwRI, “Nuestros resultados indican que la misma fuente de energía química está presente en el océano de Encelado. No hemos encontrado evidencia de la presencia de vida microbiana en el océano de Encelado, pero el descubrimiento del gas de hidrógeno y la evidencia de actividad hidrotermal en curso ofrecen una tentadora sugerencia de que las condiciones habitables podrían existir bajo la corteza helada de la luna”.

La vida tal como la conocemos requiere tres ingredientes primarios: agua líquida; Una fuente de energía para el metabolismo; Y los ingredientes químicos correctos, principalmente carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Con este hallazgo, Cassini ha demostrado que Encelado tiene casi todos estos ingredientes para la habitabilidad. Cassini aún no ha demostrado que el fósforo y el azufre estén presentes en el océano, pero los científicos sospechan que lo son, ya que se cree que el núcleo rocoso de Encelado es químicamente similar a los meteoritos que contienen estos dos elementos.

“La confirmación de que la energía química para la vida existe dentro del océano de una pequeña luna de Saturno es un hito importante en nuestra búsqueda de mundos habitables más allá de la Tierra”, dijo Linda Spilker, investigadora del proyecto Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California.

La nave espacial Cassini detectó el hidrógeno en el penacho de gas y material gélido pulverizado de Encelado durante su último y más profundo buceo a través del chorro el 28 de octubre de 2015. Cassini también tomó muestras de la composición del penacho durante los vuelos anteriores en la misión. De estas observaciones los científicos han determinado que casi el 98 % del gas en el penacho es agua, aproximadamente 1% es hidrógeno y el resto es una mezcla de otras moléculas incluyendo dióxido de carbono, metano y amoníaco.

Ilustración de cómo los científicos de Cassini creen que el agua interactúa con la roca en el fondo del océano de la luna helada Encelado de Saturno, produciendo gas hidrógeno. Créditos: NASA / JPL-Caltech

La medición se realizó utilizando el instrumento Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS) de Cassini, que inhala gases para determinar su composición. INMS fue diseñado para probar la atmósfera superior de la luna de Saturno Titán. Después del sorprendente descubrimiento de Cassini de una enorme columna de agua helada en 2005, emanada de grietas calientes cerca del polo sur, los científicos pusieron sus detectores en dirección a la pequeña luna.

Cassini no fue diseñada para detectar signos de vida en el penacho de Encelado, de hecho, los científicos no sabían que el penacho existía hasta después de que la nave espacial llegara a Saturno.

Durante la inmersión más profunda de Cassini a través del penacho de Encelado, los científicos de SwRI descubrieron el gas de hidrógeno en el material que estallaba de la luna de Saturno. Este descubrimiento aporta más pruebas de la actividad hidrotérmica (ilustrada aquí) y aumenta la posibilidad de que el océano de Encelado pueda tener condiciones adecuadas para la vida microbiana. Créditoe NASA / JPL-Caltech

“Aunque no podemos detectar la vida, hemos encontrado que hay una fuente de alimento para ello, sería como una tienda de dulces para los microbios”, dijo Hunter Waite, autor principal del estudio de Cassini.

Los nuevos hallazgos son una línea independiente de evidencia de que la actividad hidrotérmica está teniendo lugar en el océano Encelado. Los resultados anteriores, publicados en marzo de 2015, sugirieron que el agua caliente está interactuando con la roca bajo el mar; Los nuevos hallazgos apoyan esa conclusión y añaden que la roca parece estar reaccionando químicamente para producir el hidrógeno.

Esta ilustración muestra el buceo de Cassini a través del penacho de Encelado en 2015. Créditos: NASA / JPL-Caltech

En el artículo que detalla los nuevos hallazgos del telescopio espacial Hubble, publicado en The Astrophysical Journal Letters, informa sobre las observaciones de la luna de Júpiter Europa a partir de 2016, en las que se observó un probable penacho de material que brota de la superficie lunar en el mismo lugar donde Hubble vio evidencia de uno en 2014. Estas imágenes refuerzan la evidencia de que los penachos de Europa podrían ser un fenómeno real que aparece intermitentemente en la misma región en la superficie de la luna joviana.

Estas imágenes compuestas muestran un supuesto penacho de material que estalla cada dos años en el mismo lugar en la luna helada de Júpiter Europa. Ambos penachos, fotografiados en luz UV por Hubble, fueron vistos en silueta como la luna pasó delante de Júpiter. Créditos: NASA / ESA / STScI / USGS

El penacho recién creado se eleva a unos 100 kilómetros por encima de la superficie de Europa, mientras que la observada en 2014 se estima que está a unos 30 kilómetros de altura. Ambos corresponden a la ubicación de una región inusualmente cálida que contiene rasgos que parecen ser grietas en la corteza helada de la luna, visto a finales de los 90 por la nave espacial Galileo de la NASA. Los investigadores especulan que, al igual que Encelado, esto podría ser evidencia de erupción de agua desde el interior de la luna.

“Los penachos de Encelado están asociados con regiones más calientes, así que después de que Hubble observara este nuevo chorro en Europa, examinamos esa ubicación en el mapa térmico de Galileo. Descubrimos que el candidato de penacho de Europa está sentado justo en la anomalía térmica “, dijo William Sparks, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial en Baltimore, Maryland, y director de los estudios del penacho Hubble en 2014 y 2016.

Los investigadores dicen que si los penachos y el punto caliente están conectados, podría significar que el agua que sale de debajo de la corteza helada de Europa está calentando la superficie circundante. Otra idea es que el agua eyectada por el penacho cae sobre la superficie como una fina niebla, cambiando la estructura de los granos de superficie y permitiéndoles retener el calor más tiempo que el paisaje circundante.

El óvalo verde destaca los penachos que el Hubble observó en Europa. El área también corresponde a una región cálida en la superficie de Europa. El mapa se basa en las observaciones de la nave espacial Galileo. Créditos: NASA / ESA / STScI / USGS

Tanto para las observaciones de 2014 como para 2016, el equipo utilizó el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble (STIS) para detectar los penachos en luz ultravioleta. Cuando Europa pasa delante de Júpiter, cualquier característica atmosférica alrededor del borde de la luna bloquea algo de la luz de Júpiter, permitiendo que STIS vea las características en silueta. Sparks y su equipo continúan utilizando el Hubble para monitorear Europa y obtener ejemplos adicionales de candidatos a penachos y esperan determinar la frecuencia con la que aparecen.

La exploración futura de los mundos oceánicos por la NASA está permitida por el monitoreo de Hubble de la supuesta actividad del penacho de Europa y la investigación a largo plazo de Cassini sobre el penacho de Encelado. En particular, ambas investigaciones están sentando las bases para la misión Europa Clipper de la NASA, la cual está planeada para su lanzamiento en la década de 2020.

“Si hay penachos en Europa, como ahora sospechamos, con Europa Clipper estaremos listos para ellos”, dijo Jim Green, Director de Planetary Science, en la sede de la NASA.

La identificación de Hubble de un sitio que parece tener una actividad de penacho persistente e intermitente constituye un objetivo tentador para la misión de Europa para investigar con su poderosa suite de instrumentos científicos. Además, algunos de los coautores de Sparks en los estudios de Hubble Europa están preparando una poderosa cámara ultravioleta para volar en la misión Europa Clipper, que hará mediciones similares a las de Hubble, pero de miles de veces más cerca. Y varios miembros del equipo Cassini INMS están desarrollando una versión exquisitamente sensible de la próxima generación de su instrumentos para el vuelo en Europa Clipper.

Imagen de portada:

Izquierda Encelado / Derecha Europa

Artículos relacionados:

Encelado: http://blog.meteorologiaespacial.es/?s=encelado

Europa: http://blog.meteorologiaespacial.es/?s=luna+europa

Cassini: http://blog.meteorologiaespacial.es/?s=cassini

Hubble: http://blog.meteorologiaespacial.es/?s=hubble

Fuentes:

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-missions-provide-new-insights-into-ocean-worlds-in-our-solar-system

http://www.swri.org/9what/releases/2017/enceladus-saturn-moon-habitable.htm#.WO_Nj_nyjIV

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