Lúas conxeladas
2023/12/01 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
As misións á Lúa sempre espertan a curiosidade da xente. Proba diso é a expectación xerada pola misión india de Chandrayaan-3. Con todo, o satélite da Terra non é a lúa máis interesante do sistema solar, polo menos si tense en conta que outras teñen características que permiten a vida. Son lúas conxeladas e os investigadores do Grupo de Ciencias Planetarias da UPV/EHU Arrate Antuñano Martín, Agustín Sánchez Lavega e Ricardo Hueso Alonso tentan descubrir os seus segredos.
Arrate Antuñano Martín investiga a Saturno e a Júpiter en cuxa órbita se atopan as lúas conxeladas. Antuñano non dúbida: “A nosa Lúa é interesante, como non podía ser doutra maneira, porque orbita o noso planeta, pero, por outra banda, sabemos que hoxe en día non cumpre certas condicións de existencia. Pola contra, as lúas conxeladas parecen cumprir as condicións mínimas que permiten a vida. Por iso interésannos tanto”.
Destaca dúas lúas de Júpiter e algunha de Saturno: Europa e Ganímedes, e Encelado, respectivamente. “Estas lúas teñen condicións para adoptar o tipo de vida que coñecemos na Terra: a auga líquida, unha fonte de calor e, por suposto, determinados elementos como o carbono e o osíxeno”.
Chámanse lúas conxeladas porque están cubertas por unha capa de xeo. “Segundo o visto até agora, cremos que Europa, Ganímedes e Entzelado —e quizais tamén Calisto— teñen océanos de auga líquida baixo a capa superficial. Ademais, cremos que esta auga é salgada, polo que unha razón máis para equiparala coas condicións da Terra”, sinalou Antuñano.
Océanos líquidos e salgados
As misións Voyager xa demostraron que as lúas de Júpiter non se parecían ás da Terra. De feito, en 1979, ao pasar xunto a Júpiter, os astrónomos tiveron a oportunidade de observar Europa. Na súa superficie esperaban ver cráteres producidos por montañas e colisións de asteroides ou cometas, mentres que era completamente suave. De aí deduciuse que, como consecuencia dalgún fenómeno, a pel renóvase e por iso non ten ningún rastro de choques. “Pensaron que debaixo habería unha capa líquida que interaccionara coa capa superior e que permitiría a renovación da pel”, explica.
Posteriormente, as misións Galileo e Juno no caso de Júpiter e Cassini en Saturno obtiveron datos significativos sobre as lúas: “Por exemplo, en Encielado observáronse os géiseres e Cassini tivo a sorte de pasar por un deles. Grazas a iso, e a través dos utensilios que levaba a sonda, sóubose que neses chorros que emitía a lúa había xeo de auga salgada, entre outros elementos”.
En Europa e Ganímedes afirmouse que tiñan campos magnéticos: “O campo magnético de Júpiter interactúa coas lúas e produce distorsiones. Por exemplo, en Ganimedes, analizando as características destas distorsiones, concluíron que debía existir un material condutor baixo o xeo. Ao final, misión a misión e datos, aos poucos confirmamos a presenza de océanos líquidos e salgados baixo o xeo”.
Ademais das similitudes das lúas, Antuñano sinala as diferenzas: “A capa de xeo de Europa ten 10-15 km de espesor, mentres que a de Ganimedes ten 150 km. Claro, non é o mesmo estar a unha distancia da pel que a outra. Pola súa banda, Ganímedes é moito maior que Europa, de feito é a lúa máis grande do sistema solar e é maior que o propio Mercurio. Ademais, cremos que Ganímedes non ten unha soa capa de auga debaixo da capa de xeo superficial, senón que ten máis dunha capa de xeo e que entre elas están os océanos”.
A Lúa de Saturno, Encinado, tamén ten as súas peculiaridades. É moi pequeno comparativamente. “Até a chegada de Cassini non se cría que tivese nada de interese, pero el observou géiseres similares aos de Europa e Ganimedes, e desde entón prestámoslle moita atención”
A oportunidade da vida
As misións anteriores non estaban especificamente deseñadas para estudar as lúas conxeladas. Con todo, o telescopio espacial James Webb (JWST) xa ten horas de observación programadas para eles e xa empezou a informar. Por exemplo, observou Europa e, baseándose na cartografía do dióxido de carbono e nas características espectrais, deduciron que a orixe do carbono é o océano subxacente.
Por que isto é significativo? Antuñano responde: “O dióxido de carbono é observado principalmente nun lugar determinado. De feito, o dióxido de carbono non duraría moito na superficie, se descomponería. E xa se sabía que nese lugar hai intercambio de materiais entre o xeo superficial e o océano subxacente. De aí dedúcese que o carbono provén por baixo. E, como na Terra, si o océano ten dióxido de carbono, refórzase a posibilidade de que haxa un tipo de vida que coñecemos na Terra”.
En Ganimedes, o JWST detectou peróxido de hidróxeno. Concentrado nos polos, segundo Antuñano é moi interesante: “As partículas cargadas procedentes de Júpiter chocan contra a superficie xeada de Ganímedes e canaliza os campos magnéticos da lúa cara aos polos”. Isto demostra que, ademais da propia lúa, a súa interacción cos planetas é moi significativa.
De feito, JWST tamén analizará os planetas e, no Grupo de Ciencias Planetarias, teñen programadas horas para a observación de Júpiter baixo a dirección de Ricardo Hueso Alonso. “Non podemos saber que vai achegar JWST, pero estou seguro de que imos obter información valiosa e que imos coñecer nas lúas xeadas e nos seus planetas o que agora non podemos imaxinar”.
Aínda que non é astrobiólogo, seduce a posibilidade de atopar unha vida alieníxena: “Descubrindo tamén a máis mínima pegada da vida, tanto astronómicamente como nas súas proximidades, non se poderá dubidar da existencia de vida nalgún lugar do universo”.
Misión JUICE en marcha
Esta hipótese impulsou a misión JUICE (Júpiter Icy Moons Explorer). Foi lanzado en abril de 2023 e participan Sánchez Lavega e Óso como membros do equipo de investigación dun instrumento, concretamente nos grupos de investigación dos instrumentos MAJIS e JANUS, respectivamente.
Sánchez Lavega afirma que MAJIS (Moons And Jupiter Imaging Spectrometer) é un dos instrumentos máis complexos que leva JUICE: “Collerá imaxes e espectros á vez e a dous niveis espectrais, o visible e infravermello próximo e o infravermello medio”.
Precisou que o Grupo de Ciencias Paneteras, tanto con MAJIS como con outros instrumentos, ten como obxectivo investigar a atmosfera de Júpiter, a súa dinámica, nubes e néboas e a súa composición química. “Con todo, espérase que a contribución do MAJIS ao estudo de Ganímedes, Europa e Calisto sexa decisiva para o coñecemento dos océanos destas lúas. En ocasións pode alcanzar unha resolución duns 100 m sobre a superficie. Estudará a química de superficies e atmosferas lixeiras e buscará moléculas orgánicas de gran interese astrobiológico e relacionadas coa auga”.
Ademais, situará o foco nas zonas máis activas, identificando candidatos para futuras exploracións in situ.
JANUS, pola súa banda, é acrónimo de Jovis, Amorum ac Natorum Undique Scrutator, que, segundo Óso, é o encargado de capturar as imaxes de maior resolución da misión JUICE.
De feito, esta cámara pode tomar imaxes desde a vista até o infravermello próximo. Grazas a iso, é capaz de captar imaxes de Júpiter e as súas lúas na súa cor natural, así como dalgúns fenómenos que poden observarse noutras lonxitudes de onda, como os volcáns de Io ou os raios de Júpiter. “Entre todos os instrumentos que ten JUICE, JANUS é un dos máis versátiles”, afirma Óso.
Óso coordinará o deseño e análise das observacións de JANUS na atmosfera de Júpiter. Adianta que obterá imaxes de resolución de 10 km e mapas de resolución de 30-40 km. Para comprender a resolución hai que ter en conta que o radio de Júpiter é 11 veces maior que o da Terra. “Isto permitiranos estudar a atmosfera de Júpiter e a estrutura das nubes, tal e como non o fixo”.
Óso engade que, ao pasar por Europa e Calisto, JANUS observará as súas superficies e tomará imaxes de resolución de poucos metros desde a órbita de Ganímedes. “Poderemos analizar os detalles máis finos da xeoloxía das lúas xeadas de Júpiter”, confirmou.
Ademais destes instrumentos, dispón doutros para o estudo das lúas conxeladas e os seus océanos, así como para a procura e investigación de posibles condicións que permitan a vida. “Á marxe da cuestión da vida, JUICE achegará valiosa información sobre a evolución xeológico e a xénese das lúas e a súa interacción con Júpiter”, resume Antuñano.
Mirando ao futuro
Máis adiante, a finais dos anos 2030, está previsto realizar unha nova misión, como lembrou Antuñano: Enceladus orbilander. O seu obxectivo é orbitar o Encelado e despois colocar unha sonda na súa superficie. “Tendo en conta o interese que existe nos océanos destas Lúas, é case imprescindible deseñar misións para ir alí. Porque a información que se pode obter da Terra é moi limitada. Por iso fanse misións para explorar de primeira man, aínda que sexan difíciles e complexas, e custosas, como non”.
Segundo explicou Antuñano, o orbitador, ademais de observar a superficie de Entzeladoren, axudará a decidir onde iluminar a sonda. “A idea é perforar a capa de xeo e tomar unha mostra para traela algún día á Terra. Non é nada fácil: como a lúa ten moi pouca gravidade, é difícil que unha sonda se pospoña correctamente na pel, facer un buraco, tomar unha mostra… Pero o desenvolvemento da tecnoloxía permíteo hoxe en día. Conseguiuse traer mostras de asteroides. Non é, pois, tan deforme. E aínda que a moita xente parézalle que o final de 2030 está lonxe, para nós é mañá mesmo, porque preparar este tipo de misións ten polo menos 30 anos. Por tanto, dentro de 15 anos, para nós, é inmediato”.
“E se iso conséguese, por que non mandar outra misión un pouco máis lonxe?”. Antuñano pregunta para terminar. A curiosidade dos astrofísicos é insaciable.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
