Potrebbe esserci carbonio nell’oceano di Europa

Dati acquisiti dal telescopio spaziale James Webb rivelano la presenza di anidride carbonica nel misterioso oceano che si nasconde sotto la superficie ghiacciata della luna di Giove. Un fattore chiave per comprendere la possibilità che questo mondo ospiti forme di vita
di Meghan Bartels/Scientific American
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Con un’occhiata alla piccola luna ghiacciata di Giove, Europa, il James Webb Space Telescope (JWST) ha rafforzato la tesi che la Terra non è l’unico “mondo oceanico” abitabile del sistema solare. Europa è uno dei luoghi più affascinanti del sistema solare: una grande quantità di prove osservative dimostra che sotto la sua crosta ghiacciata nasconde un oceano che potrebbe avere condizioni adatte alla vita. Ora uno studio circostanziato del JWST – progettato più che altro per testare le capacità di uno strumento – suggerisce che l’oceano di Europa contiene anidride carbonica, un fattore chiave per comprendere la possibilità che questo mondo ospiti forme di vita.

“Quello che abbiamo ottenuto è molto, molto di più di quanto ci saremmo mai aspettati”, afferma Gerónimo Villanueva, planetologo al Goddard Space Flight Center della NASA nel Maryland e coautore di uno dei due nuovi articoli che riportano i risultati del JWST. Le brevi osservazioni hanno utilizzato lo strumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) del JWST, progettato per acquisire spettri, misure simili a codici a barre che quantificano l’ammontare di luce a diverse lunghezze d’onda, che gli scienziati possono tradurre in informazioni sulla composizione chimica, sulla temperatura e su altre caratteristiche della sorgente luminosa. Gli scienziati erano particolarmente interessati al ghiaccio di anidride carbonica, che la missione Galileo della NASA su Giove aveva rilevato sulla superficie di Europa durante i sorvoli della luna prima della scomparsa della sonda nel 2003.

Poiché il carbonio è uno dei sei elementi vitali per la vita – insieme a idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo – sapere dove si trova l’anidride carbonica su Europa e come ci è arrivata è fondamentale per capire se la luna può supportare la vita. “Il grande dubbio era se questo elemento provenisse dall’interno di Europa o potenzialmente dall’esterno di Europa”, ricorda Samantha Trumbo, planetologa della Cornell University e coautrice di uno dei due nuovi documenti sulle osservazioni di JWST. In particolare, Trumbo, Villanueva e i loro colleghi volevano capire se i depositi di anidride carbonica sulla superficie di Europa provenissero da riserve del composto disciolte nelle acque scure dell’oceano sotto la superficie, che si trova tra il ghiaccio sovrastante e il centro roccioso della luna. Questo scenario segnerebbe un’altra somiglianza tra l’oceano di Europa e le sorgenti idrotermali nelle profondità della Terra, dove alcuni scienziati ritengono sia nata la vita sul nostro pianeta.

“Guardate il nostro oceano: contiene molta CO₂ disciolta”, afferma Bonnie Buratti, planetologa al Jet Propulsion Laboratory della NASA. Buratti è vice project scientist della missione Europa Clipper della NASA, che dovrebbe esplorare la luna ghiacciata negli anni 2030, e non è stata coinvolta in alcuna delle due nuove ricerche. Entrambi i lavori, in cui gruppi diversi analizzano in modo indipendente gli stessi dati del JWST, hanno rilevato segnali spettrali particolarmente forti di CO₂ nella Tara Regio, una regione di Europa disseminata di un insieme disordinato di caratteristiche paesaggistiche che gli scienziati hanno soprannominato “zona caotica” (chaos terrain).

“È esattamente quello che sembra. È caotico”, afferma Emily Martin, geologa planetaria del National Air and Space Museum, non coinvolta in alcuno dei nuovi studi. “Quello che pensiamo stia accadendo, quando si parla di terreno caotico, è che a un certo punto la superficie si sia riscaldata abbastanza da frantumare queste piccole, in alcuni casi anche grandi, zattere di ghiaccio, in modo che l’intera Tara Regio sia costituita da pezzi di puzzle rotti che fluttuano in una matrice ghiacciata e fangosa ormai consolidata”, spiega. La zona caotica, osserva l’autrice, è “un ottimo indicatore di un luogo che si desidera esaminare più a lungo.” Il terreno caotico è particolarmente intrigante per gli astrobiologi perché il processo di formazione che si deduce dalla rottura e dal ricongelamento potrebbe portare l’acqua dall’interno di Europa fino alla superficie, consentendo un accesso e uno studio più facili. Il terreno caotico di Tara Regio è doppiamente interessante: le osservazioni del telescopio spaziale Hubble del 2017 hanno rivelato che nella regione si trova anche cloruro di sodio, il composto del comune sale da cucina, che presumibilmente proviene anch’esso da risalite di acqua dal sottosuolo.

“Le informazioni del JWST sono entusiasmanti perché ci dicono che il carbonio che vediamo sulla superficie di Europa e che possiamo studiare proviene dall’interno”, afferma Trumbo. “È una prova molto stringente, almeno, della presenza di carbonio nell’oceano.” Questa logica ha senso anche per Martin. “È un argomentazione davvero convincente per affermare che l’unicità geologica che osserviamo qui è probabilmente legata all’unicità nella composizione”, sottolinea.

Le nuove scoperte includono un elemento che potrebbe deludere. Alcune osservazioni degli ultimi anni hanno suggerito che, proprio come la luna ghiacciata di Saturno Encelado, anche Europa potrebbe proiettare nello spazio pennacchi di acqua salata, consentendo a sonde vicine di campionarla direttamente. Ma le prove di queste emissioni violente su Europa sono state molto più scarse che su Encelado, dove la sonda Cassini della NASA ha attraversato proprio un pennacchio nel 2008.

Ma nello sguardo di JWST su Europa, non ci sono prove evidenti della presenza di pennacchi. Questo risultato nullo non significa necessariamente che non esistano pennacchi, potrebbero anche essere sporadici o più piccoli del previsto, ma è ben lontano dal rilevamento definitivo che gli scienziati avrebbero sperato. “Di certo non possiamo dire che i pennacchi esistano o meno su questo oggetto perché abbiamo solo una misurazione specifica fatta ora; e in quel particolare momento non abbiamo visto il pennacchio”, commenta Villanueva.

Le nuove scoperte sono solo l’inizio di una nuova attenzione per Europa. Trumbo e i suoi colleghi si sono già aggiudicati un tempo di osservazione al JWST per rivisitare la luna ghiacciata, e questa volta lasceranno che lo sguardo del telescopio si soffermi abbastanza a lungo per ottenere una visione dell’intera superficie di Europa. Per quanto spettacolari si riveleranno, le osservazioni di JWST saranno presto superate da altre molto più vicine e intime. La missione dell’Agenzia spaziale europea Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) è stata lanciata questa primavera e arriverà nel sistema di Giove nel 2031; durante la sua missione effettuerà due passaggi ravvicinati di Europa.

Europa Clipper della NASA, a cui lavora Buratti, sarà lanciato nell’ottobre 2024 e, a partire dal 2031, effettuerà quasi 50 sorvoli della misteriosa luna ghiacciata di Giove. Buratti afferma che, sebbene la traiettoria di base di Clipper sia stata stabilita, c’è ancora tempo per mettere a punto il suo piano di osservazione per ottenere il massimo dei dati scientifici da qualsiasi passaggio ravvicinato di Tara Regio.

“Gli scienziati sono impegnati nel tentativo di ottimizzare le nostre osservazioni, quindi questo messaggio da JWST è un regalo”, conclude Buratti. “È davvero un dono.”