L'Europa chiama. Una lontana palla di ghiaccio, una delle 80 lune conosciute di Giove, ma ciò che conta è cosa c'è dentro, e si prevede che ciò che c'è dentro Europa sia speciale.
Sotto la superficie ghiacciata di Europa, gli scienziati prevedono l'esistenza di un gigantesco oceano nascosto: un enorme specchio d'acqua che rappresenta una delle migliori opportunità per trovare la vita nel sistema solare.
Ma l'Europa non è solo una “brillante speranza” per la scoperta della vita oltre la Terra. Secondo nuovi studi, il satellite potrebbe essere luminoso per un altro motivo: la luna brilla letteralmente al buio.
In un nuovo studio, un team guidato dal fisico Murthy Gudipati del California Institute of Technology e dal Jet Propulsion Laboratory della NASA suggerisce che la radiazione del campo magnetico di Giove potrebbe causare un bagliore sulla superficie ghiacciata che copre Europa a causa delle reazioni con la chimica del ghiaccio.
“La superficie di Europa è costantemente soggetta a flussi elevati di particelle cariche a causa della presenza del forte campo magnetico di Giove”, spiegano i ricercatori nel loro articolo.
“Le particelle ad alta energia cariche, inclusi gli elettroni, interagiscono con una superficie ricca di ghiaccio e sale, determinando processi fisici e chimici complessi.”
Dato che non comprendiamo ancora appieno la composizione chimica della calotta di ghiaccio di Europa, non è chiaro come saranno questi processi, e né l'Osservatorio Keck alle Hawaii né il telescopio spaziale Hubble hanno registrato questo ipotetico bagliore, fino ad ora.
Nel prossimo decennio, tuttavia, avremo una visione migliore della superficie di Europa quando la sonda spaziale Europa Clipper della NASA la visiterà per avere la possibilità di assistere a un fenomeno chiamato luminescenza stimolata elettronicamente.
Nel frattempo, possiamo simulare come potrebbe apparire simulando il ghiaccio di Europa e la radiazione elettronica ad alta energia di Giove.
In una serie di esperimenti in laboratorio, il team di Gudipati ha raffreddato nuclei di ghiaccio d'acqua in un tubo di alluminio a ~ 100 K (-173,15 ° C o -279,67 ° F) e li ha sottoposti a impulsi di radiazione elettronica.
Bagliore visibile del nucleo di ghiaccio irradiato sotto illuminazione, oscurità e oscurità. (Gudipati et al., Nature Astronomy, 2020).
Quando lo facevano, il ghiaccio emetteva un bagliore, ma l'intensità dipendeva da quali sostanze chimiche diverse dal ghiaccio erano presenti nell'acqua.
“Abbiamo scoperto che la presenza di cloruro di sodio e carbonato si è fortemente estinta, mentre l'epsomite intensificava il bagliore radioso del ghiaccio”.
Oltre a proporre l'entusiasmante ipotesi che Europa possa continuamente brillare nel buio, anche se siamo così lontani da non poterlo rilevare, i risultati potrebbero aprire la strada a nuovi metodi di studio della luna ghiacciata.
In particolare, è possibile che i sistemi di imaging Europa Clipper saranno in grado di osservare il bagliore dall'orbita (circa 50 chilometri sopra la superficie) e, analizzando gli spettri, scoprire la composizione chimica del ghiaccio, distinguendo il materiale dalle zone di ghiaccio d'acqua puro.
Oltre ad aiutare con la futura esplorazione di Europa, le stesse tecniche potrebbero portare a nuovi modi di analizzare altre lune di Giove come Io e Ganimede.
I risultati sono riportati in Nature Astronomy.
