La sonda Galileo passò attraverso un getto di vapore emesso dalla luna Europa

Riesaminando vecchi dati risalenti al 1997, un team di scienziati statunitensi ha confermato che anche Europa, come la luna di Saturno Encelado, emette potenti getti di vapore provenienti da un oceano caldo presente sotto la superficie ghiacciata. Questa scoperta è certamente di buon auspicio per i sostenitori della proposta missione Europa Clipper per lo studio approfondito della luna gioviana e del suo oceano che potenzialmente potrebbe ospitare forme di vita aliene.

Dall’introduzione all’articolo originale, pubblicato su Nature lo scorso 14 maggio:

La superficie ghiacciata di Europa, la quarta e più piccola luna di Giove, si suppone possa ricoprire un oceano liquido globale. Alcune immagini riprese dall’Hubble Space Telescope,  negli ultimi anni hanno evidenziato la presenza di ampi getti di vapore che s’innalzano dalla superficie, corroborando la tesi della presenza dell’oceano caldo sottostante.
Dato che i rilevamenti ottici sono stati ottenuti lavorando al limite superiore della sensibilità degli strumenti, i dati ottenuti dovranno necessariamente essere confermati da analisi sul posto.
Con questo articolo presentiamo l’evidenza di getti di vapore, rilevati analizzando i dati relativi al campo magnetico ed al plasma, raccolti dalla sonda Galileo durante l’ultimo e più ravvicinato passaggio vicino ad Europa (avvenuto il 16 dicembre 1997, n.d.t.).
La sonda passò a circa 200 km da Europa ed il magnetometro di bordo registrò un’anomalia ampia circa 1000 km con una diminuzione della densità del flusso magnetico di oltre 200 nT.
Contemporaneamente il Plasma Wave Spectrometer registrò delle intense e localizzate emissioni d’onda, indicative di un sostanziale incremento nella densità del plasma attraversato.
Dimostreremo che la localizzazione, la durata e la variazione del campo magnetico e delle onde di plasma misurate, sono coerenti con l’interazione del plasma di Giove se un getto di vapore, con le caratteristiche desunte dalle immagini di Hubble, stesse eruttando dalla superficie di Europa nelle regioni di anomalia termica.
I risultati forniscono forti ed indipendenti prove a supporto della presenza di getti di vapore da Europa.

Il gruppo di ricercatori, guidato da Xianzhe Jia, fisico dell’Università del Michigan e co-investigator di due strumenti che saranno a bordo della futura missione Europa Clipper, stava studiando le immagini riprese all’ultravioletto dall’HST, quando la collega Melissa McGrath del SETI Institute di Mountain View, California, ha suggerito di rianalizzare i vecchi dati della missione Galileo degli anni ’90.

“I dati sono sempre stati li, ma abbiamo dovuto sviluppare nuovi e sofisticati modelli di analisi 3D per dare un senso alle osservazioni”, ha spiegato Xianzhe Jia.
“Un’affermazione di Melissa ci ha fatto scattare qualcosa, abbiamo controllato ed in effetti fortunatamente Galileo effettuò il suo passaggio più vicino ad Europa proprio sopra la zona ripresa da Hubble. Dovevamo quindi verificare nei dati se ci fosse stato o no un getto di vapore.”

Lo studio dei dati del 16 dicembre 1997 mostrò che il magnetometro aveva registrato qualcosa di insolito, una curvatura del campo magnetico che in tutti questi anni non era stata mai spiegata. Grazie però all’esperienza fatta con lo studio dei getti di vapore di Encelado, la sesta luna di Saturno, in cui il materiale espulso diventa ionizzato e lascia una traccia nel campo magnetico, il team sapeva quindi che cosa cercare nei dati di Galileo.
La sonda aveva a bordo anche uno strumento per misurare le onde di plasma causate da particelle cariche nell’atmosfera di Europa ed anche in questo caso, nello stesso periodo, compariva un’anomalia che poteva essere spiegata con l’ipotesi del passaggio attraverso un getto di vapore.

Nonostante tutto, per avere un quadro definitivo, i soli numeri non erano sufficienti e quindi tutte le informazioni sono state processate con un sistema di analisi 3D sviluppato dal team presso l’università, che simula l’interazione del plasma con i corpi celesti del sistema solare ed il risultato è stato comparato con le immagini di Hubble per verificare le dimensioni del getto.
La simulazione concordava perfettamente con le tracce lasciate nel campo magnetico e nelle onde di plasma.

“Pare che ora ci siano troppe evidenze per non considerare reale la teoria dei getti di vapore su Europa”, ha affermato Robert Pappalardo del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena dove si sta preparando la futura missione. “Se i getti esistono veramente, con Europa Clipper potremo sorvolare la luna in passaggi molto bassi e veloci e quindi raccogliere campioni di materiale espulso proveniente dall’interno di Europa, per svelare se la luna contiene o no gli ingredienti per lo sviluppo della vita. Questo è lo scopo della missione!”

La presenza dei getti indica che la luna è geologicamente attiva, con movimenti di materiale dall’interno verso la superficie. Certamente però anche l’inverso è vero, con materiale superficiale, altamente ossidato dalle forti radiazioni del vicino Giove, che scende nell’oceano sotto la crosta ghiacciata.
Dove si incontrano e si fondono le due correnti, si possono creare dei gradienti chimici e reagenti potenzialmente sfruttabili come fonte d’energia per eventuali organismi viventi.

La NASA quindi sta già pensando ad una successiva missione del Clipper, una missione in cui un lander si poserà sulla superficie ghiacciata da cui prelevare campioni, magari proprio in quelle zone di anomalie termiche, dove si suppone che lo spessore del ghiaccio sia molto minore rispetto alla media.

Anche l’Agenzia Spaziale Europea è impegnata sul fronte gioviano, infatti nel 2022 verrà lanciata la sonda JUICE (JUpiter ICy moons Explorer) che arriverà a destinazione nel 2030 e, dopo vari passaggi intorno a Giove e le sue lune, si immetterà definitivamente in orbita di Ganimede, la luna più grande.
Scopo della sua missione sarà quello di studiare la turbolenta atmosfera del gigante gassoso, il suo enorme campo magnetico e le sue principali lune Ganimede, Europa e Callisto. Gli scienziati ritengono che queste ultime possano avere degli interi oceani di acqua liquida al di sotto delle loro croste ghiacciate superficiali. Juice dovrà fornire degli elementi per permettere agli studiosi di ipotizzare la presenza di ambienti in grado di ospitare la vita.

Fonti: NASA, Nature.com