Astrónomos usando el telescopio espacial Hubble han encontrado nuevas pruebas de que un océano bajo la superficie de Europa, la luna helada de Júpiter, puede estar emitiendo penachos de vapor de agua al espacio exterior de forma intermitente, anunciaron los científicos en una conferencia de prensa de la NASA el lunes. El hallazgo sugiere que el océano de Europa, que se cree está enterrado bajo unos 100 kilómetros de hielo, podría albergar vida –y ser más accesible a los astrobiólogos curiosos– de lo que se creía hasta ahora. Los resultados serán presentados en la próxima edición de la revista The Astrophysical Journal.

“Si hay penachos emergiendo de Europa, es significativo”, dice el líder del estudio, William Sparks, un astrónomo del Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland. “Porque significa que podríamos explorar ese océano en busca de química orgánica o incluso señales de vida sin tener que perforar a través de un número desconocido de millas de hielo”. Las columnas de vapor también sugieren que podría existir una potente fuente de energía escondida dentro de Europa que podría ser aprovechada por seres vivos.

Usando el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble (STIS, por sus siglas en inglés), Sparks y su equipo observaron Europa 10 veces mientras cruzaba sobre la cara de Júpiter entre finales de 2013 y principios de 2015. Mirando con luz ultravioleta, con la que la superficie helada de Europa parece muy oscura, buscaron sombras de las columnas de vapor sobre el contraluz de los brillantes y suaves paisajes nubosos de Júpiter. Un laborioso análisis y procesamiento de imágenes mostró en tres ocasiones lo que parecían sombras ultravioleta que se elevan sobre el extremo sur de la silueta de Europa. Se calcula que si fueran columnas de vapor, estas podrían contener unos pocos millones de kilogramos de material y extenderse unos 200 kilómetros por encima de la superficie de Europa.

Esta no es la primera vez que los científicos han observado penachos en Europa. Un equipo de investigadores liderado por Lorenz Roth, un astrónomo que ahora trabaja en el Royal Institute of Technology, en Estocolmo, observó lo que se cree era un solo penacho de tamaño similar localizado en el mismo lugar en 2012. Esos resultados, publicados en Science en 2013, también se basan en mediciones tomadas por el instrumento STIS del Hubble. Pero en lugar de vislumbrar sombras, los hallazgos registraron las emisiones ultravioleta cerca del polo sur de Europa de lo que podría haber sido hidrógeno y oxígeno –exactamente lo que una columna de vapor de agua produciría a medida que sus elementos atómicos se disocian mientras es bombardeada por partículas atrapadas en el poderoso campo magnético de Júpiter–.

Después, sin embargo, los supuestos penachos observados por el equipo de Roth desaparecieron, y no aparecieron en los datos de archivo ni en ninguna de las búsquedas realizadas por otros telescopios, hasta ahora. Algunos creían que tal vez los penachos solo aparecían cuando Europa alcanzaba el borde más alejado de su órbita, donde las fuerzas gravitatorias colectivas de Júpiter y sus otras lunas podrían entrar en acción generando una “marea de calentamiento” en el interior de Europa, abriendo fisuras y derritiendo hielo para así expulsar agua en el espacio. O tal vez fue un evento puntual producido por un asteroide o un cometa no detectado que golpeó la superficie de Europa. Algunos escépticos especularon que los científicos estaban “hambrientos de penachos” y habían sucumbido a la pareidolia, la tendencia de la mente humana de encontrar patrones en el caos y de proyectar significado sobre el ruido sin sentido.

Con los nuevos descubrimientos del equipo de Sparks, la hipótesis de la “marea de calentamiento” pierde fuerza porque no parece que los posibles penachos observados ocurran cuando el calentamiento por marea de Europa debería de ser más fuerte. Esto significa que, si existen las columnas de vapor, por ahora carecen de una fuente obvia de calor que explique las dimensiones observadas y su misteriosa intermitencia. Del mismo modo, dado que el equipo de Sparks ha observado los penachos de forma recurrente, la idea de que fue “un evento puntual” también pierde peso. Si bien estas hipótesis son empujadas a la cuneta, la idea más amplia de que los penachos son una ilusión se mantiene firme en el debate. Ambas detecciones se encuentran en el límite de lo estadísticamente significativo y provienen del mismo instrumento en el mismo telescopio –que es sin duda el más usado y el más profundamente entendido de todos los observatorios de la historia–.

“Esta tiene las mismas posibilidades de ser real que las anteriores detecciones”, dice Britney Schmidt, científico planetario del Instituto de Tecnología de Georgia, que no participó en la investigación. “Ambos resultados mostraron señales estadísticamente significativas y a un nivel similar, así que soy bastante neutral. Creo que deberíamos esperar que hubiera columnas de vapor, o algo similar. Pero no estoy seguro de si estas detecciones son lo suficientemente sensibles para realmente terminar con las dudas de una vez por todas”.

Sparks reconoce que los resultados de su equipo siguen siendo frustrantemente vagos. “Estas observaciones están en el límite de lo que el Hubble puede hacer”, dice. “No conocemos ninguna otra causa instrumental que pueda causar estos eventos, y son estadísticamente significativos, pero seguimos siendo cautos ... No pretendemos haber demostrado la existencia de penachos, sino más bien hemos aportado evidencia que indica que dicha actividad puede estar ocurriendo”.

Esta precaución es justificada, dado que la presencia (o ausencia) de penachos en Europa podría alterar profundamente el futuro de la exploración interplanetaria, reorientando miles de millones de dólares en financiación hacia nuevas misiones de exploración. Europa, que es aproximadamente del tamaño de la Luna de la Tierra, posee, sin duda, un océano, dada la gran cantidad de evidencia recolectada por parte de varias naves espaciales y telescopios durante décadas. Algunos modelos estiman que puede ser 10 veces más profundo y tres veces más voluminoso que el océano de la Tierra, y que es probable que haya persistido en su estado líquido durante miles de millones de años.

Estas características hacen que sea muy diferente la luna de Saturno Encelado –el otro mundo con un océano capaz de producir penachos que sabemos que existe en el espacio exterior– la cual fue por primera vez observada expulsando vapor de agua desde su polo sur en 2004 por el orbitador Cassini. Los estudios de los penachos de Cassini han producido resultados sorprendentes, incluyendo detecciones indirectas de respiraderos hidrotermales en el fondo marino oculto de la luna. Aún así,  Encelado es seis veces más pequeña que Europa, está al doble de distancia de la Tierra y es posible que tenga un depósito subterráneo mucho más diminuto que podría ser simplemente un pequeño depósito de agua temporal producido tras el deshielo por un calentamiento de marea causado por Saturno. A fin de cuentas, la mayoría de los astrobiólogos probablemente preferirían estudiar Europa, sobretodo si no tienen que romper primero a través de un techo de hielo grueso.

Aun así, no hay garantía de que los penachos de Europa, si se confirmarse su existencia, estén conectados al océano subterráneo. En su lugar, podrían ser el resultado de la fundición de parches en la corteza superior, que tal vez se formaron en las regiones de “terreno caótico” sobre la superficie estriada, y llena de fisuras de Europa. El hielo ahí se ha roto en bloques que chocan desordenadamente, con material más suave y caliente que brota de abajo. Según Schmidt, la superficie jaspeada y activa de Europa podría ser una razón para no estudiar sus penachos en comparación con Encelado, que tiene una corteza relativamente inerte, a pesar de las fracturas que emiten penachos en su polo sur. “Debido a la geología de Encelado, es un poco obvio donde ha habido actividad”, dice Schmidt. “En Europa hay actividad por todas partes, lo que podría generar columnas de vapor, o complicar la investigación”.

Sin embargo, la primera observación de un penacho, que fue realizada por el equipo de Roth, ya ha ayudado a encaminar los planes de largo aliento de la NASA hacia una exploración más robusta de Europa. En los últimos años, una misión a esa luna ha progresado rápidamente desde ser una quimera a ser aprobada por el Congreso estadounidense, y ya está programada para un lanzamiento en la década de 2020. El diseño actual de la NASA para la nave espacial incluye un conjunto de nueve instrumentos, todos ellos diseñados para la detección y el estudio de los penachos y para realizar otros estudios científicos normales. La Agencia Espacial Europea también está construyendo una sonda llamada Jupiter Icy Moons Explorer para investigar Europa que se lanzará en 2022.

Para minimizar la exposición a la radiación que podría dañar las naves espaciales que se acerquen a Europa, la misión prevista de la NASA no orbitará la luna, sino que pasará volando cerca, en una serie de encuentros diseñados para que revolotee sobre la superficie desde casi todos los ángulos posibles. Si existen columnas de vapor, la nave espacial podría identificar sus fuentes e incluso tomar muestras directas para determinar su composición, para así rastrear por signos de vida que podría estar prosperando o simplemente subsistiendo debajo de la superficie.

Ya hay una nave de la NASA cerca de Júpiter llamada Juno que cuenta con un poderoso espectrómetro ultravioleta que podría ser utilizado para confirmar si Europa emite penachos. Pero Juno está en una órbita polar alrededor de Júpiter que es poco adecuada para el estudio de las lunas del planeta, e incluso si estuviera en otro punto, NASA considera que no está lo suficientemente esterilizada para encuentros cercanos con un mundo que potencialmente podría albergar vida. “Hicimos un gran esfuerzo para asegurarnos de que la nave espacial no se acercara a Europa, porque queríamos proteger a Europa de la contaminación”, dice Curt Niebur, científico del programa de la NASA para misiones a planetas exteriores.

En ausencia de confirmación y de estudios de sondas interplanetarias, una prueba más de que los penachos son genuinos podría provenir de una vigilancia continua del Hubble, o de seguimientos utilizando el telescopio espacial James Webb que está programado para un lanzamiento en 2018. El equipo de Sparks ha observado dos tránsitos más de Europa, aunque su análisis de datos sigue siendo incompleto. Como alternativa, dice: “La otra cosa que podría confirmarlo sería si alguien con una técnica de observación completamente independiente produce resultados consistentes”.

Desde febrero de este año, Lucas Paganini, un astrónomo afiliado a la NASA en la Catholic University of America, ha estado haciendo exactamente eso: buscando sombras de las columnas de vapor de Europa en una luz casi infrarroja usando uno de los telescopios gemelos de 10 metros del observatorio Keck en Mauna Kea, Hawái.

“Hay una gran cantidad de personas que niegan la existencia de los penachos, sin razón real”, dice. “No es para nada una locura decir que existen penachos e incluso decir que son comunes en las lunas heladas. No es como si alguien estuviera tratando de hacerse famoso con esto, a base de decir que hay detecciones”. En una revisión de los resultados que se presentarán en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana en octubre, Paganini dice que ha visto muchas “cosas interesantes” en los datos de Keck, pero nada que le lleve a descartar definitivamente los últimos reportes sobre penachos – ni nada que los confirme–.