Las lunas heladas de Júpiter, un nuevo horizonte para la búsqueda de vida extraterrestre

Hoy, se sabe que debajo de la capa de hielo se mueven enormes océanos de agua líquida en las lunas de Júpiter y Saturno, dos ámbitos propicios para la emergencia de la vida. Esos entornos, tan alejados del Sol que los astrónomos los habían excluido por mucho tiempo de las zonas habitables del sistema solar, son los próximos objetivos de la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA).

Fueron justamente los descubrimientos aportados por las sondas Galileo en 1995 y Cassini en 2004 que orbitaron Júpiter y Saturno, respectivamente, los que estimularon el interés de los científicos y decidió a las dos agencias espaciales a explorar los satélites de ambos gigantes, conocidos como planetas exteriores, o bien planetas jovianos.

"Hasta hace poco tiempo, la exploración terminaba en Marte", explica la astrofísica Athéna Coustenis, una de las responsables científicas de la sonda europea Explorador de las Lunas Heladas de Júpiter (JUICE, por sus siglas en inglés), misión que tendrá como objetivo central Ganímedes. El proyecto, al igual que la sonda Europa Clipper de la NASA que pondrá el foco en Europa, promete abrir un nuevo capítulo en la búsqueda de vida en el sistema solar.

El explorador de la ESA está previsto que parta hoy desde la Guayana Francesa a bordo de un cohete Ariane 5, el mismo que desplegó el telescopio espacial James Webb de la NASA en 2021. "Es la primera vez que vamos a explorar hábitats más allá de la línea de hielo, allí donde el agua líquida ya no puede existir en la superficie", explica Nicolas Altobelli, responsable de JUICE en el gigante de la industria aeroespacial Airbus, la compañía que concibió la sonda.

El principal atractivo de estos satélites del mayor planeta del sistema de solar son los océanos de agua líquida que esconde bajo su superficie congelada. La sonda debería llegar en 2034 a la órbita de Ganímedes, la mayor luna del sistema solar y la única que dispone de su propio campo magnético para protegerlo de las radiaciones. Según los científicos, características que sugieren un entorno estable, condición excluyente para la emergencia de vida y su mantenimiento.

"No solo se trata de que aparezca vida, sino de que sea posible en el tiempo", explica Coustenis, investigadora del Laboratorio de Estudios Espaciales y de Instrumentación en Astrofísica (LESIA) del Observatorio de París. “A diferencia de las misiones a Marte, que rastrean restos de una vida hoy desaparecida, la exploración de las lunas heladas buscará ambientes todavía habitables, lo que no ocurre en el planeta rojo”, agrega la especialista.

La habitabilidad requiere también de una fuente de energía. Sin embargo, en las temperaturas heladas del entorno de Júpiter, la energía no procede del Sol sino de la gravedad que el enorme planeta ejerce en sus satélites con "efectos de mareas" parecidos a los que ocurren por la interacción de la Tierra y su luna. “Este fenómeno permite disipar el calor en el interior de las lunas y mantener el agua en estado líquido", explica Francis Rocard, planetólogo del Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES), con sede en París.

Carole Larigauderie, jefe del proyecto JUICE en el CNES, describe como “gigantesco” el océano de Ganímedes, encajado bajo espesas capas de hielo y de varias decenas de kilómetros de profundidad. "En la Tierra encontramos formas de vida en el fondo de los abismos marinos", apunta Larigauderie con relación a algunos ecosistemas en los que no llega la luz del sol, pero incluso así son habitados por microorganismos, como bacterias y microorganismos unicelulares sin núcleo.

Por lo pronto, la misión JUICE tiene como un primer objetivo confirmar que Europa y Ganímedes tienen océanos subterráneos candidatos a albergar vida. La sonda, una vez lanzada, desplegará sus paneles solares, antenas y otros instrumentos, y comenzará su viaje hacia Júpiter. Antes de lanzarse a una travesía de 8 años para cubrir una distancia de casi 900 millones de kilómetros, realizará tres sobrevuelos a la Tierra y uno a Venus, utilizando las ayudas gravitatorias de ambos planetas.

Según los cálculos, en julio de 2031, el JUICE debería estar en la órbita de Júpiter hasta el final de su misión en 2035. Durante ese período realizará varios sobrevuelos de sus lunas y un año antes de terminar la exploración llegará a  Ganímedes para convertirse en la primera nave que ingrese en la órbita de la luna de otro planeta del sistema solar. Adicionalmente, los científicos esperan que los datos aportados mejoren lo que se conoce de Júpiter como arquetipo de otros gigantes gaseosos del universo.

En la actualidad, los científicos saben que la atmósfera, el magnetismo, las lunas y los anillos polvorientos de Júpiter interactúan entre sí en un sistema complejo. Sin embargo, no se conoce cómo funcionan estos componentes. De allí que la misión estudiará la química, la estructura, la dinámica, la meteorología y el clima del planeta, lo que permitiría saber cómo funciona una atmósfera sin un planeta sólido debajo, un paso esencial para comprender bajo qué condiciones podrían existir lugares habitables en sistemas similares al de Júpiter.

La expectativa de los astrofísicos es que la órbita a 500 kilómetros de la superficie de Ganímedes permite estudiar tanto la actividad pasada como la presente del océano oculto bajo el caparazón helado. Una vez estabilizado, el JUICE buscará rastros biológicos en las bolsas de agua y en el vapor de agua que el planeta expulsa hacia el espacio. La misión, además, realizará 21 sobrevuelos a Calisto, otras de las lunas de Júpiter, uno de ellos a escasos 200 kilómetros de su superficie.

Las estimaciones preliminares señalan que Ganimedes, Calisto y Europa albergan una inmensa cantidad de agua, que podría ser hasta seis veces superior al volumen de los océanos de la Tierra. JUICE, además, buscará confirmar los datos recogidos por misiones anteriores con relación a la actividad geológica pasada y presente de las tres lunas mediante 10 instrumentos  con los que analizará el campo gravitatorio de Ganímedes y la extensión de sus océanos; además de la estructura de la ionosfera de Júpiter y sus satélites.

Por lo pronto, dos de los equipos despierten el mayor entusiasmo de los expertos. Uno de ellos es un espectrómetro de imágenes visibles e infrarrojas que estudiará las características de las nubes del planeta, caracterizará el hielo y determinará qué minerales hay en la superficie de las lunas. El otro es un magnetómetro que permitirá examinar los océanos subterráneos. El JUICE también utilizará un radar, un espectrógrafo de imágenes ultravioletas, un sistema de cámaras ópticas y un altímetro láser para realizar diversas mediciones.

"El objetivo central es responder a la pregunta si el océano de Ganímedes contiene vida", explica Coustenis. Para ello, precisa la experta, sería necesario, por ejemplo, que el océano pueda absorber componentes depositados en su superficie para disolverlos después en el agua. Con ese objetivo, los instrumentos de JUICE inspeccionarán el océano desde todos los ángulos posibles para evaluar su profundidad, la distancia de la superficie y, según se espera, también su composición.

La misión es la primera que envía una nave espacial a Júpiter desde Juno, que orbita el planeta desde 2016, tras haber sido lanzada en 2011, y precede a la Europa Clipper de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para 2024 y se espera que arribe a Europa casi al mismo tiempo que la sonda JUICE para pasar cinco años estudiándola. Dos misiones que los científicos definen como complementarias.

Si se demuestra que Ganímedes cumple todos los requisitos para albergar vida, “el siguiente paso lógico sería enviar un módulo de aterrizaje”, se entusiasma Cyril Cavel, director de JUICE en la división Defensa & Espacio del gigante Airbus. "Eso forma parte del sueño, pero todavía no del proyecto”, agrega Cavel.

(Con información de AFP, NASA y ESA)