"Abbiamo molte domande su Europa, la più importante e difficile è: c'è vita? Ecco perché ricerche come questa sono importanti, perché possono chiarire definitivamente se Europa è abitabile", ha detto Curt Niebur, scienziato del programma Outer Planets Program presso la sede della NASA a Washington.

Per più di un decennio gli scienziati hanno cercato di capire la natura del materiale scuro che ricopre le lunghe fratture lineari che corrono sulla superficie della luna. Associato a terreni giovani, si riteneva che potesse provenire dall'interno ma con i pochi dati a disposizione, la sua composizione è rimasta fino ad oggi un mistero.

Una certezza è che Europa è immersa nella radiazione creata dall'enorme campo magnetico di Giove. Elettroni e ioni collidono sulla sua superficie con la stessa intensità propria di un acceleratore di particelle. Alcune teorie, perciò, ritenevano che il materiale scuro facesse parte di un processo dovuto a questa radiazione. Precedenti studi, invece, basati sui dati della sonda Galileo e quelli rilevati dai telescopi, ritenevano che fosse un composto contenente zolfo e magnesio.

Ora, però, Kevin Hand, autore principale dello studio, e Robert Carlson, entrambi del JPL, hanno simulato una patch della superficie di Europa in laboratorio, quella che il team stesso ha soprannominato "Europa in barattolo" ("Europa-in-a-can"), per testare le possibili sostanze candidate. Per ogni materiale hanno raccolto i relativi spettri, ossia la loro impronta chimica codificata nella luce riflessa.

Europa-in-a-can

Europa-in-a-can - Credits: NASA/JPL-Caltech

"I parametri impostati in laboratorio imitano le condizioni sulla superficie di Europa in termini di temperatura, pressione e esposizione alle radiazioni", ha detto Hand. "Gli spettri di questi materiali possono essere confrontati con quelli raccolti dai veicoli spaziali e dai telescopi", ha spiegato.

Nella camera sotto vuoto, alla temperatura di -173 gradi Celsius, la squadra ha testato campioni di sale comune (cloruro di sodio), insieme con miscele di sale e acqua, il tutto bombardato con un fascio di elettroni per simulare l'intensa radiazione sulla superficie della luna.
Dopo poche decine di ore di esposizione a questo ambiente estremo, che corrispondono ad un secolo su Europa, i campioni di sale, inizialmente bianchi come quello che usiamo in cucina, avevano assunto un colore un colore giallo-marrone, proprio come quello che riveste le fratture della luna, mostrando una forte somiglianza con gli spettri ripresi dalla missione Galileo.

Un campione di sale all'interno di una camera di prova JPL.

Un campione di sale all'interno di una camera di prova JPL
Credits: NASA/JPL-Caltech

Dopo decine di ore di esposizione a condizioni simili a quelle sulla superficie di Europa, i campioni di cloruro di sodio hanno assunto un colore bruno-giallastro.

Dopo decine di ore di esposizione a condizioni simili a quelle sulla superficie di Europa, i campioni di cloruro di sodio hanno assunto un colore bruno-giallastro.
Credits: NASA / JPL-Caltech

La squadra ha anche notato che più il sale veniva esposto a radiazioni e più scuro era il colore risultante. Questo dato potrebbe perciò essere utilizzato per datare le caratteristiche geologiche della luna.

Un campione di sale di colore marrone dopo una lunga esposizione a radiazioni.

Un campione di sale di colore marrone dopo una lunga esposizione a radiazioni.
Credits: NASA / JPL-Caltech

Lo studio è stato accettato per la pubblicazione dalla rivista Geophysical Research Letters.

Europa's surface color suggests an ocean rich with sodium chloride [abstract]

The composition of Europa's surface may be representative of the subsurface ocean, however, considerable debate persists regarding the endogenous or exogenous nature of a hydrated sulfate feature on Europa. Direct evidence of oceanic salts on Europa's surface has been largely inconclusive. We show that the observed color within geologically young features on Europa's surface can be explained by sodium chloride delivered from the ocean below. We find that sodium chloride, when exposed to Europa surface conditions, accumulates electrons in F- and M-centers, yielding a yellow-brown discoloration comparable to Europa's surface. Irradiation of sodium chloride from Europa's ocean thus provides a simple and elegant solution to the color of the non-ice material observed on Europa. This evidence for endogenous salts suggests that Europa's ocean is interacting with a silicate seafloor, a critical consideration for assessing habitability.

Press release:
http://www.nasa.gov/press-release/nasa-research-reveals-europas-mystery-dark-material-could-be-sea-salt