Utilizando datos del telescopio espacial James Webb de la Nasa, los científicos han identificado dióxido de carbono en una región específica de la superficie helada de Europa, la luna de Júpiter, es uno de los pocos mundos de nuestro sistema solar que podrían albergar condiciones adecuadas para la vida.

El análisis indica que este carbono probablemente se originó en el océano subterráneo y no fue transportado por meteoritos u otras fuentes externas. Además, fue depositado en una escala de tiempo geológicamente reciente. Este descubrimiento tiene implicaciones importantes para la habitabilidad potencial del océano de Europa.

Investigaciones anteriores han demostrado que debajo de su corteza de hielo de agua se encuentra un océano salado de agua líquida con un fondo marino rocoso. Sin embargo, los científicos planetarios no habían confirmado si ese océano contenía las sustancias químicas necesarias para la vida, en particular carbono.

“En la Tierra, a la vida le gusta la diversidad química: cuanta más diversidad, mejor. Somos vida basada en el carbono. Comprender la química del océano de Europa nos ayudará a determinar si es hostil a la vida tal como la conocemos o si podría ser un buen lugar para la vida», dijo Geronimo Villanueva, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland, autor principal de un estudio. de dos artículos independientes que describen los hallazgos.

“Ahora creemos que tenemos evidencia observacional de que el carbono que vemos en la superficie de Europa proviene del océano. Eso no es algo trivial. El carbono es un elemento biológicamente esencial”, añadió Samantha Trumbo, de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, autora principal del segundo artículo que analiza estos datos.

La Nasa planea lanzar su nave espacial Europa Clipper, que realizará decenas de sobrevuelos cercanos a Europa para investigar más a fondo si podría tener condiciones adecuadas para la vida, en octubre de 2024.

Una conexión superficie-océano

Webb descubre que, en la superficie de Europa, el dióxido de carbono es más abundante en una región llamada Tara Regio, un área geológicamente joven de terreno generalmente repavimentado conocido como «terreno del caos». La superficie del hielo se ha roto y probablemente ha habido un intercambio de material entre el océano subterráneo y la superficie helada.

«Observaciones anteriores realizadas por el Telescopio Espacial Hubble muestran evidencia de sal procedente del océano en Tara Regio», explicó Trumbo. “Ahora estamos viendo que el dióxido de carbono también está muy concentrado allí. Creemos que esto implica que el carbono probablemente tenga su origen último en el océano interno”.

“Los científicos están debatiendo hasta qué punto el océano de Europa está conectado con su superficie. Creo que esa pregunta ha sido un gran impulsor de la exploración de Europa”, dijo Villanueva. «Esto sugiere que podemos aprender algunas cosas básicas sobre la composición del océano incluso antes de perforar el hielo para obtener una imagen completa».

Ambos equipos identificaron el dióxido de carbono utilizando datos de la unidad de campo integral del espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb. Este modo de instrumento proporciona espectros con una resolución de 320 x 320 kilómetros en la superficie de Europa,  lo que permite a los astrónomos determinar dónde se encuentran sustancias químicas específicas.

El dióxido de carbono no es estable en la superficie de Europa. Por lo tanto, los científicos dicen que es probable que haya sido suministrado en una escala de tiempo geológicamente reciente, una conclusión reforzada por su concentración en una región de terreno joven.

«Estas observaciones sólo tomaron unos pocos minutos del tiempo del observatorio», dijo Heidi Hammel, de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, una científica interdisciplinaria de Webb que dirige el Ciclo 1 de Observaciones en tiempo garantizado del sistema solar de Webb. “Incluso en este corto período de tiempo, pudimos hacer ciencia realmente importante. Este trabajo ofrece una primera pista de toda la asombrosa ciencia del sistema solar que podremos hacer con Webb”.

Buscando una pluma

El equipo de Villanueva también buscó evidencia de una columna de vapor de agua surgiendo de la superficie de Europa. Los investigadores que utilizan el Telescopio Espacial Hubble de la Nasa informaron detecciones provisionales de columnas en 2013, 2016 y 2017. Sin embargo, encontrar pruebas definitivas ha sido difícil.

Los nuevos datos de Webb no muestran evidencia de actividad de la columna, lo que permitió al equipo de Villanueva establecer un límite superior estricto en la tasa de material potencialmente expulsado. El equipo enfatizó, sin embargo, que su no detección no descarta una columna de humo.

“Siempre existe la posibilidad de que estas columnas sean variables y que solo se puedan ver en determinados momentos. Todo lo que podemos decir con un 100% de confianza es que no detectamos una columna de humo en Europa cuando hicimos estas observaciones con Webb”, dijo Hammel.

Estos hallazgos pueden ayudar a informar la misión Europa Clipper de la Nasa, así como el próximo Explorador de Lunas Icy de Júpiter (JUICE) de la ESA (Agencia Espacial Europea).