Trovare pennacchi su Europa è una prospettiva entusiasmante, ma gli scienziati avvertono che sarà complicato, anche da vicino.

Nel 2005, le immagini di un brillante pennacchio d'acqua che erutta dalla superficie della luna di Saturno Encelado hanno affascinato il mondo. La gigantesca colonna di vapore, particelle di ghiaccio e molecole organiche spruzzate dalla regione del polo sud della luna ha suggerito che c'è un oceano di acqua liquida sotto il guscio di ghiaccio di Encelado e ha confermato che la luna è geologicamente attiva. Il pennacchio ha anche spinto Encelado e altri mondi nel sistema solare esterno, senza atmosfere e lontano dal calore del Sole, in cima alla lista dei luoghi della NASA per cercare segni di vita.

Gli scienziati ora si stanno preparando per una missione in un altro mondo oceanico coperto di ghiaccio con possibili pennacchi:la luna di Giove Europa. Previsto per il lancio nel 2024, la navicella spaziale Europa Clipper della NASA studierà la luna dal suo profondo interno alla sua superficie per determinare se ha ingredienti che la rendono una casa praticabile per la vita.

Come Encelado, Europa è geologicamente dinamica, il che significa che entrambe le lune ricoperte di ghiaccio generano calore all'interno mentre i loro strati solidi si allungano e si flettono dal tiro alla fune gravitazionale con i loro pianeti ospiti e le lune vicine. Questo, invece del calore del sole, evita il congelamento delle acque sotterranee. Il calore può anche aiutare a produrre o far circolare i mattoni chimici della vita sui fondali marini, inclusi carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo e zolfo.

Ma è qui che finiscono le somiglianze.

"Molte persone pensano che Europa sarà Enceladus 2.0, con pennacchi che spruzzano costantemente dalla superficie", ha affermato Lynnae Quick, membro del team scientifico dietro le fotocamere Europa Imaging System (EIS) di Clipper. "Ma non possiamo vederla in questo modo; Europa è una bestia completamente diversa", ha affermato Quick, che ha sede presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland.

Le prove suggeriscono che Europa può scaricare l'acqua dal suo sottosuolo proprio come Encelado. Ad esempio, gli scienziati che utilizzano la navicella spaziale Galileo della NASA, il telescopio Hubble della NASA e grandi telescopi terrestri hanno segnalato il rilevamento di deboli pennacchi d'acqua o dei loro componenti chimici su Europa.

Ma nessuno è certo. "Siamo ancora nello spazio in cui ci sono prove davvero intriganti, ma nessuna di queste è una schiacciata", ha affermato Matthew McKay Hedman, membro del team scientifico di Europa Clipper Mapping Imaging Spectrometer for Europa (MISE) e professore associato nel Dipartimento di Fisica presso l'Università dell'Idaho.

Gli scienziati sono attratti dai pennacchi per un paio di motivi. In primo luogo, sono innegabilmente fantastici:"Siamo scienziati, ma siamo anche umani", ha affermato Shawn Brooks, che sta lavorando con il team scientifico Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS) di Europa Clipper e ha sede presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California.

Ma più praticamente, ha detto Brooks, i pennacchi offrono agli scienziati un accesso più facile all'interno di Europa. "Tutto si riduce al fatto che Europa sia abitabile, e questo si riduce ad avere una certa comprensione di ciò che sta accadendo sotto la superficie, che non possiamo ancora raggiungere", ha detto.

In altre parole, la magia di Europa, un archetipo per un mondo potenzialmente abitabile, è nascosta alla vista nel profondo della luna. Rispetto a Encelado, che ha le dimensioni del Texas, Europa è circa un quarto delle dimensioni della Terra, o un po' più piccola della luna terrestre. E le prove suggeriscono che Europa ha un oceano di acqua salata molto più profondo di Encelado, forse da 40 a 100 miglia (da circa 60 a 160 chilometri), il che significa che potrebbe contenere circa il doppio dell'acqua degli oceani della Terra. Alcuni scienziati ipotizzano che l'oceano di Europa potrebbe reagire con rocce surriscaldate al di sotto del suo fondo marino, forse attraverso prese d'aria idrotermali. Sulla Terra, tali aree sono focolai di attività chimica che nutre innumerevoli creature.

Gli scienziati affermano che potrebbero esserci anche grandi sacche di acqua sciolta nel guscio di ghiaccio di Europa, che è più probabile che l'oceano sia la fonte dei pennacchi. Queste tasche potrebbero anche produrre habitat accoglienti per gli organismi.

Poiché è molto più vicino a Giove di quanto lo sia Encelado a Saturno, su Europa viene generato più calore dall'attrito prodotto mentre gira intorno al suo pianeta ospite. Dato che il calore interno stimola l'attività geologica sui mondi rocciosi, ci si aspetta che Europa abbia una geologia più estesa di Encelado. Alcuni scienziati prevedono che Europa abbia una tettonica a zolle che sposta e ricicla i blocchi ghiacciati che compongono la superficie della luna. In tal caso, Europa potrebbe far circolare i nutrienti prodotti sulla superficie dalle radiazioni di Giove, come l'ossigeno, alle sacche di liquido nel guscio di ghiaccio o forse all'oceano stesso. Attraverso Europa Clipper, gli scienziati avranno la possibilità di testare alcune delle loro previsioni analizzando la composizione chimica dei pennacchi o le tracce che possono lasciare sulla superficie.

Gli scienziati avvertono che i pennacchi di Europan, anche se sono lì, potrebbero essere difficili da rilevare anche da vicino. Possono essere sporadici e piccoli e sottili, dato che la gravità di Europa, che è molto più forte di quella di Encelado, probabilmente manterrebbe questi pennacchi d'acqua vicini alla superficie. Questo è un drastico allontanamento dalla spettacolare colonna di vapore di Encelado:è sempre accesa e più grande della luna stessa, spruzzando particelle ghiacciate a centinaia di miglia sopra la superficie. "Anche se ci sono, i pennacchi di Europa potrebbero non essere così fotogenici", ha detto Hedman.

Sebbene gli scienziati di Europa Clipper stiano escogitando una varietà di strategie creative per trovare pennacchi attivi quando la navicella spaziale inizierà a esplorare Europa nel 2031, non si affidano a loro per capire cosa sta succedendo all'interno della luna. "Non dobbiamo catturarne uno per una missione di successo", ha detto Quick.

Quick ha aggiunto che ogni strumento a bordo del Clipper può contribuire alla prova delle condizioni abitabili sotto la superficie, indipendentemente dai pennacchi attivi.

Alcuni esempi di come il team scientifico cercherà potenziali pennacchi includono la suite di fotocamere di Europa Clipper, EIS. Esplorerà i pennacchi vicino alla superficie di Europa in parte cercando le loro sagome sull'arto o sul bordo di Europa, quando la luna è illuminata dalla luce di Giove mentre passa davanti al pianeta. EIS scatterà foto di pennacchi se dovessero apparire, così come depositi di pennacchi che potrebbero essere visibili sulla superficie. L'Europa-UVS si sforzerà anche di rilevare i pennacchi nella luce ultravioletta, anche ai margini della luna quando Europa passa di fronte alle stelle vicine, e sarà in grado di misurare la composizione chimica di tali pennacchi. Una termocamera, l'Europa Thermal Emission Imaging System (E-THEMIS), cercherà punti caldi sulla superficie che potrebbero essere la prova di eruzioni attive o recenti.

Il team di Europa Clipper avrà successo indipendentemente dal fatto che i ricercatori trovino o meno pennacchi su Europa, anche se molti scienziati sperano in uno spettacolo acquatico spettacolare per arricchire la missione e la nostra comprensione di Europa. "Sospetto che Europa sia attiva e stia lasciando sfuggire del materiale", ha detto Hedman. "Ma mi aspetto che quando riusciremo a capire come sta facendo, non sarà quello che ci si aspettava".