Nella scienza non è raro che una scoperta venga messa in discussione alla luce di nuove indagini. È il caso dei geyser di Europa, la luna ghiacciata di Giove, la cui rivelazione, fatta sulla base di osservazioni del telescopio spaziale Hubble, era stata annunciata nel 2013 sulle pagine della rivista Science dall’astrofisico Lorenz Roth e colleghi.
Nell’articolo che descriveva la scoperta, dal titolo “Transient Water Vapor at Europa’s South Pole”, i ricercatori parlavano di un segnale di emissione di idrogeno e ossigeno statisticamente significativo che si estendeva al di sopra dell’emisfero meridionale del satellite gioviano, compatibile con la presenza di pennacchi di vapore acqueo alti fino a 200 chilometri.
Un nuovo studio guidato dallo stesso Roth, oggi al Kth Royal Institute of Technology di Stoccolma, ha ora riesaminato i dati raccolti da Hubble, arrivando a una conclusione che rappresenta di fatto un dietrofront: secondo i ricercatori, le prove individuate tra il 2012 e il 2013 a sostegno dell’esistenza dei pennacchi sarebbero in realtà il risultato di errori di posizionamento delle immagini. Insomma, non ci sarebbe alcuna prova certa dell’esistenza di geyser attivi sulla luna.
Immagine composita realizzata a partire dai dati raccolti dalla sonda Galileo della Nasa alla fine degli anni Novanta che mostra la luna gioviana Europa. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
Nel nuovo lavoro, i cui risultati sono stati pubblicati questo mese su Astronomy & Astrophysics, gli scienziati hanno analizzato i dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble nel 1999 e tra il 2012 e il 2020. L’attenzione si è concentrata in particolare sulla rianalisi degli spettri di emissione ottenuti con lo strumento Stis (Space Telescope Imaging Spectrograph) alla ricerca delle righe di Lyman-alpha, linee spettrali corrispondenti a una specifica lunghezza d’onda nell’ultravioletto prodotte dall’emissione e dalla diffusione della luce da parte degli atomi di idrogeno.
L’esame di 23 set di immagini ha confermato l’esistenza di un’esosfera globale e persistente di idrogeno attorno a Europa, seppur con una densità quattro o cinque volte superiore alle stime precedenti. Tuttavia, contrariamente a quanto riportato nel 2013, il nuovo studio non ha rivelato emissioni localizzate prodotte dalla presenza di vapore acqueo (H2O), interpretate dai ricercatori come segnali dell’esistenza di pennacchi.
«La nostra rianalisi ha ridotto la confidenza iniziale del 99,9 per cento sull’esistenza dei pennacchi a meno del 90 per cento», sottolinea l’astrofisico Lorenz Roth. «Si tratta di un livello che non è più sufficiente a sostenere con certezza le conclusioni che avevamo avanzato all’epoca»
Secondo Kurt Retherford, ricercatore al Southwest Research Institute e coautore dello studio, i risultati del nuovo studio non escludono del tutto la presenza di pennacchi, ma non offrono più prove concrete a supporto della loro esistenza.
La discrepanza tra i risultati dei due lavori è legata principalmente a due fattori, spiegano i ricercatori. Il primo riguarda la precisione del posizionamento del disco di Europa sul rivelatore: la nuova analisi indica uno scostamento di circa 2 pixel lungo l’asse x e 1 pixel lungo l’asse y rispetto alle indagini del 2013, un errore apparentemente minimo, ma sufficiente a trasformare pixel luminosi in un falso segnale di emissione. Il secondo elemento chiave è l’inclusione nel nuovo studio dell’esosfera globale di idrogeno, identificata successivamente al 2013. Poiché questa esosfera produce un segnale omogeneo appena sopra il bordo della luna, includerla nel calcolo ha permesso di allineare meglio il modello ai dati reali, dimostrando che ciò che sembrava un “surplus” locale di emissione era in realtà parte di un’emissione globale più tenue.
Test condotti dai ricercatori utilizzando dati sintetici hanno mostrato inoltre che piccoli disallineamenti nel posizionamento del disco lunare sul rivelatore possono produrre falsi positivi con una significatività superiore a 4 sigma, rafforzando l’ipotesi che il segnale del 2013 fosse un artefatto, piuttosto che un fenomeno fisico reale come un pennacchio di vapore acqueo.
Dettaglio della superficie di Europa. Crediti: Nasa
«I “plumes” (o pennacchi) che si verificano su alcuni corpi del Sistema solare sono fenomeni molto interessanti, in quanto manifestano la fuoriuscita di liquidi che provengono dal sottosuolo», spiega a Media Inaf Giuseppe Piccioni, planetologo dell’Inaf Iaps di Roma non coinvolto nello studio pubblicato su A&A, esperto di missioni spaziali e co-principal investigator dello spettrometro Majis (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer) a bordo della sonda Juice dell’Esa, che abbiamo contattato per un commento. «La pistola fumante (o supposta tale) della loro scoperta su Europa è rappresentata da misure fatte da Roth e altri autori con il telescopio Hubble nel 2012. Questi dati, basati sulle osservazioni in luce ultravioletta prodotte dall’interazione tra il vapor d’acqua presente nel pennacchio e le radiazioni nel sistema di Giove, sono stati sempre abbastanza evanescenti, in quanto non confermati sistematicamente da altre osservazioni negli anni successivi».
«Questo recente articolo», continua Piccioni, «riconsidera le osservazioni sulla base di una valutazione più attenta dei possibili bias osservativi, che sono essenzialmente due: uno è l’attenuazione dell’atmosfera terrestre, che assorbe in modo diverso il segnale emesso dalle molecole a seconda della velocità relativa delle diverse zone di Europa (effetto doppler); l’altro è la posizione di Europa rispetto al piano del rivelatore del telescopio. Le nuove analisi di fatto escludono la presenza di pennacchi d’acqua sulla superficie della luna da tutte le osservazioni finora fatte. Tuttavia, ciò non significa che non ce ne siano, ma che servono ulteriori osservazioni per poterlo provare».
Nonostante queste nuove evidenze, l’interesse per Europa resta comunque altissimo, anche perché sotto la sua crosta ghiacciata si ritiene esista un vasto oceano di acqua salata, e le fratture superficiali potrebbero rappresentare punti di contatto tra l’interno e lo spazio esterno. In questo contesto, l’eventuale presenza di pennacchi offrirebbe una rara opportunità di studiare direttamente questo oceano senza dover attraversare lo spesso strato di ghiaccio. Le missioni spaziali Juice dell’Esa ed Europa Clipper della Nasa potranno risolvere il dilemma. Fino ad allora, l’esistenza dei pennacchi di Europa resta un’ipotesi affascinante ma ancora da dimostrare.
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Europa’s Lyman-α emissions from HST/STIS observations” di L. Roth, K. D. Retherford, S. R. Carberry Mogan, C. Grava, J. Saur, D. F. Strobel, M. Ivchenko, T. Becker, S. Joshi, S. Bergman, A. Blöcker, M. A. McGrath, F. Nimmo, L. Paganini, W. Pryor e J. R. Spencer