Europa es el objeto sólido más liso de nuestro sistema solar, gracias a su gruesa capa de hielo. Sin embargo, debajo de su suave exterior, la cuarta luna más grande de Júpiter parece albergar secretos, a saber, un océano profundo y salado con un intrigante potencial para la vida extraterrestre.

Este océano convierte a Europa en un objetivo principal para los estudios científicos, incluidas dos misiones orbitales separadas programadas para su lanzamiento a Júpiter en los próximos dos años.

Y aunque tomará varios años para que llegue cualquiera de las dos sondas, los científicos ya están arrojando luz sobre Europa de otras maneras, recopilando información de observaciones de telescopios, sobrevuelos previos de sondas, experimentos de laboratorio y simulaciones por computadora.

En un nuevo estudioInvestigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) del Instituto de Tecnología de California en los Estados Unidos y la Universidad de Hokkaido en Japón han utilizado supercomputadoras de la NASA para examinar una rareza menos conocida de Europa: ¿por qué la capa de hielo gira más rápido que el interior?

Según su investigación, la rotación desincronizada de la superficie podría ser causada por corrientes oceánicas que empujan desde abajo. Es una gran revelación, dice el autor principal e investigador del JPL, Hamish Hay, ahora en la Universidad de Oxford; es una revelación que podría ofrecer nuevas pistas sobre lo que está pasando allí abajo.

«Antes de eso, se sabía a partir de experimentos de laboratorio y modelos que el calentamiento y enfriamiento del océano europeo podrían impulsar las corrientes», dijo Hay. dicho. «Ahora nuestros resultados destacan un acoplamiento entre el océano y la rotación de la capa de hielo que nunca antes se había considerado».

La capa de hielo flota en el océano de Europa, por lo que puede girar independientemente del resto de La luna, incluido el océano, el interior rocoso y el núcleo de metal. Los científicos han sospechado esto durante mucho tiempo, pero las fuerzas detrás de la rotación del caparazón son misteriosas.

Europa está sujeta a la flexión de las mareas de Júpiter, que se deforma La luna gracias a su poderosa atracción gravitatoria. Este colosal tira y afloja provoca grietas en la capa de hielo de Europa y probablemente genera parte del calor del manto y el núcleo.

Con la energía térmica liberada por la desintegración radiactiva, se cree que este calor del interior de Europa se eleva a través del océano hasta la superficie congelada como una olla de agua calentándose en una estufa.

Combinado con la rotación de Europa y otros factores, este gradiente de temperatura vertical debería alimentar corrientes oceánicas bastante fuertes.

Y según las estimaciones del estudio, estas corrientes podrían ser lo suficientemente fuertes como para mover la capa de hielo global sobre nuestras cabezas. Nadie sabe exactamente qué tan grueso es el caparazón, pero las estimaciones varían de aproximadamente 15 a 25 kilómetros (15 millas) de espesor.

Si bien los científicos sabían que la capa de hielo de Europa probablemente giraba por sí sola, se centraron en la influencia gravitatoria de Júpiter como fuerza impulsora.

«Para mí, fue completamente inesperado que lo que está sucediendo en la circulación oceánica pudiera ser suficiente para afectar la capa de hielo. Fue una gran sorpresa», agregó. dicho el coautor del estudio y científico del proyecto Europa Clipper, Robert Pappalardo, del Jet Propulsion Lab de la NASA.

«Y la idea de que las fisuras y crestas que vemos en la superficie de Europa podrían estar relacionadas con la circulación oceánica debajo, los geólogos no suelen pensar: ‘Tal vez sea el océano el que hace eso'», agregó. agrega.

Los investigadores usaron supercomputadoras de la NASA para construir simulaciones complejas del océano de Europa, tomando prestadas técnicas que se han usado para modelar los océanos en la Tierra.

Estos modelos les permiten profundizar en los detalles de la circulación del agua sobre Europa, incluida la forma en que estos patrones están influenciados por el calentamiento y enfriamiento de los océanos.

Un enfoque clave del estudio fue la resistencia, o la fuerza horizontal del océano que empuja el hielo sobre él. Al tener en cuenta el arrastre en sus simulaciones, los investigadores encontraron que ciertas corrientes que se mueven más rápido podrían producir suficiente arrastre para acelerar o ralentizar la rotación de la capa de hielo de Europa.

Aunque este efecto depende de la velocidad de las corrientes, los investigadores señalan que el calentamiento interno de Europa puede variar con el tiempo. Esto podría conducir a un cambio correspondiente en la velocidad de las corrientes oceánicas, lo que a su vez haría que la capa de hielo girara más rápido o más lento.

Además de ayudarnos a comprender Europa, esta investigación también puede aplicarse a otros mundos oceánicos, señalan los investigadores, donde las características de la superficie podrían ofrecer pistas sobre aguas ocultas debajo.

«Y ahora que conocemos el acoplamiento potencial de los océanos interiores con las superficies de estos cuerpos, podemos aprender más sobre sus historias geológicas, así como la de Europa», dijo Hay. dicho.

ESA Explorador de las lunas heladas de Júpiter (JUICE) se lanzará en abril de 2023, comenzando su viaje para estudiar las tres grandes lunas oceánicas de Júpiter: Ganímedes, Calisto y Europa.

A fines de 2024, la NASA planea lanzar su Clipper Europa orbitador, que realizará casi 50 sobrevuelos cercanos para estudiar la habitabilidad potencial de la luna. Según los autores del nuevo estudio, es posible que incluso pueda medir con precisión la velocidad de rotación de la capa de hielo de Europa.

El estudio fue publicado en Planetas JGR.