1-pia17659-europa-1041 Ta ilustracja przedstawia pióropusz pary wodnej, która potencjalnie może być emitowana z lodowej powierzchni księżyca Jowisza, Europy. Nowe badania rzucają światło na to, co pióropusze, jeśli istnieją, mogą ujawnić o jeziorach, które mogą znajdować się w skorupie księżyca.
Źródło: NASA/ESA/K. Retherford/SWRI

Nowe badania stawiają hipotezę, którą  Europa Clipper NASA może przetestować: wszelkie pióropusze gazu lub aktywność wulkaniczna na powierzchni księżyca Jowisza są spowodowane przez płytkie jeziora w jego lodowej skorupie.

W poszukiwaniu życia poza Ziemią, podpowierzchniowe zbiorniki wodne na  zewnętrznych planetach Układu Słonecznego są jednymi z najważniejszych celów. Dlatego NASA wysyła sondę Europa Clipper na księżyc Jowisza, Europę: istnieją mocne dowody na to, że pod grubą lodową skorupą księżyc kryje globalny ocean, który potencjalnie może nadawać się do zamieszkania.

Ale naukowcy uważają, że ocean nie jest jedyną wodą na Europie . Opierając się na obserwacjach z orbitera NASA Galileo, naukowcy są przekonani, że zbiorniki słonej cieczy mogą znajdować się wewnątrz lodowej powłoki księżyca – niektóre z nich blisko powierzchni lodu, a niektóre wiele kilometrów głębiej.

Im więcej naukowcy zrozumieją o wodzie, którą może skrywać Europa, tym bardziej prawdopodobne jest, że będą wiedzieć, gdzie jej szukać, gdy NASA wyśle ​​Europa Clipper’a w 2024 r. w celu przeprowadzenia szczegółowych badań. Statek okrąży Jowisza i użyje zestawu wyrafinowanych instrumentów badawczych do zbierania danych naukowych podczas około 50 przelotów w pobliżu Europy.

1-pia19048-1041 Ten kolorowy widok księżyca Jowisza, Europy, został sfotografowany przez sondę kosmiczną NASA Galileo pod koniec lat dziewięćdziesiątych. Naukowcy badają procesy, które wpływają na powierzchnię księżyca, przygotowując się do zbadania lodowego ciała.
Źródło: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Teraz badania pomagają naukowcom lepiej zrozumieć, jak mogą wyglądać i jak zachowują się jeziora podpowierzchniowe na Europie. Kluczowe odkrycie w artykule opublikowanym niedawno w Planetary Science Journal potwierdza od dawna ideę, że woda może potencjalnie wybuchnąć nad powierzchnią Europy albo jako pióropusze pary, albo jako aktywność kriowulkaniczna (pomyśl: płynący, grząski lód, a nie stopiona lawa).

Modelowanie komputerowe w artykule idzie dalej, pokazując, że jeśli na Europie dochodzi do erupcji, prawdopodobnie pochodzą one z płytkich, szerokich jezior osadzonych w lodzie, a nie z globalnego oceanu znajdującego się daleko poniżej.

„Wykazaliśmy, że pióropusze lub przepływy kriolawy mogą oznaczać, że poniżej znajdują się płytkie zbiorniki cieczy, które Europa Clipper byłaby w stanie wykryć” – powiedziała Elodie Lesage, członek zespołu Europy z NASA Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii i główny autor badań. „Nasze wyniki dają nowy wgląd w to, jak głęboka może być woda, która napędza aktywność na powierzchni, w tym pióropusze. A woda powinna być wystarczająco płytka, aby można ją było wykryć za pomocą wielu instrumentów Europa Clipper’a.

 

1-pia-25334a-europa-bjorn-juno_pj45_001_11_approx_true_color_bjornx2-1 Ten widok księżyca Jowisza Europa został stworzony przez przetworzenie obrazu JunoCam uchwyconego podczas bliskiego przelotu Juno 29 września. Źródło: Dane obrazu: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Przetwarzanie obrazu przez Björna Jónssona CC BY-NC-SA 2.0

Różne głębokości, inny lód

Modelowanie komputerowe Lesage określa plan tego, co naukowcy mogliby znaleźć w lodzie, gdyby zaobserwowali erupcje na powierzchni. Zgodnie z jej modelami, prawdopodobnie wykryliby zbiorniki stosunkowo blisko powierzchni, w górnych warstwach skorupy (od 4 do 8 kilometrów), gdzie lód jest najzimniejszy i najbardziej kruchy.

Dzieje się tak, ponieważ lód podpowierzchniowy nie pozwala na ekspansję: gdy zbiorniki wody zamarzają i rozszerzają się, mogą rozbić otaczający lód i wywołać erupcje, podobnie jak eksploduje puszka z napojem w zamrażarce. A zbiorniki z wodą, które przebiją się, prawdopodobnie będą szerokie i płaskie jak naleśniki.

Zbiorniki znajdujące się głębiej w warstwie lodu – z dnami znajdującymi się ponad 8 kilometrów poniżej skorupy – napierałyby na otaczający je cieplejszy lód. Ten lód jest wystarczająco miękki, aby działać jak poduszka, pochłaniając ciśnienie, a nie pękając. Zamiast zachowywać się jak puszka napoju, te zbiorniki z wodą zachowywałyby się bardziej jak balon wypełniony płynem. Balon po prostu rozciągałby się wraz z zamarzaniem i rozszerzaniem się płynu.

 

e1-pia-25333-europacomposite Ta para zdjęć przedstawia tę samą część Europy, która została sfotografowana przez JunoCam sondy Juno podczas bliskiego przelotu 29 września. Obraz po lewej został minimalnie przetworzony. Przetworzono obraz po prawej stronie, zwiększony kontrast kolorów powoduje, że większe elementy powierzchni uwydatniają się. Źródło: Dane obrazu: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Przetwarzanie obrazu: Navaneeth Krishnan S © CC BY

Wyczuwanie zbiorników wodnych

Naukowcy z misji Europa Clipper mogą wykorzystać te badania, gdy statek kosmiczny dotrze do Europy w 2030 roku. Na przykład instrument radarowy – zwany Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON) – jest jednym z kluczowych instrumentów, które posłuży do poszukiwania zbiorników wodnych w lodzie.

„Nowe badania pokazują, że zbiorniki wodne ukryte płytko pod powierzchnią mogą być niestabilne, jeśli naprężenia przekraczają siłę lodu i mogą być związane z pióropuszami unoszącymi się nad powierzchnią” – powiedział Don Blankenship z Instytutu Geofizyki Uniwersytetu Teksańskiego w Austin w Texas’ie, który kieruje zespołem instrumentów radarowych. „Oznacza to, że REASON może znajdować zbiorniki wodne w tych samych miejscach, w których widać pióropusze”.

Europa Clipper będzie wyposażony w inne instrumenty, które będą w stanie przetestować teorie nowych badań. Kamery naukowe będą w stanie wykonywać kolorowe i stereoskopowe obrazy Europy w wysokiej rozdzielczości; termowizyjny aparat do obrazowania użyje kamery na podczerwień do mapowania temperatur Europy i szukania wskazówek dotyczących aktywności geologicznej – w tym kriowulkanizmu. Jeśli pióropusze wybuchają, można je zaobserwować za pomocą spektrografu ultrafioletowego, instrumentu analizującego światło ultrafioletowe.

Najnowsze filmy

Więcej o misji

Misje takie jak Europa Clipper przyczyniają się do rozwoju astrobiologii , interdyscyplinarnej dziedziny badań, która bada warunki odległych światów, w których może istnieć życie takie, jakie znamy. Chociaż Europa Clipper nie jest misją do wykrywania życia, przeprowadzi szczegółowe badania Europy i zbada, czy lodowy księżyc z podpowierzchniowym oceanem jest w stanie podtrzymywać życie. Zrozumienie zamieszkiwania Europy pomoże naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób rozwijało się życie na Ziemi i jakie są możliwości znalezienia życia poza naszą planetą.

Zarządzany przez Caltech w Pasadenie w Kalifornii, JPL kieruje rozwojem misji Europa Clipper we współpracy z APL dla Wydziału Misji Naukowych NASA w Waszyngtonie. APL zaprojektowało główny korpus statku kosmicznego we współpracy z JPL i NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. Biuro Programu Misji Planetarnych w NASA Marshall Space Flight Center w Huntsville w stanie Alabama zarządza programem misji Europa Clipper.

Więcej informacji o Europie można znaleźć tutaj: europa.nasa.gov