Hubble colpisce ancora

Scoperto vapore acqueo nella tenue atmosfera del satellite gioviano Europa

Anche se è imminente il lancio del nuovo telescopio spaziale, il James Webb Space Telescope (lift-off programmato per il 18 dicembre), il telescopio spaziale Hubble ha ancora molto da regalarci.

Lo prova la recente scoperta della presenza di vapore acqueo nell’atmosfera di Europa, la luna di Giove dove è praticamente certa la presenza di un oceano sotterraneo sotto il ghiaccio superficiale.

Leggermente più piccola della nostra Luna terrestre, Europa orbita attorno al pianeta gigante Giove con temperature superficiali che non salgono mai al di sopra di un gelido -160 gradi centigradi. Una temperatura così fredda che il ghiaccio d’acqua è duro come la roccia.

Tuttavia, sotto la solida crosta di ghiaccio potrebbe esserci un oceano globale con più acqua di quella che si trova sulla Terra. E, dove c’è acqua, potrebbe esserci vita. Come un tubo da giardino che perde, l’oceano scarica il vapore acqueo nello spazio dai geyser che spuntano attraverso le fessure della superficie, come scoperto per la prima volta proprio – guarda caso – dal telescopio spaziale Hubble nel 2013 che, quindi, non è nuovo a coprirsi di gloria con Europa.

Il telescopio spaziale Hubble

Cosa ha “visto” Hubble

La recente scoperta di Hubble deriva dalle sue stesse osservazioni d’archivio, compiute fra il 1999 e il 2015, che hanno scoperto che il vapore acqueo viene costantemente rifornito in un emisfero della piccola luna gioviano. Questa scoperta è stata ricavata da una nuova analisi delle immagini e degli spettri dell’archivio di Hubble, utilizzando una tecnica che ha recentemente portato anche alla scoperta del vapore acqueo nell’atmosfera della luna di Giove Ganimede, da Lorenz Roth del KTH Royal Institute of Technology, Space and Plasma Physics, Svezia. Il vapore acqueo non è stato però visto direttamente, ma è stata piuttosto l’impronta digitale spettrale dell’ossigeno a essere misurata da Hubble. A differenza dei geyser, questo vapore acqueo non proviene dall’interno di Europa, ma piuttosto grazie alla (debole) luce del Sole che sta sublimando il ghiaccio superficiale. Occorre tuttavia considerare che l’atmosfera su Europa, se si può chiamare così, è solo un miliardesimo della pressione superficiale dell’atmosfera terrestre.

In un emisfero soltanto

La scoperta di Hubble è però avvolta da un piccolo mistero: le osservazioni del telescopio spaziale sulla hanno infatti rivelato la presenza di vapore acqueo in modo persistente, ma, curiosamente, solo in un emisfero. Le precedenti osservazioni del vapore acqueo su Europa erano associate a pennacchi che eruttano attraverso il ghiaccio sostanzialmente analoghi ai geyser terrestri, anche se si estendono per più di 60 miglia e producono macchie transitorie di vapore acqueo nell’atmosfera della piccola luna.

I nuovi risultati, tuttavia, mostrano quantità simili di vapore acqueo diffuse su un’area più ampia di Europa. Ciò suggerisce una presenza a lungo termine di un’atmosfera di vapore acqueo ma solo nell’emisfero della luna che è sempre opposto alla sua direzione di moto lungo la sua orbita. La causa di questa asimmetria non è ancora completamente compresa.

“L’osservazione del vapore acqueo su Ganimede, e sul lato posteriore di Europa, fa progredire la nostra comprensione delle atmosfere delle lune ghiacciate”, ha detto 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, infatti, riflette più luce solare di Ganimede, mantenendo la superficie ancora più fredda. Tuttavia, anche alle temperature più basse di Europa, le nuove osservazioni suggeriscono che il ghiaccio d’acqua stia sublimando, ovvero si stia trasformando direttamente da solido a vapore senza una fase liquida, proprio come avviene su Ganimede. Per fare questa scoperta, i ricercatori hanno riesaminato i set di dati di archivio di Hubble, selezionando osservazioni ultraviolette di Europa del 1999, 2012, 2014 e 2015 mentre la luna si trovava in varie posizioni orbitali. Le osservazioni effettuate con lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) di Hubble nell’ultravioletto hanno permesso a Roth e colleghi di determinare l’abbondanza di ossigeno nell’atmosfera di Europa e, interpretandone il potere di emissione a diverse lunghezze d’onda, sono stati così in grado di dedurre la presenza del vapore acqueo.

Europa è così eccitante come potenziale dimora della vita che è un obiettivo delle missioni Europa Clipper della Nasa e del Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) dell’Agenzia spaziale europea, il cui lancio è previsto per entrambe in questo decennio (per Juice addirittura nella prossima estate). Inoltre, comprendere la formazione e l’evoluzione di Giove e delle sue lune può anche aiutare gli astronomi a ottenere informazioni sui numerosi pianeti simili a Giove che orbitano intorno ad altre stelle.

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