Introducción
Hace décadas, la ciencia ficción ofrecía un escenario hipotético: ¿Y si la vida alienígena prosperara en un océano bajo la superficie helada de la luna Europa de Júpiter? La idea sacó a Europa de la oscuridad y la puso en el candelero, donde ha permanecido, avivando la imaginación de personas, tanto dentro como fuera de la comunidad científica, que fantasean con la posibilidad de que los humanos descubran vida más allá de la Tierra. Esa fantasía, sin embargo, puede estar basada en la realidad.
Desde los telescopios terrestres, los científicos sabían que la superficie de Europa es mayoritariamente de hielo de agua, y los científicos han encontrado pruebas sólidas de que debajo de la corteza de hielo hay un océano de agua líquida o de hielo granizado. En 1979, las dos naves Voyager pasaron por el sistema joviano, proporcionando los primeros indicios de que Europa podría contener agua líquida. Posteriormente, los telescopios terrestres, junto con la nave espacial Galileo y los telescopios espaciales, han aumentado la confianza de los científicos en la existencia de un océano en Europa.
Los científicos creen que la corteza de hielo de Europa tiene un grosor de entre 10 y 15 millas (15 a 25 kilómetros), y que flota en un océano de entre 40 y 100 millas (60 a 150 kilómetros) de profundidad. Por tanto, aunque Europa sólo tiene una cuarta parte del diámetro de la Tierra, su océano podría contener el doble de agua que todos los océanos terrestres juntos. El vasto e insondable océano de Europa se considera el lugar más prometedor para buscar vida más allá de la Tierra. Una nave espacial que pase por allí podría incluso tomar muestras del océano de Europa sin aterrizar en la superficie de la luna, ya que es posible que el océano de Europa se esté filtrando al espacio.
Aunque no se observaron penachos mientras la nave espacial Galileo estaba en el sistema de Júpiter en la década de 1990, observaciones más recientes de telescopios como el telescopio espacial Hubble, así como un reanálisis de algunos datos de la nave espacial Galileo, han sugerido que es posible que se estén expulsando delgados penachos de agua a 100 millas (160 kilómetros) sobre la superficie de Europa. En noviembre de 2019, un equipo de investigación internacional dirigido por la NASA anunció que habían detectado directamente el vapor de agua por primera vez sobre la superficie de Europa. El equipo midió el vapor utilizando un espectrógrafo en el Observatorio Keck en Hawái que mide la composición química de las atmósferas planetarias a través de la luz infrarroja que emiten o absorben.
Si los penachos existen, y si su fuente está relacionada con el océano de Europa, entonces una nave espacial podría viajar a través del penacho para tomar muestras y analizarlas desde la órbita, y estaría esencialmente analizando el océano de la luna (la nave espacial Cassini realizó esta hazaña en la luna de Saturno Encélado, que se sabe que tiene un océano rociado en el espacio). Incluso si Europa no está expulsando muestras libres al espacio, un estudio de 2018 concluyó que las muestras del océano de Europa podrían congelarse en la base de la cáscara de hielo de la luna, donde el hielo hace contacto con el océano. A medida que la cáscara de hielo se distorsiona y flexiona debido a las fuerzas de marea, el hielo más cálido y menos denso se elevaría, llevando las muestras del océano a la superficie donde una nave espacial podría analizarlo de forma remota, utilizando instrumentos infrarrojos y ultravioletas, entre otros. Los científicos podrían entonces estudiar la composición del material para determinar si el océano de Europa podría ser hospitalario para alguna forma de vida.
Potencial para la vida
Potencial para la vida
La vida tal y como la conocemos parece tener tres requisitos principales: agua líquida, los elementos químicos apropiados y una fuente de energía.
Los astrobiólogos -científicos que estudian el origen, la evolución y el futuro de la vida en el universo- creen que Europa tiene abundante agua y los elementos químicos adecuados, pero una fuente de energía en Europa ha sido difícil de confirmar. En la Tierra se han encontrado formas de vida que prosperan cerca de volcanes subterráneos, respiraderos de aguas profundas y otros entornos extremos. Estas formas de vida «extremófilas» dan a los científicos pistas sobre cómo la vida puede ser capaz de sobrevivir bajo la cáscara de hielo de Europa.
Si finalmente encontramos alguna forma de vida en Europa (o en Marte o Encélado, para el caso), pueden parecer microbios, o tal vez algo más complejo. Si se puede demostrar que la vida se formó de forma independiente en dos lugares alrededor de la misma estrella, entonces sería razonable sospechar que la vida surge en el universo con bastante facilidad una vez que los ingredientes necesarios están presentes, y que la vida podría encontrarse en toda nuestra galaxia, y el universo. Si se encontrara vida en Europa, ¿cómo podría cambiar su visión del cosmos y nuestro lugar en él?
Tamaño y distancia
Tamaño y distancia
Con un diámetro ecuatorial de 1.940 millas (3.100 kilómetros), Europa tiene aproximadamente el 90 por ciento del tamaño de la Luna de la Tierra. Así que si sustituyéramos nuestra Luna por Europa, aparecería aproximadamente del mismo tamaño en el cielo que nuestra Luna, pero más brillante, mucho, mucho más brillante. La superficie de Europa está hecha de hielo de agua, por lo que refleja 5,5 veces más luz solar que nuestra Luna.
Europa orbita alrededor de Júpiter a unas 417.000 millas (671.000 kilómetros) del planeta, que a su vez orbita alrededor del Sol a una distancia de aproximadamente 500 millones de millas (780 millones de kilómetros), o 5,2 unidades astronómicas (UA). Una UA es la distancia entre la Tierra y el Sol. La luz del Sol tarda unos 45 minutos en llegar a Europa. Debido a la distancia, la luz solar es unas 25 veces más tenue en Júpiter y Europa que en la Tierra.
Órbita y rotación
Órbita y rotación
Europa orbita a Júpiter cada 3,5 días y está bloqueada por la gravedad a Júpiter, por lo que el mismo hemisferio de la luna siempre está orientado hacia el planeta. Júpiter tarda unos 4.333 días terrestres (o unos 12 años terrestres) en orbitar el Sol (un año joviano). El ecuador de Júpiter (y el plano orbital de sus lunas) está inclinado con respecto a la trayectoria orbital de Júpiter alrededor del Sol en sólo 3 grados (la Tierra está inclinada 23,5 grados). Esto significa que Júpiter gira casi en posición vertical, de modo que el planeta, así como Europa y las otras docenas de lunas de Júpiter, no tienen estaciones tan extremas como las de otros planetas.
Las lunas de Júpiter, Io, Europa y Ganímedes, se encuentran en lo que se denomina una resonancia: cada vez que Ganímedes orbita una vez alrededor de Júpiter, Europa lo hace dos veces e Io lo hace cuatro veces. Con el tiempo, las órbitas de la mayoría de los grandes satélites o planetas tienden a volverse circulares, pero en el caso de estos tres satélites, la resonancia produce una excentricidad forzada ya que los satélites se alinean entre sí en los mismos puntos de sus órbitas una y otra vez, dándose un pequeño tirón gravitacional que impide que sus órbitas se vuelvan circulares.
Debido a que la órbita de Europa es elíptica (ligeramente alargada respecto a la circular), su distancia a Júpiter varía, y el lado cercano de la luna siente la gravedad de Júpiter con más fuerza que su lado lejano. La magnitud de esta diferencia cambia a medida que Europa orbita, creando mareas que estiran y relajan la superficie de la luna.
La flexión de las mareas probablemente crea las fracturas de la superficie lunar. Si el océano de Europa existe, el calentamiento de las mareas también podría dar lugar a actividad volcánica o hidrotermal en el fondo marino, suministrando nutrientes que podrían hacer que el océano fuera adecuado para los seres vivos.
Estructura
Estructura
Al igual que nuestro planeta, se cree que Europa tiene un núcleo de hierro, un manto rocoso y un océano de agua salada. Sin embargo, a diferencia de la Tierra, el océano de Europa se encuentra debajo de una capa de hielo de un grosor probable de entre 10 y 15 millas (15 a 25 kilómetros) y tiene una profundidad estimada de entre 40 y 100 millas (60 a 150 kilómetros). Aunque las pruebas de la existencia de un océano interno son sólidas, su presencia está pendiente de confirmación por parte de una futura misión.
Formación
Formación
Los grandes satélites galileanos de Júpiter (Io, Europa, Ganímedes y Calisto) se formaron probablemente a partir del material sobrante después de que Júpiter se condensara a partir de la nube inicial de gas y polvo que rodeaba al sol, al principio de la historia del sistema solar. Estas cuatro lunas tienen probablemente la misma edad que el resto del sistema solar: unos 4.500 millones de años.
De hecho, a los satélites galileanos se les denomina a veces «minisistema solar», ya que se formaron a partir de los restos de Júpiter, de forma similar a como la Tierra y otros planetas se formaron a partir del gas y el polvo sobrantes de la formación de nuestro Sol. Las similitudes no terminan ahí. Cada planeta del sistema solar interior es menos denso que su vecino interior: Marte es menos denso que la Tierra, que es menos denso que Venus, que es menos denso que Mercurio. Las lunas galileanas siguen el mismo principio, siendo menos densas cuanto más lejos están de Júpiter. La reducción de la densidad a mayores distancias se debe probablemente a la temperatura: el material rocoso y metálico, más denso, se condensa primero, cerca de Júpiter o del Sol, mientras que el material helado, más ligero, sólo se condensa a mayores distancias, donde es más frío.
La distancia a Júpiter también determina el grado de calentamiento por mareas que experimentan los satélites galileanos: Io, el más cercano a Júpiter, se calienta tanto que es el cuerpo más activo desde el punto de vista volcánico del sistema solar, y es probable que hace tiempo expulsara el agua que tenía cuando se formó. Europa tiene una capa de hielo y agua sobre un interior rocoso y metálico, mientras que Ganímedes y Calisto tienen en realidad mayores proporciones de hielo de agua y, por tanto, menores densidades.
Superficie
Superficie
La superficie de hielo de agua de Europa está atravesada por largas fracturas lineales. Basándose en el pequeño número de cráteres observables, la superficie de esta luna no parece tener más de 40 a 90 millones de años, lo que es joven en términos geológicos (se estima que la superficie de Calisto, otra de las lunas de Júpiter, tiene unos cuantos miles de millones de años). A lo largo de las numerosas fracturas de Europa, y en forma de manchas por toda su superficie, hay un material de color marrón rojizo cuya composición no se conoce con certeza, pero que probablemente contiene sales y compuestos de azufre que se han mezclado con el hielo de agua y han sido modificados por la radiación. Esta composición de la superficie puede dar pistas sobre el potencial de la luna como mundo habitable.
La nave espacial Galileo de la NASA exploró el sistema de Júpiter de 1995 a 2003 y realizó numerosos sobrevuelos de Europa. Galileo reveló extrañas fosas y cúpulas que sugieren que la capa de hielo de Europa podría estar agitándose lentamente, o convectando (el hielo más frío y denso se hunde, mientras que el hielo más caliente y menos denso se eleva) debido al calor procedente de abajo. Las fracturas largas y lineales suelen tener una anchura de sólo 1-2 kilómetros, pero pueden extenderse miles de kilómetros por la superficie de Europa. Algunas de estas fracturas se han acumulado en crestas de cientos de metros de altura, mientras que otras parecen haberse separado en amplias bandas de múltiples fracturas paralelas. Galileo también encontró regiones denominadas «terreno del caos», donde los paisajes rotos y en bloque estaban cubiertos de un misterioso material rojizo. En 2011, los científicos que estudiaron los datos de Galileo propusieron que los terrenos del caos podrían ser lugares donde la superficie se derrumbó por encima de lagos con forma de lente incrustados dentro del hielo.
Atmósfera
Atmósfera
Europa sólo tiene una tenue atmósfera de oxígeno, pero en 2013, la NASA anunció que los investigadores que utilizan el telescopio espacial Hubble encontraron pruebas de que Europa podría estar ventilando activamente agua al espacio. Esto significaría que la luna está geológicamente activa en la actualidad. Si se confirma con observaciones de seguimiento, los penachos de agua podrían ser estudiados por futuras naves espaciales de forma similar a como la Cassini muestreó el penacho de la luna de Saturno Encélado.
Magnetosfera
Magnetosfera
Una de las mediciones más importantes realizadas por la misión Galileo mostró cómo el campo magnético de Júpiter estaba perturbado en el espacio alrededor de Europa. La medición implicaba fuertemente que un tipo especial de campo magnético está siendo creado (inducido) dentro de Europa por una capa profunda de algún fluido eléctricamente conductor bajo la superficie. Basándose en la composición helada de Europa, los científicos creen que el material más probable para crear esta firma magnética es un océano global de agua salada, y este resultado del campo magnético sigue siendo la mejor prueba que tenemos de la existencia de un océano en Europa.