O telescópio espacial James Webb da NASA usará seus recursos de infravermelho para estudar os "mundos oceânicos" da lua de Júpiter, Europa, e da lua de Saturno, Enceladus, somando-se às observações feitas anteriormente pelos orbitadores Galileo e Cassini da NASA. As observações do telescópio Webb também podem ajudar a guiar futuras missões às luas geladas.

Europa e Enceladus estão na lista de alvos do telescópio Webb escolhidos por observadores de tempo garantido, cientistas que ajudaram a desenvolver o telescópio e assim ficaram entre os primeiros a usá-lo para observar o universo. Um dos objetivos científicos do telescópio é estudar planetas que podem ajudar a esclarecer as origens da vida, mas isso não significa apenas exoplanetas; Webb também ajudará a desvendar os mistérios ainda mantidos por objetos em nosso próprio sistema solar (de Marte para fora).

Geronimo Villanueva, um cientista planetário do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, é o principal cientista na observação do telescópio Webb de Europa e Enceladus. Sua equipe faz parte de um esforço maior para estudar nosso sistema solar com o telescópio, liderado pela astrônoma Heidi Hammel, o vice-presidente executivo da Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia (AURA). A NASA selecionou Hammel como cientista interdisciplinar para Webb em 2002.

De particular interesse para os cientistas são as plumas de água que rompem a superfície de Enceladus e Europa, e que contêm uma mistura de vapor d'água e produtos químicos orgânicos simples. Missões Cassini-Huygens e Galileo da NASA, e o telescópio espacial Hubble da NASA, evidências coletadas anteriormente de que esses jatos são o resultado de processos geológicos que aquecem grandes oceanos subterrâneos. "Escolhemos essas duas luas por causa de seu potencial para exibir assinaturas químicas de interesse astrobiológico, "disse Hammel.

Villanueva e sua equipe planejam usar a câmera infravermelha de Webb (NIRCam) para tirar imagens de alta resolução da Europa, que eles usarão para estudar sua superfície e procurar por regiões superficiais quentes indicativas de atividade da pluma e processos geológicos ativos. Depois de localizar uma pluma, eles usarão o espectrógrafo de infravermelho próximo de Webb (NIRSpec) e o instrumento de infravermelho médio (MIRI) para analisar espectroscopicamente a composição da pluma.

As observações do telescópio Webb podem ser particularmente reveladoras para as plumas na Europa, cuja composição permanece em grande parte um mistério. "Eles são feitos de gelo de água? O vapor de água quente está sendo liberado? Qual é a temperatura das regiões ativas e a água emitida?" questionou Villanueva. "As medições do telescópio Webb nos permitirão abordar essas questões com exatidão e precisão sem precedentes."

Para Encélado, Villanueva explicou que, como essa lua é quase 10 vezes menor do que Europa, vista do telescópio Webb, imagens de alta resolução de sua superfície não serão possíveis. Contudo, o telescópio ainda pode analisar a composição molecular das plumas de Enceladus e realizar uma ampla análise de suas características de superfície. Muito do terreno da lua já foi mapeado pelo orbitador Cassini da NASA, que passou cerca de 13 anos estudando Saturno e seus satélites.

Villanueva alertou que, embora ele e sua equipe planejem usar o NIRSpec para pesquisar assinaturas orgânicas (como metano, metanol, e etano) nas plumas de ambas as luas, não há garantia de que a equipe será capaz de cronometrar as observações do telescópio Webb para capturar uma das emissões intermitentes, nem que as emissões tenham uma composição orgânica significativa. "Só esperamos detecções se as plumas forem particularmente ativas e ricas em orgânicos, "disse Villanueva.

A evidência de vida nas plumas pode ser ainda mais elusiva. Villanueva explicou que, embora o desequilíbrio químico nas plumas (uma abundância ou escassez inesperada de certos produtos químicos) possa ser um sinal dos processos naturais da vida microbiana, também pode ser causado por processos geológicos naturais.

Embora o telescópio Webb possa ser incapaz de responder concretamente se os oceanos subterrâneos das luas contêm vida, Villanueva disse que será capaz de localizar e caracterizar melhor as regiões ativas das luas que podem merecer um estudo mais aprofundado. Missões futuras, como Europa Clipper da NASA, cujo objetivo principal é determinar se Europa é habitável, poderia usar os dados de Webb para definir locais privilegiados para observação.

O Telescópio Espacial James Webb é o complemento científico do Telescópio Espacial Hubble da NASA. Será o telescópio espacial mais poderoso já construído. Webb é um projeto internacional liderado pela NASA com seus parceiros, ESA (Agência Espacial Europeia) e Agência Espacial Canadiana.