Gracias a las observaciones realizadas por el telescopio Espacial Hubble, los científicos han podido determinar la existencia de grandes chorros de vapor de agua que son emitidos desde la superficie de la luna Europa, (que una de las lunas de Júpiter) la cual, durante los últimos años, ha sido objeto de estudio debido a que debajo de la capa de hielo que se encuentra en su superficie podría existir un océano de agua en estado líquido.
Fueron Lorenz Roth, de un instituto de San Antonio, Texas y Joachim Saur de la Universidad de Colonia, quienes utilizaron la potencia del telescopio Hubble para determinar que el vapor de agua es producido muy cerca del polo sur de Europa. Estos penachos son parecidos a los geysers de la Tierra que son inmensamente grandes y que pueden alcanzar alturas de 200 metros. Europa tiene una circunferencia de 3,200 kilómetros que es igual a la de la Luna.
“El agua es considerada generalmente como un requisito para la vida, al menos como la conocemos. Por esta razón, el descubrimiento de grandes penachos de vapor de agua en la luna Europa se ha convertido en un punto central en la investigación de vida extraterrestre”, afirma Lorenz Roth.
Los penachos de agua solamente pueden ser observados cuando Europa está en una órbita que le permite estar lejos de Júpiter. Esto significa que la actividad de las fuentes varían en función del tiempo y de la posición. En este sentido, la órbita de Europa no es circular sino más bien elíptica. Cuando Europa se encuentra más alejada de Júpiter, las fuerzas de marea hacen que las inmensas fracturas en su superficie liberen vapor de agua en forma de penachos.
Estos penachos de vapor de agua también han sido descubiertos por la sonda Cassini en la luna Enceladus, que es una de las lunas de Saturno.
Un nuevo análisis de los datos aportados por la sonda Galileo, revelan que un material compuesto básicamente por arcilla ha sido depositado en la superficie de la luna Europa (de Júpiter) por un cometa o asteroide, por lo que esta es la primera vez que se detectan en la superficie de esta luna este tipo de minerales, los cuales generalmente llevan consigo compuestos orgánicos.
“Los materiales orgánicos, que representan importantes ladrillos para la vida, son generalmente encontrados en cometas y en asteroides primitivos”, afirmó Jim Shirley del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
Muchos científicos consideran que Europa es el mejor sitio en nuestro Sistema Solar para encontrar vida, ya debajo de su superficie existe un océano que está en contacto con rocas y hielo, además de otros componentes que producen calor
Por esta y otras razones la comunidad científica cree que Europa contiene materiales orgánicos, los cuales no han sido todavía observados. Una teoría afirma que dichos materiales orgánicos debieron haber llegado al satélite a través del impacto de cometas y asteroides; este nuevo hallazgo apoya esta idea.
Y el material que ha sido encontrado en Europa lleva el nombre de Filosilicatos que, como ya decíamos, es una especie de arcilla que contiene moléculas orgánicas y que podría provenir de asteroides (de unos 1,100 metros) o de cometas (de unos 1,700 metros) que pudieron haber impactado en la superficie del satélite.
“Entender la composición de Europa es un asunto clave para poder descifrar su historia y posiblemente su habitabilidad”, afirmó Bob Pappalardo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
La mayoría de las cosas que hoy los científicos saben sobre Europa, la luna de Júpiter, ha sido gracias a una docena de naves que desde 1979 (recordemos a la Voyaguer 2) y hasta mediados de los noventa (la sonda Galileo) se han encargado de fotografiar su superficie y su atmósfera.
Gracias a estos encuentros los investigadores han podido saber que su superficie está formada por hielo fracturado y que debajo de éste podría existir un océano formado por agua en estado líquido que sería el hogar de vida microbiana.
Detalles de las fracturas presentes en el hielo de la luna Europa / Crédito: http://www.astronoo.com
“Si un día los seres humanos envían a un robot a la superficie de Europa, necesitaremos saber qué buscar y sobre qué tipo de instrumentos necesitaríamos llevar”, afirma Robert Pappalardo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. “Necesitamos mucha preparación que es necesaria para poder aterrizar en Europa, pero estudios como estos ayudan a concentrarnos en los instrumentos tecnológicos necesarios para poder llegar y sobre todo la información que nos ayudaría a elegir el lugar idóneo para poder aterrizar. Además, Europa es el lugar más probable, después de la Tierra, para encontrar vida”, añade.
Entre las preguntas que el equipo de investigadores se hace en este estudio en el que han participado varias organizaciones como la NASA, la Universidad de Colorado y la Universidad de Texas, entre otras, son: ¿qué es lo que ha provocado las fracturas en el hielo? ¿Qué tipo de química existe ahí? ¿Existirán moléculas orgánicas que sirvan para el desarrollo de la vida?
Otras preguntas tienen que ver con su actividad geológica y la presencia de agua líquida: ¿qué tan activa es su superficie? ¿Qué tanto le afecta la gravedad provocada por Júpiter? ¿Qué características tendrá el agua líquida?
“Aterrizar en la superficie de Europa sería un paso clave en la investigación astro biológica de ese mundo”, afirmó Chris McKay quien es investigador de la NASA.
Un respiradero hidrotermal al fondo del Océano Atlántico /Crédito: NASA.
La fotosíntesis, el proceso mediante el cual las planetas utilizan la energía del sol para producir energía, está presente en la mayoría de los procesos vitales. Las criaturas fotosintéticas dependen de la luz óptica, aquella que vemos, para energizar su maquinaria biológica. Pero algunos de estos seres puede utilizar baja energía lumínica o luz infrarroja que es invisible para nuestros ojos.
Lo curioso es que hay un tipo de bacteria -descubierta hace algunos años en las profundidades de los oceános cerca de una fuente hidrotermal- que no requiere de mucha luz solar para producir fotosíntesis, ya que utiliza solamente luz infrarroja.
En este sentido, una nueva investigación encabezada por Rolando Cárdenas de la Universidad Marta Abreu de las Villas en Santa Clara, Cuba, pretende dar luz sobre cómo los organismos pueden sobrevivir con las pocas emisiones de luz infrarroja que son emitidas por respiradores hidrotermales en el fondo de los océanos.
Se cree, por ejemplo, que debajo de la superficie congelada de la luna Europa del planeta Júpiter existen tales respiradores hidrotermales (al igual que en la Tierra).
“Cuando nos dimos cuenta que hay bacterias que utilizan la luz infrarroja para producir fotosíntesis, sentimos mucha curiosidad por comprobar el potencial fotosintético cuando se utiliza esta luz porque nos sirve como una medida para saber si la vida podría desarrollarse alrededor de estos respiradores”, comenta.
Así, el nuevo hallazgo sugiere que la vida tal y como la conocemos tendría problemas para florecer debido a la poca cantidad de luz que hay en los ambientes que rodean a los respiradores hidrotermales. Pero, como hemos dicho, existen organismos que sí son capaces de utilizar la luz infrarroja de baja energía para poder sobrevivir; hecho que se produce cuando la luz del sol no es suficientemente potente y es incapaz de llegar al fondo de los océanos.
Por otro lado, estudiar las condiciones tan difíciles de poca luz solar en áreas remotas como las que se presenten alrededor de los respiradores hidrotermales es una tarea bastante costosa. De hecho la bacteria en cuestión ni siquiera ha sido aislada. Por tal motivo, Cárdenas y sus colegas utilizaron un modelo matemático para evaluar el potencial fotosintético alrededor de los respiradores. Para lograr recrear estas condiciones, los investigadores crearon un modelo conceptual de un respirador hidrotermal que emite la misma cantidad de luz.
En lo que respecta a la luna Europa, esta tiene una capa delgada de hielo que cubre un océano que tiene agua líquida que es mantenido en ese estado por los efectos que produce la fuerza de gravedad de Júpiter, que también se encarga de producir procesos tectónicos en el manto de dicha Luna, que contribuye a que florezcan en el fondo del océano respiradores hidrotermales.
“Si todo es cierto”, afirma Cárdenas, “entonces podemos esperar que en Europa puedan existir respiradores hidrotermales donde podría haber vida tal y como la conocemos en la Tierra”.
_______________________________________________________
Considerada una de las fuentes potenciales para la vida extraterrestre en el Sistema Solar, Europa, la luna más pequeña de Júpiter, podría esconder vida en las profundidades de su océano bajo su corteza helada. Algunos organismos podrían, inclusive, viajar hacia su superficie a través de grietas e inestabilidades en su corteza. Pero la radiación proveniente de la magnetósfera del gigante gaseoso constantemente rocía a la pequeña luna y esto podría aniquilar la vida en aguas poco profundas, haciéndola difícil de detectar con alguna sonda o con algún hipotético vehículo que estuviera en su superficie.
De hecho, un grupo de científicos están buscando ahora determinar experimentalmente con qué profundidad la vida orgánica necesita esconderse en Europa con el fin de evitar que esta, si es que existe, sea destruída.
La magnetósfera de Júpiter bombardea las lunas con electrones de alta energía en el rango de los megaelectro voltios (MeV), pero la mayoría de la información científica sobre cómo las radiación de alta energía afecta a los organismos se ha centrado en el campo de la medicina, donde los estudios intentan determinar cómo la quimioterapia afecta al cuerpo humano. Esta investigación en particular se centra en el agua, el primer componente químico de los organismos vivientes.
La superficie de Europa está marcada por fracturas que apuntan a la presencia de un océano subterráneo /Fuente: NASA
“Teorías simples sobre con qué profundidad los electrones se mueven, sólamente son conocidas para aquellos que poseen muy alta energía”, afirmó Murthy Gudipati del Laboratorio de Propulsión a Chorro del Instituto de Tecnología de California, cuya investigación se centra en cómo electrones bombardean el hielo.
Aún en el rango de los megaelectro voltios, nosotros no tenemos ningún tipo de datos de laboratorio que hayan sido medidos en el hielo que contenga materia orgánica, lo que es muy importante para la astrobiología.
El poder de los electrones.
Gudipati y su equipo pusieron un detector de moléculas orgánicas detrás del hielo con diferencias de espesor, posteriormente dispararon una pistola de electrones. Luego, midieron no sólamente con qué profundidad viajaron los electrones, sino también la penetración de los fotones que habían sido golpeados y sacados por éstos, un efecto secundario que otros experimentos no habían realizado.
“Aquellos fotones pueden penetrar de forma muy profunda y causar daños a la materia orgánica”, afirma Gudipati, quien saca un paralelismo de este proceso con el de una persona que está de pie detrás de una pared y que está hablando a diferentes frecuencias mientras se va cambiando el grosor de ésta. Exceptuando, por supuesto, que las frecuencias que se están estudiando sí pueden destruir y matar moléculas orgánicas.
La magnetósfera de Júpiter como ha sido captada por la sonda Cassini de la NASA. Las líneas del campo magnético, dibujadas sobre la imágen, rotan con el planeta, barriendo sus lunas y sometiéndolas a una dósis masiva de radiación que podría ser fatal para cualquier organismo cerca de su superficie. /Fuente: NASA.
Por su parte, Wes Patterson, un científico planetario de la Universidad Johns Hopkins, comparó el efecto de la radiación que emite Júpiter con la radiación que los seres humanos pueden experimentar y de hecho es una de las razones por las cuales los técnicos de los laboratorios llevan chalecos de plomo cuando se exponen a los rayos X. “Exponerse por un periodo de tiempo corto no te hará mucho daño, pero si te expones constantemente a esa radiación seguramente dañará tu cuerpo”, afirma.
También reitera la importancia de la investigación que se está llevando a cabo con hielo, en lugar de con agua, considerándolo un paso de vital importancia.
Ésta región de Europa que tiene forma forma de guante de baseball, parece un bulto hacia arriba que se formó alrededor de la corteza de hielo. Tales regiones podrían formarse por convección del estado sólido, donde el calor causa que el terreno se mueva de forma diferente. Otras posibilidades incluyen el hielo volcánico o derretimiento causado por el océano que se encuentra debajo de su superficie. Como el liquido se mueve hacia arriba dentro de la corteza, tiene el potencial de llevar organismos vivos cerca de la superficie. /Fuente: NASA.
Paso a paso.
El equipo se enfocó también en la radiación de electrones de baja energía, que es diez veces más baja de aquella que puede generar Júpiter. En este rango, la profundidad con la que los electrones viajan está directamente relacionado con la fuerza de la radiación.
Los investigadores proyectaron tres escenarios en la medida en que los bombardeos incrementaban en fuerza y dos de éstos tomaron en cuenta cambios potenciales que podían generarse con la profundidad; a energías más altas, los electrones podían hacer más o menos daños, como los científicos lo habían calculado. Sin embargo, si los resultados seguían siendo los mismos a niveles altos de energía siguiendo un comportamiento normal, la radiación de 100 MeV podría penetrar entre 60 y 80 centímetros.
Como la radiación es lanzada hacia el hielo, esto la hace colisionar con moléculas, golpeando a una segunda onda de electrones que es igual de dañina que la primera. El equipo de investigadores midió el viaje de estas partículas y su efecto en la materia orgánica /Fuente: NASA
Ésto podría resultar no ser un problema, pero si una nave que fuera enviada a Europa cavara sólamente dos pies dentro de un área de alta radiación de la corteza en busca de vida, es muy probable que no encontrara nada porque los electrones debieron de haber destruído cualquier tipo de organismo en toda la región.
El equipo pretende ahora extender su estudio sobre los efectos del incremento de la radiación de manera que ésta se vaya incrementando. Una razón para la extensión gradual es porque no toda Europa experimenta la misma exposición a los efectos nocivos de la radiación.
La magnetósfera de Júpiter rota con el planeta cada diez horas, mientras que a Europa le toma 85 horas. En consecuencia, la magnetósfera constantemente pasa sobre la Luna exponiendo la parte trasera o el hemisferio posterior a más radiación que el frente. La región ecuatorial de la parte trasera de Europa (la cara que no se expone) es dañada de manera más intensa que sus polos.
“Necesitamos entender cómo esta profundidad varia con el lugar”, afirma Patterson.
Eso que Gudipati espera lograr.
“Necesitamos realizar ánalisis de laboratorio que vayan paso a paso y que cubran lo más posible la región que es pertinente para Europa”, afirmó.
Eventualmente, él espera llevar a cabo experimentos en rangos de energía comparables con el campo magnético de Júpiter, sin embargo hace notar que cada paso implicará un mayor gasto económico.
El investigador también mencionó que “estos experimentos deben ayudar a crear objetivos realistas sobre potenciales misiones a Europa. Sin ellas, encontrar moléculas orgánicas en los hielos de esta luna podría ser un reto aún mayor”.
La investigación ha sido publicado en el número de marzo de la revista Astrophyisical Journal.
