Desde que las primeras misiones espaciales exploraron el sistema joviano a finales de la década de 1970, los científicos saben que las grandes lunas de Júpiter son mundos profundamente distintos. Ío, el satélite más volcánicamente activo del sistema solar, aparece seco y sin rastro de hielo de agua. Europa, en cambio, está cubierta de hielo y se cree que alberga un océano global de agua líquida bajo su superficie. Un nuevo estudio internacional sostiene ahora que ese contraste no surgió con el paso del tiempo, sino que quedó definido desde el nacimiento de ambas lunas.
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La investigación, codirigida por la Universidad de Aix-Marsella y el Southwest Research Institute (SwRI), concluye que las diferencias entre Ío y Europa se establecieron durante su formación alrededor de Júpiter. Según el trabajo, publicado en The Astrophysical Journal, no fueron procesos evolutivos posteriores los que despojaron a Ío de su agua, sino que este satélite se formó a partir de materiales secos, mientras que Europa lo hizo a partir de componentes ricos en hielo.
“Ío y Europa son vecinos inmediatos en órbita alrededor de Júpiter, y sin embargo parecen provenir de familias completamente distintas”, afirmó el doctor Olivier Mousis, investigador de SwRI y segundo autor del estudio. “Nuestro trabajo muestra que este contraste no se escribió con el tiempo: ya estaba ahí desde el nacimiento”.
Dos hipótesis para explicar un contraste extremo
El equipo científico puso a prueba dos hipótesis principales para explicar la disparidad entre ambas lunas. La primera plantea que las condiciones extremas cercanas a Júpiter durante la formación de los satélites impidieron la preservación del hielo de agua, dejando a Ío privada de este componente desde el inicio. La segunda propone que Ío y Europa se formaron originalmente con cantidades similares de agua, pero que Ío la perdió más tarde a través de procesos de escape atmosférico y erosión.
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Para evaluar estas posibilidades, los investigadores reconstruyeron las primeras etapas de la evolución de Ío y Europa, partiendo del supuesto de que el agua de las lunas procedía de minerales hidratados incorporados durante su formación. Mediante un marco avanzado de modelado numérico, el estudio combinó la evolución térmica interna de las lunas con los procesos de pérdida de volátiles. El modelo tuvo en cuenta todas las fuentes principales de calor activas en el joven sistema joviano, como el calentamiento por acreción, la desintegración radiactiva, la disipación por mareas y la intensa radiación de Júpiter.
Disco circumplanetario de Júpiter. Foto:Southwest Research Institute
“Ío ha sido vista durante mucho tiempo como una luna que perdió su agua más tarde en su historia”, explicó Mousis. “Pero cuando ponemos a prueba esa idea, la física simplemente no coopera: Ío no puede deshacerse de su agua de una manera tan eficiente”.
Nacer seco o nacer húmedo
El análisis muestra que, incluso bajo condiciones extremas, Europa tampoco habría perdido su agua una vez formada. De este modo, los resultados indican que Ío y Europa ya eran fundamentalmente distintas desde su origen. Ío se habría formado a partir de materiales secos, mientras que Europa se habría acrecionado a partir de bloques constructivos ricos en hielo.
“La explicación más sencilla resulta ser la correcta”, señaló Mousis. “Ío nació seca, Europa nació húmeda, y ninguna cantidad de evolución tardía puede cambiar eso”.
Los modelos desarrollados en el estudio indican que el contraste composicional entre ambas lunas no es el resultado de procesos posteriores, sino el legado directo del entorno primordial que rodeaba a Júpiter en el momento de su formación. Estas conclusiones cuestionan la suposición sostenida durante décadas de que la alta densidad de Ío se debía a una pérdida masiva de volátiles tras su nacimiento.
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A partir de 2031, las misiones Europa Clipper de la Nasa y Juice de la Agencia Espacial Europea estudiarán en detalle las grandes lunas de Júpiter. Según los autores, los datos que aporten estas misiones permitirán poner a prueba las conclusiones del estudio. En particular, el muestreo de posibles penachos de hielo de agua que se espera que emanen de grietas en la superficie helada de Europa podría ofrecer claves sobre las condiciones tempranas del sistema joviano.
“Al analizar la actividad de los penachos y las huellas isotópicas del agua, estas misiones nos ayudarán a reconstruir las condiciones iniciales de la formación de las lunas de Júpiter”, concluyó Mousis.
REDACCIÓN CIENCIA
