La missione JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) dell'ESA nel sistema gioviano potrebbe facilmente confermare la presenza di acqua su Europa, trova un nuovo studio. Secondo la ricerca, è possibile rilevare molecole d'acqua (H2O) e ioni d'acqua (H2O+) dai pennacchi lunari durante una missione di sorvolo.
I sospetti pennacchi di vapore acqueo che eruttano sulla luna Europa di Giove stanno ancora sconcertando gli scienziati alla ricerca di ambienti abitabili nel sistema solare. Si presume che Europa ospiti un vasto oceano liquido sotto la superficie, e questi pennacchi potrebbero essere un indicatore di acqua che erutta dall'interno della luna. Quindi, offrono una grande opportunità per raccogliere campioni provenienti da sotto lo spesso strato di ghiaccio, dove molti misteri della vita extraterrestre possono attendere di essere svelati.
Recenti osservazioni di Europa con il telescopio spaziale Hubble (HST) mostrano un pennacchio che sale a circa 100 chilometri dalla superficie. I ricercatori stimano che questi pennacchi potrebbero aumentare anche di 125 miglia (200 chilometri) prima di far piovere materiale sulla superficie ghiacciata.
Secondo un nuovo studio condotto da un team di scienziati europei, questi pennacchi dovrebbero essere accuratamente studiati da una futura missione di sorvolo come JUICE per confermare la presenza di acqua. In un recente documento, i ricercatori hanno studiato la fattibilità delle misurazioni in situ dei pennacchi di Europa modellando le traiettorie delle particelle dei pennacchi neutri e ionizzati e le rispettive misurazioni mediante spettrometri di massa neutri e di ioni.
"Invece di usare 'fotoni' come fa Hubble, useremo i dati delle particelle in situ. Ciò significa che convalideremo la presenza di acqua in modo indipendente utilizzando i dati in situ. JUICE è la missione che può farlo, in quanto sarà dotato dello strumento Particle Environment Package (PEP) adatto a questa misura, " Yoshifumi Futaana, ha detto ad Astrowatch.net il co-investigatore dello strumento JUICE/PEP presso l'Istituto svedese di fisica spaziale.
PEP è un pacchetto plasma con sei sensori per caratterizzare l'ambiente plasma. Misurerà densità e flussi di ioni positivi e negativi, elettroni, gas neutro esosferico, plasma termico e atomi energetici neutri. Il pacchetto includerà il sensore Jovian plasma Dynamics and Composition (JDC) che misura gli ioni d'acqua, e il sensore dello spettrometro di massa di gas neutro e ioni (NIM) che misura le molecole d'acqua.
Futaana e i suoi colleghi sono convinti che le particelle dei pennacchi a basso flusso di massa (1 kg/s) possano essere rilevate da PEP con ampi margini. Per di più, i risultati del loro studio suggeriscono che il segnale del pennacchio è riconoscibile come un miglioramento del segnale temporale di un ordine di grandezza nel tasso di conteggio di H2O in sei minuti. Ciò significa che il rilevamento di pennacchi d'acqua durante un sorvolo è, infatti, fattibile.
Queste immagini composite mostrano un sospetto pennacchio di materiale in eruzione a due anni di distanza dalla stessa posizione sulla gelida luna Europa di Giove. Le immagini rafforzano la prova che i pennacchi sono un fenomeno reale, divampando a intermittenza nella stessa regione del satellite. Credito:NASA, ESA, e W. Sparks (STScI).
"Il nostro articolo mostra che i pennacchi possono essere rilevati dai sorvoli di JUICE con strumenti a particelle che rilevano particelle (d'acqua) nelle vicinanze della navicella spaziale. Questo è il caso anche se il pennacchio è significativamente più piccolo di quanto osservato. Con questo, intendiamo dire che i pennacchi nel nostro lavoro rilasciano solo un chilogrammo di acqua al secondo, mentre la primissima osservazione del pennacchio indicava 7, 000 chilogrammi di acqua vengono rilasciati al secondo, " Hans Huybighs dell'Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare in Germania, uno dei coautori dell'articolo, ha detto a SpaceFlight Insider.
Gli autori dello studio sottolineano che anche in caso di pennacchi d'acqua relativamente piccoli, gli atomi d'acqua si dissociano dalle molecole, così come i loro ioni, creare segnali significativi. Però, finora, Le osservazioni di Hubble dei pennacchi hanno rilevato solo ossigeno atomico. Data la quantità di ossigeno e altre considerazioni, si è concluso che questi atomi di ossigeno devono derivare da molecole d'acqua dissociate.
"Questo spiegherebbe anche le caratteristiche spaziali osservate, che sono stati interpretati come un pennacchio. Anche se è tutto molto plausibile, e non è contestato nella comunità scientifica, è un'interpretazione. PEP on JUICE sarà in grado di confermare questa interpretazione e fornire molti dati aggiuntivi per comprendere la natura del pennacchio, la sua composizione, e la sua relazione con il sottosuolo del guscio di ghiaccio di Europa, che è principalmente ghiaccio d'acqua, Ha detto ad Astrowatch.net Peter Wurz dell'Università di Berna in Svizzera.
I ricercatori hanno anche dimostrato che la geometria della sorgente del pennacchio non influenza le distribuzioni di densità. Perciò, non influenzerà la loro rilevabilità quando si utilizza PEP. Hanno notato che non fa differenza se si tratta di una sorgente puntiforme o di una crepa lunga diverse centinaia di miglia.
Tutto sommato, JUICE equipped in the PEP instrument has the potential to take a peek at Europa's subsurface ocean without drilling the moon's icy shell. This ocean could hold many clues to mysteries of life beyond Earth.
"What is so interesting about this ocean is that it has probably been there for a long time, and that there could be sources of energy for life in it, like geothermal vents on the bottom of the ocean, making Europa's ocean a very interesting environment that is possibly habitable for some form of life, " Huybrighs concluded.
JUICE mission is planned to be launched in 2022. The spacecraft will perform two flybys of Europa in early 2031. During these flybys, JUICE is expected to approach Europa up to a height of about 250 miles (400 kilometers).
