Veintisiete años entre la observación y el nuevo mapa
Galileo estudió Júpiter y sus lunas desde mediados de la década de 1990. Su fotopolarímetro-radiómetro, conocido como PPR, midió la radiación térmica emitida por Europa entre noviembre de 1996 y noviembre de 1999. El nuevo análisis no procede de una observación reciente: recupera esas mediciones históricas mediante modelos y técnicas de procesamiento más detallados.
Lauriane Lange y sus colaboradores seleccionaron 23 secuencias entre las 137 disponibles en el archivo de datos planetarios. Eliminaron observaciones contaminadas por partes de la nave, eclipses y geometrías desfavorables, y exigieron disponer de datos diurnos y nocturnos para cada posición. El conjunto final contiene 1.161.585 mediciones de temperatura.
El artículo publicado en Astronomy & Astrophysics genera celdas de 0,5 por 0,5 grados, equivalentes a unos 13,6 kilómetros en el ecuador. El mapa anterior comparable empleaba celdas de diez grados. La cobertura continúa limitada a cerca del 22 % de la superficie, pero la resolución permite examinar variaciones regionales que antes quedaban mezcladas.
Qué revela el modo en que el hielo se enfría
La inercia térmica expresa la resistencia de un material a cambiar de temperatura. Una superficie compacta y conductora almacena calor durante el día y lo libera lentamente durante la noche; otra formada por granos sueltos y espacios vacíos se calienta y enfría con mayor rapidez. El parámetro depende de la conductividad, la densidad y la capacidad del material para almacenar energía.
El equipo introdujo las temperaturas de Galileo en el modelo térmico KRC. Para cada región calculó simultáneamente el albedo de Bond —la fracción total de luz solar reflejada— y la inercia térmica. La rotación sincrónica de Europa dura aproximadamente 3,55 días terrestres, de modo que la superficie atraviesa ciclos prolongados de iluminación y oscuridad.
El albedo medio obtenido fue de 0,64, con una dispersión de 0,06. La inercia térmica media alcanzó 56 julios por metro cuadrado, kelvin y raíz de segundo, con una dispersión de 17. El valor es bajo frente a una placa sólida de hielo y resulta compatible con un regolito, nombre empleado para la capa de partículas sueltas que recubre un cuerpo planetario.
Una franja ecuatorial especialmente aislante
La región ecuatorial del hemisferio delantero —el lado que avanza en la órbita— presentó una inercia media de 39, con una dispersión de siete unidades. En latitudes medias del mismo hemisferio llegó a 56. El ecuador del hemisferio trasero alcanzó 63, diferencia que los autores relacionan probablemente con su composición y con la forma desigual en que recibe partículas magnetosféricas.
El hemisferio trasero contiene una mayor abundancia de materiales distintos del hielo de agua, entre ellos hidratos de ácido sulfúrico generados o modificados por la radiación. Esos componentes pueden cambiar la conductividad del conjunto granular. En el hemisferio delantero predomina una superficie más rica en hielo limpio y sometida a otra combinación de micrometeoritos e iones.
Las variaciones no siguieron con claridad la mayoría de las unidades geológicas cartografiadas. La principal excepción fue el material expulsado por el cráter Pwyll, que mostró una inercia elevada. Ese resultado puede indicar partículas más compactas, contactos más eficientes entre los granos o bloques de hielo relativamente grandes.
Granos separados por mucho espacio vacío
Los investigadores compararon los valores térmicos con modelos de conductividad de hielo poroso. Las combinaciones compatibles abarcan granos desde unos pocos micrómetros hasta varios centímetros. Un micrómetro es la milésima parte de un milímetro; el intervalo amplio refleja que el calor medido puede atravesar una mezcla de tamaños y no una capa uniforme.
La porosidad media mínima inferida para los primeros centímetros fue de 0,61, con una variación espacial aproximada de 0,1. Dicho de forma accesible, cerca de seis décimas partes del volumen podrían corresponder a huecos entre partículas en el modelo preferido. El intervalo de confianza del 95 % se extiende aproximadamente entre 0,36 y 0,76, por lo que no debe interpretarse el promedio como una medida exacta de cada lugar.
Observaciones milimétricas del radiotelescopio ALMA habían calculado una porosidad de 0,52 más abajo, a profundidades próximas a 10–20 centímetros. Mediciones ópticas sugieren valores aún mayores en los primeros micrómetros. En conjunto, las investigaciones apuntan a una superficie extremadamente esponjosa arriba y progresivamente más unida a medida que aumenta la profundidad.
Partículas que destruyen y vuelven a unir el hielo
Europa orbita dentro de la magnetosfera de Júpiter, una región cargada de electrones e iones energéticos. El bombardeo puede expulsar moléculas de la superficie mediante un proceso llamado sputtering o pulverización catódica. Parte del material liberado vuelve a depositarse y puede contribuir a unir los granos, fenómeno conocido como sinterización.
La distribución térmica mostró una correlación de aproximadamente 0,67 con los flujos modelados de iones de oxígeno y azufre. El resultado sugiere que la pulverización impulsada por iones participa en el crecimiento o unión de los granos. Es una asociación espacial, no una observación directa del proceso; los autores piden simulaciones y experimentos de laboratorio para comprobar su eficacia.
El equipo no encontró en Europa una franja ecuatorial de alta inercia comparable a la anomalía con forma de “Pac-Man” observada en algunas lunas de Saturno. Esa ausencia debilita la hipótesis de una sinterización dominada por electrones. Otra posibilidad es que los gradientes de temperatura transporten vapor entre poros y hagan crecer cristales a cierta profundidad.
Temperaturas extremas sin necesidad de nuevos focos calientes
El modelo sitúa las temperaturas superficiales entre unos 67,5 y 148 kelvin, equivalentes aproximadamente a entre –205,7 y –125,2 grados Celsius. Las noches oscilarían entre 67,5 y 93 kelvin, mientras los máximos diurnos llegarían a 148. Las diferencias dependen del albedo, la latitud y la capacidad de cada región para retener calor.
Las mediciones pueden explicarse sin introducir una fuente interna adicional de calor. Esto no demuestra que Europa sea geológicamente inactiva ni descarta un océano bajo el hielo. Significa únicamente que las variaciones térmicas estudiadas no exigen puntos calientes endógenos para ajustarse al modelo.
Entre las limitaciones figuran la cobertura parcial, la resolución original cercana a cien kilómetros de cada medición antes del procesamiento y la mezcla de terrenos dentro de un mismo campo de visión. El modelo supone además propiedades relativamente uniformes con la profundidad. Una capa aislante existe, pero los datos favorecen que sea gradual o inferior a un milímetro antes de dar paso a material de mayor inercia.
Una referencia para las misiones que se aproximan
Europa Clipper, lanzada el 14 de octubre de 2024, llegará a Júpiter en abril de 2030 y realizará 49 sobrevuelos de Europa, según la información actualizada de la NASA. Su instrumento E-THEMIS medirá la emisión térmica y podrá comprobar a mayor resolución si las regiones inferidas mediante Galileo presentan mezclas, estratos o anomalías locales.
La misión Juice de la Agencia Espacial Europea llegará al sistema joviano en 2031. La ESA prevé dos sobrevuelos de Europa en julio de 2032, con aproximaciones de unos 400 kilómetros, para estudiar su geología, composición y subsuelo.
El nuevo mapa funciona así como una línea de referencia para dos misiones que observarán una superficie transformada continuamente por luz, radiación, impactos y temperaturas extremas. Su principal conclusión no es la detección de actividad repentina, sino la caracterización de una piel helada sorprendentemente porosa y espacialmente desigual.
