Los impactos de cometas en la luna Europa de Júpiter podrían ayudar a transportar ingredientes críticos para la vida que se encuentran en la superficie de la luna a su océano oculto de agua líquida, incluso si los impactos no atraviesan completamente la capa helada de la luna.
El descubrimiento proviene de un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Texas en Austin, donde los investigadores desarrollaron un modelo informático para observar lo que sucede después de que un cometa o asteroide golpea la capa de hielo, que se estima que tiene decenas de kilómetros de espesor.
El modelo muestra que si un impacto puede llegar al menos a la mitad de la capa de hielo de la luna, el agua de deshielo calentada que genera se hundirá a través del resto del hielo, trayendo oxidantes, una clase de productos químicos necesarios para la vida, desde la superficie hasta el océano, donde podrían ayudar a mantener cualquier vida potencial en las aguas protegidas.
Los investigadores compararon el hundimiento constante de la enorme cámara de fusión con un barco que se hunde.
“Una vez que obtienes suficiente agua, simplemente te hundirás”, dijo el autor principal y estudiante de doctorado Evan Carnahan. “Es como el Titanic multiplicado por 10”.
Los científicos han propuesto impactos como un medio para transportar oxidantes en Europa, pero asumieron que los ataques tendrían que romper el hielo. Este estudio es importante porque sugiere que una gama mucho mayor de impactos puede hacer el trabajo, dijo el coautor Marc Hesse, profesor del Departamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson de Ciencias Geológicas de UT.
“Esto aumenta la probabilidad de que tenga los ingredientes químicos necesarios para la vida”, dijo Hesse, quien también es miembro de la facultad del Instituto UT Oden de Ingeniería y Ciencias Computacionales. El estudio fue publicado en Geophysical Research Letters.
Una simulación generada por computadora de la cámara de fusión posterior al impacto del cráter Manannan, un cráter de impacto en Europa. La simulación muestra el agua de deshielo hundiéndose en el océano dentro de varios cientos de años después del impacto. Crédito: Carnahan et al.
Si los oxidantes pueden llegar desde donde se forman naturalmente en la superficie de Europa hasta el océano es una de las preguntas más importantes en la ciencia planetaria. Uno de los objetivos de la próxima misión Europa Clipper de la NASA a la luna helada es recopilar datos que puedan ayudar a reducir las respuestas.
Por ahora, los impactos de cometas y asteroides se encuentran entre los mecanismos más plausibles. Los científicos han visto docenas de cráteres en la superficie de Europa, muchos con una apariencia ondulada distinta que sugiere agua de deshielo congelada y movimiento posterior al impacto debajo del cráter.
Un gran cráter de impacto en Europa. Crédito: NASA/JPL/DLR
Este estudio modela el entorno del cráter después del impacto, investigando cómo viaja el agua de deshielo a través del hielo y su capacidad para transportar oxidantes. Se basa en un estudio previo del coautor Rónadh Cox, profesor del Williams College, que modeló los impactos que rompen el hielo de Europa.
El estudio encontró que si un impacto alcanza el punto medio de la capa de hielo, más del 40% del agua de deshielo llegará al océano. El volumen de agua de fusión generada puede ser significativo. Por ejemplo, este estudio mostró que un cometa de media milla de ancho que alcanza el punto medio de la capa de hielo derretiría suficiente agua para llenar el lago del cráter de Oregón.
Otros modelos que describen el agua de deshielo en Europa a menudo la colocan cerca de la superficie de la luna durante largos períodos, donde podría contribuir potencialmente a formaciones heladas llamadas “terreno caótico”. Pero los resultados de este estudio complican esta idea, ya que el gran peso del agua de deshielo hace que se hunda en lugar de permanecer en su lugar.
“Estamos advirtiendo contra la idea de que se podrían mantener grandes volúmenes de derretimiento en el subsuelo poco profundo sin que se hunda”, dijo Carnahan.
Al igual que Europa, la luna Titán de Saturno también puede contener un océano de agua líquida debajo de una capa helada. Rosaly Lopes, científica de la Dirección de Ciencia Planetaria del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, dijo que este modelo puede ayudar a los científicos a comprender el papel que los impactos podrían tener en otros mundos helados.
“En el caso de Titán, esto es muy importante porque Titán tiene una gruesa corteza de hielo, más gruesa que la de Europa”, dijo. “Estamos realmente interesados en la aplicación de este estudio”.
Carnahan comenzó la investigación durante una pasantía en el JPL de la NASA, trabajando con el coautor Steven Vance y la completó trabajando con Hesse mientras obtenía su maestría. Ahora es estudiante de doctorado en la Escuela de Ingeniería UT Cockrell.
El Centro de Habitabilidad de Sistemas Planetarios de UT, la Beca del Consorcio de Subvenciones Espaciales de Texas y la NASA financiaron la investigación.
Referencias:
Artículo publicado por primera vez por la La Universidad de Texas en Austin.
Descripción ilustración de la portada: Concepto artístico de un impacto de cometa o asteroide en la luna Europa de Júpiter. Crédito: NASA/JPL-Caltech
Intercambio superficie-océano por el hundimiento de cámaras de fusión generadas por impacto en Europa. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GL100287