Dos décadas de observaciones del telescopio espacial Hubble permitieron descubrir evidencias de la presencia de vapor de agua en la delgada atmósfera de Ganímedes, luna helada de Júpiter.

Es la luna más grande del Sistema Solar, y se cree que contiene más agua que todos los océanos de la Tierra. Pero se registran temperaturas tan bajas que el agua de la superficie se congela, y se sugiere que el océano líquido se encuentra a unos 160 kilómetros por debajo de la corteza de hielo.

Al mismo tiempo, lo más probable es que el vapor de agua descubierto no provenga de ese océano subterráneo. Los científicos consideran que es el hielo de la superficie de la luna el que está liberando el vapor. Es decir, se forma cuando el hielo de la superficie pasa de estado sólido directamente al gaseoso.

El descubrimiento contribuye a una comprensión más completa de la atmósfera de Ganímedes, donde anteriormente solo se habían encontrado indicios de oxígeno.

"Hasta ahora solo se había observado el oxígeno molecular [en la atmósfera de Ganímedes]. Este se produce cuando las partículas cargadas erosionan la superficie del hielo. El vapor de agua que medimos ahora se origina en la llamada sublimación del hielo causada por el escape térmico del vapor de agua de las regiones heladas cálidas", explica Lorenz Roth del Real Instituto de Tecnología en Estocolmo, Suecia.

En 1998, el espectrógrafo de Hubble tomó las primeras imágenes ultravioleta de Ganímedes, que revelaron la presencia de oxígeno molecular y proporcionaron más evidencia de que la luna tiene un campo magnético débil.

Ganímedes mostró bandas de auroras que son algo similares a los óvalos de auroras observados en la Tierra y otros planetas con campos magnéticos. No obstante, algunas características observadas no coincidieron con las emisiones esperadas de una atmósfera de oxígeno puro, por lo que los científicos sugirieron que esta diferencia estaría relacionada con concentraciones más altas de oxígeno atómico.

Entonces, Roth y su equipo analizaron los archivos de datos reunidos por Hubble para medir la cantidad de oxígeno atómico y descubrieron que apenas había oxígeno atómico en la atmósfera de este mundo helado. Así, los científicos encontraron otra explicación para estas discrepancias: la temperatura de la superficie de Ganímedes varía mucho a lo largo del día, y alrededor del mediodía cerca del ecuador puede calentarse lo suficiente como para que la superficie del hielo libere (o sublime) pequeñas cantidades de moléculas de agua.

El nuevo análisis encontró que las diferencias en la aurora ultravioleta se correlacionan con el calentamiento la superficie de Ganímedes durante el día, exactamente cuando el vapor de agua se liberaría en la atmósfera. Los resultados de la nueva investigación fueron publicados en la revista Nature Astronomy.

Según Roth, los nuevos hallazgos sobre Ganímedes pueden aportar una información valiosa para la próxima misión de la ESA, JUICE, que se dedicará a las observaciones detalladas de Júpiter y de tres de sus lunas más grandes. El lanzamiento de la misión está previsto para 2022 y su llegada a Júpiter en 2029. Ganímedes fue seleccionado para una investigación detallada porque representa un laboratorio natural para el análisis de la naturaleza, la evolución y la habitabilidad potencial de los mundos helados.