Explicación al peróxido de hidrógeno en la luna helada Europa
Científicos del SwRI (Southwest Research Institute) realizaron experimentos de laboratorio para resolver el misterio sobre el origen del peróxido de hidrógeno congelado en Europa, la luna helada de Júpiter.
Sus resultados, publicados en la revista Planetary Science Journal, podrían ayudar a explicar las desconcertantes observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST), según los autores.
Los científicos que analizaron los datos del telescopio observaron niveles elevados de peróxido de hidrógeno en Europa en zonas inesperadas. Décadas de estudios de laboratorio sugirieron que las concentraciones más altas de peróxido de hidrógeno residirían en las regiones polares más frías, pero el JWST reveló lo contrario: las concentraciones más altas de peróxido se encontraban en el terreno caótico ecuatorial más cálido, conocido como Tara Regio.
Este enigma inspiró a Bereket Mamo, estudiante de posgrado de la Universidad de Texas en San Antonio y contratista del SwRI, a presentar una propuesta a la NASA para una serie de experimentos que investigaran el misterio. Recibió una beca de la NASA para financiar la investigación en el Centro de Astrofísica de Laboratorio y Experimentos Científicos Espaciales (CLASSE) del SwRI.
Mamo y sus colegas observaron que los terrenos caóticos con peróxido de hidrógeno mejorado también mostraron niveles elevados de dióxido de carbono (CO2). Los científicos creen que el CO2 podría estar asomando a través de grietas en la corteza de hielo desde un presunto océano líquido subterráneo.
SIMULAR EUROPA EN UNA CÁMARA DE VACÍO
"Simulamos el entorno superficial de Europa dentro de una cámara de vacío depositando hielo de agua mezclado con CO2", explicó Mamo. "Luego irradiamos esta mezcla de hielo con electrones energéticos para observar cómo cambiaba la producción de peróxido".
Los experimentos del SwRI demostraron que trazas de CO2 en el hielo de agua pueden aumentar significativamente la producción de peróxido de hidrógeno a las temperaturas presentes en la superficie de Europa, lo que ayuda a explicar las nuevas observaciones del JWST.
El Dr. Ujjwal Raut, director del programa de la Sección de Ciencias Planetarias del SwRI y asesor de Mamo, afirmó que un factor clave que impulsa su investigación es evaluar la habitabilidad potencial de Europa. La presencia de un aumento de peróxido de hidrógeno en una región con evidencia de CO2, cloruro de sodio y otras especies de interés resulta intrigante.
Según Raut, este hallazgo sugiere un ciclo químico en el que los materiales que ascienden a la superficie helada de Europa desde un océano subterráneo se irradian, creando potencial químico en forma de oxidantes como el peróxido de hidrógeno. Estos oxidantes pueden reciclarse de vuelta al océano a lo largo de escalas de tiempo geológicas, donde pueden reaccionar con reductores provenientes del lecho marino de Europa para liberar energía química posiblemente capaz de sustentar la vida.
"La síntesis de oxidantes como el peróxido de hidrógeno en la superficie de Europa es importante desde un punto de vista astrobiológico", afirmó Richard Cartwright, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins y coautor del artículo. De hecho, una misión completa de la NASA, Europa Clipper, se dirige ahora mismo al sistema joviano para explorar la luna helada y ayudarnos a comprender la habitabilidad de Europa.
"Nuestros experimentos proporcionan pistas para comprender mejor las observaciones de Europa realizadas por el JWST y sirven de preludio a las próximas investigaciones a corta distancia de Europa Clipper y la sonda espacial JUICE de la ESA", añadió Cartwright.
"Cuando se tiene una fuente de carbono del interior, como la de un océano interior como el de Europa, y se combina con la energía procedente de la magnetosfera, se producen nuevas especies en la superficie, como peróxido de hidrógeno y otros compuestos orgánicos, que almacenan energía química", afirma el Dr. Ben Teolis, científico planetario del SwRI y otro coautor del artículo.
"La energía química es importante porque es un ingrediente necesario para los mundos oceánicos oscuros habitables donde no brilla el sol".
Estos hallazgos ofrecen una explicación plausible de la desconcertante distribución del peróxido de hidrógeno en Europa. También tienen implicaciones para comprender su existencia en otros cuerpos helados, como Ganímedes, la luna de Júpiter, y Caronte, la luna de Plutón, donde se ha detectado junto con el CO2.
