La luna ghiacciata di Giove, Europa, è stata a lungo considerata uno dei mondi più abitabili del Sistema Solare. Ora missione Juno ha campionato direttamente e in dettaglio per la prima volta la sua atmosfera. I risultati, pubblicati su Nature Astronomy, mostrano che la superficie ghiacciata di Europa produce meno ossigeno di quanto pensassimo. Ci sono molte ragioni per essere entusiasti della possibilità di trovare vita microbica su Europa. Le prove della missione Galileo hanno dimostrato che la Luna ha un oceano sotto la sua superficie ghiacciata contenente circa il doppio della quantità di acqua degli oceani terrestri. Inoltre, i modelli derivati dai dati di Europa mostrano che il suo fondale oceanico è in contatto con le rocce, consentendo interazioni chimiche acqua-roccia che producono energia, rendendolo il principale candidato per la vita. Le osservazioni al telescopio, nel frattempo, hanno rivelato un’atmosfera debole e ricca di ossigeno. Sembra anche che pennacchi d’acqua eruttino in modo intermittente dall’oceano. E ci sono alcune prove della presenza di elementi chimici di base sulla superficie – tra cui carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo – utilizzati dalla vita sulla Terra. Alcuni di questi potrebbero penetrare nell’acqua dall’atmosfera e dalla superficie.
Il riscaldamento di Europa e del suo oceano è in parte dovuto all’orbita della Luna attorno a Giove, che produce forze di marea per riscaldare un ambiente altrimenti gelido. Anche se Europa vanta tre ingredienti fondamentali per la vita – l’acqua, i giusti elementi chimici e una fonte di calore – non sappiamo ancora se c’è stato abbastanza tempo perché la vita si sviluppasse. L’altro candidato principale nel nostro sistema solare è Marte, l’obiettivo del rover Rosalind Franklin nel 2028. La vita potrebbe essere iniziata sul pianeta rosso nello stesso periodo in cui è avvenuta sulla Terra, ma poi probabilmente si è fermata a causa del cambiamento climatico. Un terzo candidato è Encelado, luna di Saturno, dove la missione Cassini-Huygens ha scoperto pennacchi d’acqua provenienti da un oceano salato sotterraneo, anch’esso in contatto con la roccia sul fondo dell’oceano. Titano è il secondo classificato al quarto posto, con la sua densa atmosfera di composti organici tra cui idrocarburi e toline, nati nell’alta atmosfera che poi galleggiano in superficie. La missione Juno vanta i migliori strumenti per particelle cariche inviati finora su Giove. Può misurare l’energia, la direzione e la composizione delle particelle cariche sulla superficie. Strumenti simili su Saturno e Titano hanno trovato lì la tolina (un tipo di sostanza organica). Ma hanno anche misurato particelle che suggerivano l’atmosfera delle lune di Saturno Rea e Dione, oltre a quelle di Titano ed Encelado. Queste particelle sono conosciute come ioni captanti. Le atmosfere planetarie sono costituite da particelle neutre, ma la parte superiore di un’atmosfera viene “ionizzata” (nel senso che perde elettroni) alla luce del sole e tramite collisioni con altre particelle, formando ioni (atomi carichi che hanno perso elettroni) ed elettroni liberi. Quando un plasma – un gas carico che costituisce il quarto stato della materia oltre quello solido, liquido e gassoso – scorre oltre un’atmosfera con ioni appena formati, disturba l’atmosfera con campi elettrici che possono accelerare i nuovi ioni – la prima parte di uno ione processo di ritiro.
Questi ioni captati poi si muovono a spirale attorno al campo magnetico del pianeta e di solito vengono persi dall’atmosfera, mentre alcuni colpiscono la superficie e vengono assorbiti. Il processo di raccolta ha liberato l’atmosfera marziana dalle particelle dopo la perdita del campo magnetico del pianeta rosso 3,8 miliardi di anni fa. Le nuove misurazioni mostrano segni rivelatori della raccolta di ossigeno molecolare e ioni idrogeno dalla superficie e dall’atmosfera. Alcuni di questi fuggono da Europa, mentre altri colpiscono la superficie ghiacciata aumentando la quantità di ossigeno sopra e sotto la superficie. Ciò conferma che l’ossigeno e l’idrogeno sono effettivamente i principali costituenti dell’atmosfera di Europa – in accordo con osservazioni remote. Tuttavia, le misurazioni implicano che la quantità di ossigeno prodotto – rilasciato dalla superficie nell’atmosfera – è solo di circa 12 kg al secondo, al limite inferiore delle stime precedenti, da circa 5 kg a 1.100 kg al secondo.
Tutto ciò indicherebbe che la superficie subisce pochissima erosione, solo 1,5 cm di superficie di Europa per milione di anni. Quindi Europa perde costantemente ossigeno a causa dei processi di prelievo. Che cosa significa questo per le sue possibilità di ospitare la vita? Parte dell’ossigeno intrappolato nella superficie potrebbe raggiungere l’oceano sotterraneo per nutrire la vita. Ma in base alla stima dello studio della perdita complessiva di ossigeno, questa dovrebbe essere inferiore ai 0,3-300 kg al secondo stimati in precedenza. Resta da vedere se questo tasso, registrato il 29 settembre 2022, sia normale. Forse non è rappresentativo dell’ossigeno complessivo sulla Luna. È possibile che l’eruzione dei pennacchi, la posizione orbitale e le condizioni a monte aumentino e diminuiscano la velocità rispettivamente in determinati momenti. La missione Europa Clipper della NASA, che sarà lanciata entro la fine dell’anno, e la missione Juice, che effettuerà due sorvoli ravvicinati di Europa nel suo percorso verso l’orbita di Ganimede, saranno in grado di seguire queste misurazioni e fornire molte più informazioni sull’abitabilità di Europa.
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