Europa - księżyc Jowisza, odkryty przez Galileusza w 1610 roku, do dziś przykuwa uwagę astronomów. Głównie za sprawą oceanu położonego pod jego grubą taflą lodu. Jest to jedno z najbardziej obiecujących miejsc do poszukiwań śladów życia w całym Układzie Słonecznym.

Kolorowe zdjęcie Europy, stworzone z fotografii zrobionych przez sondę Galileo. Źródło: NASA/JPL-Caltech/SETI Institute

Dlatego też w 2022 roku w jego kierunku wystartuje amerykańska misja Europa Clipper. Sonda będzie miała za zadanie ustalić czy jowiszowy księżyc ma wszystkie składniki potrzebne dla rozwoju życia, takiego jakie znamy tu, na Ziemi.

Historia poznawania Europy

Dziś naukowcy są pewni tego, że pod twardym lodem Europy znajduje się rezerwuar słonej wody. Początkowo tylko o tym teoretyzowano, biorąc pod uwagę ekscentryczną orbitę satelity i jego rezonans z sąsiadami. Te czynniki mogą wywoływać dostatecznie dużą energię pływową na utrzymanie warunków dla ciekłej wody pod grubą warstwą lodu.

Późniejsze przeloty sond Voyager i Galileo pokazały zróżnicowaną powierzchnię księżyca. Tak młode geologicznie twory znalezione na powierzchni, świadczyły o stosunkowo niedawnej aktywności satelity. Wielu naukowców postulowało wtedy, że stosunkowo cienka pokrywa lodowa umożliwiła wodzie pod spodem dostanie się na powierzchnię i ukształtowanie na świeżo księżycowego terenu. Dziś dominuje jednak pogląd, że pokrywa lodowa Europy ma grubość ponad 10 km i mało prawdopodobne, by woda z oceanu miała bezpośredni wpływ na cały glob.

Grafiki prezentujące dwie teorie na temat grubości pokrywy lodowej na Europie. Jedna propozycja mówi o cienkim lodzie (do 3 km) i aktywnym zmienianiu powierzchni przez dostający się do góry podgrzewany materiał z oceanu, a druga o bardzo grubej warstwie lodu, której ciepła wewnętrzna część ma bezpośredni wpływ na "chaos" panujący na powierzchni księżyca. Źródło: NASA/JPL/Michael Carroll

Niemniej jednak znalezione formacje na powierzchni wskazują na to, że mogły one zostać stworzone przez pływy wulkaniczne albo niezależne ruchy lodowej skorupy Europy. Dodatkowo pomiary pola magnetycznego Jowisza, zakłócanego przez Europę wskazały, że pod lodem musi znajdować się przewodząca ciecz.

W poszukiwaniu gejzerów

Gdy w 2005 roku zaobserwowano z orbity ziemskiej aktywność kriowulkaniczną Enceladusa, który też dysponuje podziemnym oceanem, zaczęto dokładnie badać jak takie wytryski wpływają na pole magnetyczne Saturna wokół którego Enceladus krąży.

Niedawno, amerykański zespół z Uniwersytetu w Michigan i JPL Caltech postanowił wrócić do danych z Galileo, w poszukiwaniu takich samych śladów wskazujących na istnienie gejzerów na Europie. Gdy w 1997 roku statek Galileo okrążał Jowisza i spoglądal czasem swoimi instrumentami na Europę, nikt wtedy w zebranych danych nie doszukiwał się jeszcze śladów gejzerów. Ponowny przegląd danych pod tym kątem okazał się strzałem w dziesiątkę! Rzeczywiście dane z pomiaru magnetosfery i plazmy w atmosferze Europy posiadały podobne anomalie, wskazujące na istnienie gejzerów.

Następnie uchwycone anomalie połączono z danymi z Hubble’a. To właśnie kosmiczny teleskop jako pierwszy w 2012 roku dostarczył wskazówek, że Europa też może wyrzucać w górę materiał ze swojego podlodowego oceanu. Informacje z teleskopu podpowiedziały jakich wymiarów powinny być potencjalne gejzery. Dane wprowadzono w trójwymiarowy model fizyczny i wszystkie puzzle ułożyły się w spójną całość.

Poglądowy schemat przedstawiający jak promieniowanie od Jowisza może wpływać na wyrzucany przez gejzery materiał z podpowierzchniowego oceanu. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Mapy promieniowania kluczowe dla powodzenia misji Europa Clipper

Na pewno dane z ostatnich badań posłużą projektantom misji w planowaniu orbit dla sondy Europa Clipper. Taką samą pomocą są stworzone niedawno mapy promieniowania księżyca. To jak bardzo i jak głęboko penetruje powierzchnię Europy promieniowanie pochodzące z Jowisza ma kluczowy wpływ na to co tam zobaczymy. Należy zadać pytanie jak to promieniowanie może zmieniać biosygnatury, które możemy wykryć na powierzchni, jak bardzo to co znajduje się na powierzchni jest podobne do tego co pływa w oceanie pod grubą wastwą lodu.

Mapa powierzchni Europy z naniesionymi regionami najwyższego promieniowania. Źródło: U.S. Geological Survey, NASA/JPL-Caltech, Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, Nature Astronomy

Od teraz naukowcy wiedzą już, gdzie znajdują się najmniej napromieniowane obszary, a gdzie poziomy promieniowania są największe. Dlatego przy projektowaniu misji można będzie wybrać najbardziej reprezentatywne obszary i wytłumaczyć jak promieniowanie mogło zmienić to co zaobserwujemy.

Długo wyczekiwany lot

Misja Europa Clipper to jedna z najbardziej wyczekiwanych misji eksploracyjnych. Sonda, która poleci w lipcu 2022 roku zanurkuje wielokrotnie w atmosferze księżyca i jeśli gejzery faktycznie istnieją, to cząsteczki z tego oceanu zostaną przez nią wychwycone.

Miejmy nadzieję, że spektrometry, kamery, detektory promieniowania, które zabierze ze sobą sonda Europa Clipper zostaną wykorzystane najefektywniej jak to możliwe i takie prace jak te wyżej przytoczone przyczynią się do powodzenia całej misji.

Więcej informacji:

• oficjalna strona misji Europa Clipper
• artykuł o mapach promieniowania Europy
• artykuł o wykorzystaniu danych z Galileo do detekcji gejzerów
• Evidence of a plume on Europa from Galileo magnetic and plasma wave signatures

---

---

@customuser

Jeżeli jesteś zainteresowany najnowszymi wieściami z eksploracji kosmosu, obserwuj mnie na Steemit!
Piszę też regularnie dla portalu Urania-Postępy Astronomii