Hubble trova prove di un’atmosfera persistente di vapore acqueo su Europa

Le osservazioni del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA hanno recentemente rivelato il vapore acqueo nell’atmosfera di Ganimede, una delle lune di Giove. Una nuova analisi delle immagini e degli spettri d’archivio 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 lunare. Questo risultato migliora la nostra 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 un globo ghiacciato 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 nasconda un vasto oceano sotto la sua superficie ghiacciata, che alcuni scienziati ipotizzano possa ospitare la vita extraterrestre. Ora, per la prima volta, un astronomo ha scoperto prove di vapore acqueo persistente nell’atmosfera di Europa.

Usando 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 finale di Europa, la parte della 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 osservando.

“L’osservazione del vapore acqueo su Ganimede e sul lato posteriore 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, l’autore di questo studio. “La rilevazione 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 archivio di Hubble, selezionando osservazioni ultraviolette di Europa dal 1999, 2012, 2014 e 2015 mentre la luna si trovava in varie posizioni orbitali. Queste osservazioni sono state tutte effettuate con uno degli strumenti più versatili di Hubble: lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). Queste osservazioni STIS ultraviolette 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 del vapore acqueo su Europa sono state associate a pennacchi transitori che eruttano attraverso il ghiaccio , analoghi ai geyser qui sulla Terra ma alti più di 100 chilometri. I fenomeni osservati in questi studi sui pennacchi erano apparentemente disomogeneità transitorie o bolle nell’atmosfera. I nuovi risultati, tuttavia, mostrano quantità simili di vapore acqueo presenti su un’area più ampia in osservazioni che vanno dal 1999 al 2015. Ciò suggerisce la presenza a lungo termine di un’atmosfera di vapore acqueo nell’emisfero finale di Europa. Nonostante la presenza di vapore acqueo sull’emisfero finale di Europa non vi è alcuna indicazione di H2O sull’emisfero principale di Europa.

Gli scienziati spaziali che lavorano per capire queste lune ghiacciate potranno presto beneficiare di una vista ravvicinata. Jupiter Icy dell’ESA lune Explorer(JUICE) 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 nel programma Cosmic Vision 2015-2025 dell’ESA e dovrebbe essere lanciata nel 2022 e arrivare a Giove nel 2031. La sonda trasporterà una suite avanzata di strumenti, il più potente carico utile di telerilevamento mai volato al sistema solare esterno – e impiegherà almeno tre anni a fare osservazioni dettagliate del sistema gioviano. Europa sarà anche visitata da una missione della NASA, Europa Clipper, che effettuerà una serie di sorvoli della luna e indagherà sulla sua abitabilità, oltre a selezionare un sito di atterraggio per una futura missione.

“Questo risultato pone le basi per la scienza futura basata sulle prossime missioni sulle lune di Giove” , ha concluso Roth. “Più possiamo capire di queste lune ghiacciate prima dell’arrivo di veicoli spaziali come JUICE ed Europa Clipper, migliore sarà l’uso che potremo fare del nostro tempo limitato 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. In combinazione con le osservazioni dei telescopi spaziali come l’imminente James Webb Space Telescope della NASA/ESA/CSA , questo potrebbe aiutare gli astronomi a determinare se la vita potrebbe emergere in sistemi esoplanetari simili a Giove altrove nell’universo.