Questa fotografia della luna gioviana Europa è stata scattata nel giugno 1997 a una distanza di 776, 700 miglia dalla navicella spaziale Galileo della NASA. Leggermente più piccola della luna terrestre, Europa ha una superficie molto liscia e la crosta di ghiaccio solido ha l'aspetto di un guscio d'uovo incrinato. L'interno ha un oceano globale con più acqua di quella che si trova sulla Terra. Potrebbe ospitare la vita come la conosciamo. Le osservazioni del telescopio spaziale Hubble su Europa hanno rivelato la presenza di vapore acqueo persistente nella sua atmosfera molto tenue. Osservazioni Hubble, dal 1999 al 2015, scoprire che il vapore acqueo viene costantemente rifornito in tutto un emisfero della luna. Questa è una scoperta diversa dalle osservazioni di Hubble del 2013 che hanno trovato il vapore acqueo localizzato dai geyser che fuoriescono dal suo oceano sotto la superficie. Questo vapore acqueo proviene da un processo completamente diverso. La luce del sole fa sublimare il ghiaccio superficiale, trasformandosi direttamente in gas. Questa vista Galileo composita a colori combina viola, verde, e immagini a infrarossi. La vista della luna è mostrata in colore naturale (a sinistra) e in un colore migliorato progettato per far risaltare sottili differenze di colore nella superficie (a destra). La parte bianca brillante e bluastra della superficie di Europa è composta principalmente da ghiaccio d'acqua, con pochissimi materiali non ghiacciati. Lungo, le linee scure sono fratture nella crosta, alcuni dei quali sono più di 1, 850 miglia di lunghezza. Credito:NASA, NASA-JPL, Università dell'Arizona
Le osservazioni del telescopio spaziale Hubble della NASA sulla luna ghiacciata di Giove, Europa, hanno rivelato la presenza di vapore acqueo persistente, ma, misteriosamente, solo in un emisfero.
Europa ospita un vasto oceano sotto la sua superficie ghiacciata, che potrebbero offrire condizioni ospitali per la vita. Questo risultato migliora la comprensione da parte degli astronomi della struttura atmosferica delle lune ghiacciate, e aiuta a gettare le basi per le missioni scientifiche pianificate nel sistema gioviano per, in parte, esplorare se un ambiente a mezzo miliardo di miglia dal Sole potrebbe sostenere la vita.
Precedenti osservazioni del vapore acqueo su Europa sono state associate a pennacchi che eruttano attraverso il ghiaccio, come fotografato da Hubble nel 2013. Sono analoghi ai geyser sulla Terra, ma si estendono per più di 60 miglia di altezza. Producono macchie transitorie di vapore acqueo nell'atmosfera lunare, che è solo un miliardesimo della pressione superficiale dell'atmosfera terrestre.
I nuovi risultati, però, mostrano quantità simili di vapore acqueo diffuse su un'area più ampia di Europa nelle osservazioni di Hubble che vanno dal 1999 al 2015. Ciò suggerisce una presenza a lungo termine di un'atmosfera di vapore acqueo solo nell'emisfero finale di Europa, quella parte della luna che è sempre opposta al suo direzione del moto lungo la sua orbita. La causa di questa asimmetria tra l'emisfero principale e quello finale non è completamente compresa.
Questa scoperta è ricavata da una nuova analisi delle immagini e degli spettri dell'archivio Hubble, utilizzando una tecnica che ha recentemente portato alla scoperta del vapore acqueo nell'atmosfera della luna di Giove Ganimede, di Lorenz Roth del KTH Royal Institute of Technology, Fisica dello spazio e del plasma, Svezia.
"L'osservazione del vapore acqueo su Ganimede, e sul lato finale di Europa, migliora la nostra comprensione delle atmosfere delle lune ghiacciate, " disse Roth. "Tuttavia, la rilevazione di un'abbondanza stabile di acqua su Europa è un po' più sorprendente che su Ganimede perché le temperature superficiali di Europa sono inferiori a quelle di Ganimede."
Europa riflette più luce solare di Ganimede, mantenendo la superficie di 60 gradi Fahrenheit più fresca di Ganimede. Il massimo diurno su Europa è un freddo di meno 260 gradi Fahrenheit. Ancora, anche alla temperatura più bassa, le nuove osservazioni suggeriscono che il ghiaccio d'acqua sta sublimando, cioè trasformandosi direttamente da solido a vapore senza una fase liquida, fuori dalla superficie di Europa, proprio come su Ganimede.
Per fare questa scoperta, Roth ha approfondito i set di dati di archivio di Hubble, selezionando osservazioni ultraviolette di Europa dal 1999, 2012, 2014 e 2015 mentre la luna era in varie posizioni orbitali. Queste osservazioni sono state tutte prese con lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) di Hubble. Le osservazioni STIS ultraviolette hanno permesso a Roth di determinare l'abbondanza di ossigeno, uno dei costituenti dell'acqua, nell'atmosfera di Europa, e interpretando la forza di emissione a diverse lunghezze d'onda fu in grado di dedurre la presenza di vapore acqueo.
Questo rilevamento apre la strada a studi approfonditi su Europa da parte di future sonde, tra cui l'Europa Clipper della NASA e la missione Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) dell'Agenzia spaziale europea (ESA). Comprendere la formazione e l'evoluzione di Giove e delle sue lune aiuta anche gli astronomi a ottenere informazioni sui pianeti simili a Giove intorno ad altre stelle.
Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista Lettere di ricerca geofisica .
