Mille tonnellate d’ossigeno al giorno “fabbricate” da Europa

Gli scienziati della missione Juno della Nasa hanno stimato che il tasso di produzione di ossigeno sulla luna gioviana Europa è di circa 12 chilogrammi al secondo, molto meno di quanto si pensava precedentemente. Anche se questi valori sono sensibilmente inferiori del previsto, Europa genera circa 1.000 tonnellate di ossigeno ogni 24 ore, sufficienti a far respirare un milione di esseri umani per un giorno
di Maura Sandri   
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Gli scienziati della missione Juno della Nasa hanno calcolato che il tasso di produzione di ossigeno sulla luna gioviana Europa è considerevolmente inferiore rispetto a quanto indicato dalla maggior parte degli studi precedenti. Pubblicati il 4 marzo su Nature Astronomy, i risultati sono stati ottenuti misurando il degassamento dell’idrogeno dalla superficie della luna ghiacciata utilizzando i dati raccolti dallo strumento Jovian Auroral Distributions Experiment (Jade).

Gli autori dell’articolo stimano che la quantità di ossigeno prodotta sia di circa 12 chilogrammi al secondo. Le stime precedenti variavano da pochi chilogrammi a oltre 1.000 chilogrammi al secondo. Quindi, anche se questi nuovi valori sono sensibilmente inferiori di quanto si pensava, la luna gioviana genera circa 1.000 tonnellate di ossigeno ogni 24 ore, sufficienti a far respirare un milione di esseri umani per un giorno.

Con un diametro equatoriale di circa 3.100 chilometri, Europa è la quarta più grande delle 95 lune conosciute di Giove e la più piccola dei quattro satelliti galileiani. Gli scienziati pensano che sotto la sua crosta ghiacciata si nasconda un vasto oceano di acqua salata e sono curiosi di sapere se sotto la superficie esistano condizioni adatte alla vita.

Non è solo l’acqua ad attirare l’attenzione degli astrobiologi: anche la posizione della luna gioviana gioca un ruolo importante in termini di potenzialità biologiche. L’orbita di Europa la colloca proprio al centro della cintura di radiazioni del gigante gassoso. Le particelle cariche, o ionizzate, provenienti da Giove bombardano la sua superficie ghiacciata, scindendo le molecole d’acqua e generando ossigeno che potrebbe finire nell’oceano della luna. Ossigeno che potrebbe costituire una fonte di energia metabolica.

«Europa è come una palla di ghiaccio che perde lentamente acqua in un flusso. Solo che, in questo caso, il flusso è costituito da un fluido di particelle ionizzate trasportate intorno a Giove dal suo straordinario campo magnetico», spiega Jamey Szalay, scienziato di Jade dell’Università di Princeton nel New Jersey. «Quando queste particelle ionizzate impattano con Europa, rompono il ghiaccio d’acqua molecola per molecola sulla superficie per produrre idrogeno e ossigeno. In un certo senso, l’intero guscio di ghiaccio viene continuamente eroso da ondate di particelle cariche che si riversano su di esso».

Mentre Juno stava orbitando a meno di 354 chilometri da Europa, alle 23:36 del 29 settembre 2022, Jade ha identificato e misurato gli ioni di idrogeno e ossigeno creati dal bombardamento di particelle cariche e poi “raccolti” dal campo magnetico di Giove mentre passava accanto alla luna. «Quando la missione Galileo della Nasa ha sorvolato Europa, ci ha aperto gli occhi sulla complessa e dinamica interazione di Europa con il suo ambiente. Juno ha portato una nuova capacità di misurare direttamente la composizione delle particelle cariche rilasciate dall’atmosfera di Europa e non vedevamo l’ora di sbirciare ulteriormente dietro il sipario di questo emozionante mondo acquatico», racconta Szalay. «Ma non avevamo capito che le osservazioni di Juno ci avrebbero dato un vincolo così stretto sulla quantità di ossigeno prodotta sulla superficie ghiacciata di Europa».

Juno trasporta ben undici strumenti scientifici all’avanguardia progettati per studiare il sistema gioviano, tra cui nove sensori di particelle cariche e di onde elettromagnetiche per studiare la magnetosfera di Giove. «La nostra capacità di volare vicino ai satelliti galileiani durante la missione estesa ci ha permesso di iniziare ad affrontare un’ampia gamma di ricerche scientifiche, tra cui alcune opportunità uniche di contribuire all’indagine sull’abitabilità di Europa», dichiara Scott Bolton del Southwest Research Institute di San Antonio, principal investigator di Juno. «E non abbiamo ancora finito. Ci aspettano altri sorvoli della luna e la prima esplorazione dell’anello vicino di Giove, nonché della sua atmosfera polare».

La produzione di ossigeno è uno dei tanti aspetti che la missione Europa Clipper della Nasa analizzerà quando arriverà su Giove, nel 2030. La missione ha un sofisticato carico utile di nove strumenti scientifici per determinare se Europa presenta condizioni che potrebbero essere adatte alla vita.

Ora Bolton e il resto del team della missione Juno stanno puntando gli occhi su un altro mondo gioviano, la luna Io, ricca di vulcani. Il 9 aprile, la sonda si avvicinerà a circa 16.500 chilometri dalla sua superficie. I dati raccolti da Juno andranno ad aggiungersi ai risultati dei precedenti sorvoli di Io, tra cui due avvicinamenti estremamente ravvicinati di circa 1.500 chilometri il 30 dicembre 2023 e il 3 febbraio 2024