El hielo de Europa bajo el bombardeo de electrones exprés
La superficie de Europa es una armadura de hielo que es continuamente bombardeada por partículas cargadas de la magnetosfera de Júpiter. Los electrones chocan contra la red cristalina del hielo, pierden energía y desencadenan reacciones químicas. Antes no existía una herramienta que mostrara cuán profundamente perfora este bombardeo el hielo. Ahora ya existe.
Los autores tomaron el programa Geant4-DNA, que puede simular el paso de partículas a través de la materia, y lo adaptaron para trabajar con dos formas de hielo: amorfo (desordenado, como el vidrio) y hexagonal (el común, como en los copos de nieve terrestres). Para cada una calcularon cómo los electrones se dispersan y pierden energía. El resultado es un modelo de transporte listo para usar en simulaciones de Monte Carlo.
El modelo se aplicó a Europa. En el hemisferio posterior (el que mira hacia atrás en la órbita), los electrones llegan lentos. Entregan su energía en la capa superior de menos de un milímetro de espesor. En el hemisferio anterior, los electrones son rápidos y penetran decenas de centímetros. La diferencia es enorme: como entre una gota de lluvia sobre el asfalto y una bala que se hunde en la tierra.
Este panorama explica las observaciones: en el ecuador del hemisferio posterior, los productos de radiólisis (sustancias nacidas de la radiación) se acumulan en lentes. Los electrones lentos no les permiten ir a gran profundidad, y la química se concentra en la superficie. Ahora se pueden modelar no solo electrones, sino también iones y transformaciones químicas en hielo con impurezas, por ejemplo, con sales que dan al hielo de Europa su tono rojizo.
En el hemisferio posterior de Europa, la energía de los electrones se queda en una capa de menos de un milímetro, como si la corteza helada fuera lijada con papel de lija en lugar de ser perforada.