Vapor de agua detectado por primera vez en Ganímedes

Utilizando datos del telescopio Hubble, los astrónomos han descubierto la primera evidencia de vapor de agua en la atmósfera de Ganímedes, la luna más grande de Júpiter. Este vapor de agua se forma cuando el hielo en la superficie de la luna cambia de un estado sólido a un estado gaseoso.

Ganímedes, la luna más grande de Júpiter y el Sistema Solar, contiene más agua que todos los océanos de la Tierra. Gran parte de esta agua forma un océano subterráneo que se encuentra a unos 150 km de profundidad. En la superficie, las temperaturas son tan frías que el agua solo se encuentra en estado sólido. Al menos, eso es lo que pensamos hasta ahora. Al analizar varios conjuntos de datos nuevos y archivados del Telescopio Hubble, un equipo ha anunciado que han aislado rastros de vapor de agua en la superficie. Los detalles del estudio se informan en la revista Nature Astronomy.

Aurora misteriosa

En 1998, el espectrógrafo de imágenes Hubble había capturado las primeras imágenes ultravioleta (UV) de Ganímedes, revelando bandas aurorales (bandas coloreadas de gas electrificado) en la superficie. Estas estructuras eran aproximadamente similares a los óvalos aurorales que se ven en la Tierra y en otros planetas con campos magnéticos.

Las similitudes en estas observaciones se explicaron por la presencia de oxígeno molecular (O2) en la atmósfera de la luna. Sin embargo, ciertas características observadas no no correspondía a las emisiones esperadas de una atmósfera de O2 puro. En ese momento, los investigadores concluyeron que estas diferencias podrían explicarse por concentraciones más altas de oxígeno atómico (fotólisis o descomposición ligera del oxígeno molecular).

Como parte de un programa de apoyo a la misión Juno, un equipo del Real Instituto de Tecnología de Estocolmo (Suecia) se propuso hace tres años medir esta cantidad de oxígeno atómico con el Hubble. Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que en realidad había casi sin oxígeno atómico en la atmósfera de Ganimedes.

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Ganímedes fotografiado por la sonda Juno el 7 de junio de 2021. Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS

Sublimación de hielo

Hace unos meses, el mismo equipo echó un vistazo más de cerca a la distribución relativa de estas famosas auroras, sospechando que las características vistas en 1998 podrían explicarse por concentraciones de vapor de agua (fase gaseosa) liberadas por sublimación. Al igual que en la Tierra, la temperatura de la superficie de Ganímedes varía a lo largo del día, y alrededor del mediodía, cerca del ecuador, puede calentarse lo suficiente como para que la superficie del hielo libere pequeñas cantidades de moléculas de agua.

Finalmente, las diferencias observadas en las imágenes ultravioleta se correlacionaron de hecho con el lugar donde se esperaría agua en la atmósfera lunar.

Hasta ahora, solo se ha observado oxígeno molecular“, Dijo Lorenz Roth, autor principal de este trabajo. “Esto se produce cuando las partículas cargadas erosionan la superficie del hielo. El vapor de agua que estamos midiendo ahora proviene de la sublimación del hielo causada por el escape térmico operado en las regiones heladas más cálidas.“.

El descubrimiento de este vapor de agua contribuye a la comprensión de la atmósfera de Ganímedes. Estos resultados también pueden ser de interés para el equipo JUICE (Jupiter Icy Moon Explorer), la próxima misión a gran escala de la ESA que despegará el próximo año. Su objetivo será estudiar de cerca el sistema joviano a partir de 2029, antes de centrarse en exclusivamente en Ganymède a partir de 2032. Por tanto, estos datos podrían utilizarse para perfeccionar los planes de observación.