To, co było od dawna podejrzane, zostało teraz potwierdzone: księżyc Jowisza Europa ma wodę. Ponieważ w ostatnich latach dowiedzieliśmy się więcej o zewnętrznym Układzie Słonecznym, Europa stała się celem o wysokim priorytecie w poszukiwaniu życia. Dzięki temu odkryciu NASA właśnie pomalowała duży czerwony byk na najmniejszym galilejskim księżycu Jowisza.
„Chociaż naukowcy nie wykryli jeszcze bezpośrednio ciekłej wody, znaleźliśmy kolejną najlepszą rzecz: wodę w postaci pary”.
Lucas Paganini, NASA Planetary Scientist, Research Lead.
Przed tym odkryciem naukowcy mieli już pewne dowody na to, że Europa ma potencjał do życia. Księżyc ma najbardziej gładką powierzchnię dowolnego obiektu w Układzie Słonecznym, co skłoniło naukowców do postawienia hipotezy, że ma on płynną wodę w oceanie pod powierzchnią, utrzymywaną powyżej zera przez Jowisza. To zginanie pływowe nie tylko utrzymuje wodę w postaci płynnej, ale powoduje ruch płyty lodowej podobny do płyt tektonicznych na Ziemi, zgodnie z hipotezą.
Więcej dowodów pochodzi z badania brązowych plam na powierzchni Europy. Naukowcy postawili hipotezę, że są to substancje chemiczne z oceanu podpowierzchniowego, które przedostały się na powierzchnię. To pokazuje, że dno morskie może oddziaływać z powierzchnią, co jest ważnym czynnikiem przy rozważaniu warunków mieszkaniowych.
Odkrycie ciekłych pióropuszów podniosło poziom ekscytacji związanej z potencjalną mieszkalnością Europy.
W 2012 r. Hubble wykonał zdjęcie Europy pokazujące, co wielu interpretowało jako pióropusz pary wodnej wydobywającej się ze szczeliny na zamarzniętej powierzchni, strzelającej do wysokości około 200 km. (Dla porównania, Mount Everest ma tylko 8,8 km wysokości.) W 2016 r. Było więcej dowodów z Hubble'a, które sugerowały pióropusze.
Statek kosmiczny Galileo NASA wykrył zaburzenia w polu magnetycznym Jowisza w pobliżu Europy podczas tego statku w Jowiszu w latach 1995-2003. Naukowcy przypisali te zaburzenia słonemu oceanowi, który może istnieć pod zamarzniętą powierzchnią Księżyca, ponieważ słony ocean może przewodzić prąd.
Ponadto, statek kosmiczny Galileo znalazł się w odległości zaledwie 206 km (128 mil) od powierzchni Europy w 1997 r., A niektórzy badacze sugerują, że faktycznie przeleciał przez pióropusz.
Ale we wszystkich tych danych nie znaleziono ostatecznego odkrycia wody. Teraz to się zmieniło.
„Ta pierwsza bezpośrednia identyfikacja pary wodnej w Europie jest krytycznym potwierdzeniem naszych pierwotnych wykrytych gatunków atomowych…”
Lorenz Roth, astronom i fizyk, KTH Royal Institute of Technology w Sztokholmie, współautor.
Zespół naukowców kierowany przez Lucasa Paganiniego, planetologa z NASA, opublikował artykuł informujący o odkryciu wody w Europie. Artykuł zatytułowany jest „Pomiar pary wodnej w środowisku w znacznym stopniu spoczynkowym w Europie”. Został opublikowany 18 listopada w czasopiśmie Nature.
W komunikacie prasowym Paganini powiedział: „W całym Układzie Słonecznym znajdują się niezbędne pierwiastki chemiczne (węgiel, wodór, tlen, azot, fosfor i siarka) oraz źródła energii, czyli dwa z trzech wymagań dotyczących życia. Ale trzecia - ciekła woda - jest nieco trudna do znalezienia poza Ziemią. Chociaż naukowcy nie wykryli jeszcze bezpośrednio ciekłej wody, znaleźliśmy kolejną najlepszą rzecz: wodę w postaci pary ”.
Paganini i inni naukowcy stwierdzili, że wykryli wystarczającą ilość wody, aby wypełnić basen olimpijski w kilka minut; około 2360 kg / sekundę (5202 funtów / sek.) Informują również, że woda pojawia się rzadko. „Dla mnie interesującą rzeczą w tej pracy jest nie tylko pierwsze bezpośrednie wykrycie wody nad Europą, ale także jej brak w granicach naszej metody wykrywania.”
Wyniki wynikają z obserwacji czasu z W.M. Obserwatorium Kecka na Hawajach. W ciągu 17 nocy obserwacji w 2016 i 2017 roku zespół znalazł słaby, wyraźny sygnał pary wodnej tylko raz. Opary zostały wykryte na wiodącej półkuli Europy, krążącej wokół Jowisza. (Europa jest schludnie zamknięta na Jowiszu, tak jak Księżyc jest na Ziemi.)
Woda emituje światło podczerwone o określonych częstotliwościach, gdy wchodzi w interakcje z promieniowaniem słonecznym. Za pomocą spektrografu na teleskopie Keck naukowcy zmierzyli skład chemiczny na wiodącej półkuli Europy.
„Ta pierwsza bezpośrednia identyfikacja pary wodnej w Europie jest krytycznym potwierdzeniem naszych pierwotnych odkryć gatunków atomowych i podkreśla pozorną rzadkość dużych pióropuszy na tym lodowatym świecie”, powiedział Lorenz Roth, astronom i fizyk z KTH Royal Institute of Technologia w Sztokholmie, która kierowała badaniem Hubble'a w 2013 r. I była współautorką tego ostatniego dochodzenia.
Roth ma na myśli wykrywanie składników, które tworzą wodę znajdującą się nad Europą. Intrygujące, to nie to samo, co odkrywanie wody. Aby znaleźć wodę, zespół musiał skorzystać z naziemnego obserwatorium Keck i jego spektrografu, ponieważ żaden obecny statek kosmiczny nie jest w stanie wykryć wody.
Ustalenie, że jest to woda, a nie tylko jej składniki, nie jest łatwe, szczególnie z Ziemi. Zespół odpowiedzialny za to badanie musiał zmierzyć się z wodą w ziemskiej atmosferze i polegał na złożonym modelowaniu matematycznym i komputerowym.
Zespół jest pewny swoich wyników, nawet gdy przyznają, że misja do Europy jest potrzebna, aby naprawdę zrozumieć księżyc.
„Przeprowadziliśmy staranne kontrole bezpieczeństwa, aby usunąć ewentualne zanieczyszczenia podczas obserwacji naziemnych” - powiedział Avi Mandell, naukowiec planetarny Goddard w zespole Paganiniego. „Ale ostatecznie będziemy musieli zbliżyć się do Europy, aby zobaczyć, co się naprawdę dzieje”.
Mamy nadzieję, że naukowcy - i reszta z nas - nie będą musieli czekać zbyt długo, aby uzyskać bardziej jednoznaczne odpowiedzi na wiele pytań Europy. Europa Clipper została przeniesiona do ostatniego etapu projektowania w sierpniu 2019 r., A ma się pojawić w połowie 2020 roku. Będzie zawierał cały zestaw instrumentów do badania tajemnic Europy. Najbardziej ekscytujący może być radar penetrujący ziemię. Może przejrzeć lód i raz na zawsze potwierdzić istnienie oceanu pod powierzchnią.
Jakby orbiter nie wystarczył, mówi się również o lądowniku Europa.
W 2019 r.Kongres przyznał NASA 195 mln USD na opracowanie lądownika w ramach misji Clipper. NASA nigdy nie prosiła o te pieniądze, prawdopodobnie częściowo dlatego, że powierzchnia Europy jest trudnym środowiskiem do wylądowania. Może Kongres wie, że lądowania cieszą się ogromnym zainteresowaniem opinii publicznej.
Oczywiście problematyczne jest nie tylko środowisko powierzchni Europy. Promieniowanie wokół Jowisza jest ekstremalne i aby odnieść sukces, Europa Clipper będzie musiała podążać szerokimi orbitami eliptycznymi, zbliżając się do Europy tylko przez pewien czas, zanim ucieknie w bezpieczne miejsce. W ten sposób sonda Juno NASA walczy z promieniowaniem Jowisza.
Ale mimo to Clipper będzie w stanie bezpośrednio obrazować dowolne pióropusze, a nawet próbkować je za pomocą spektrometrów masowych. Będzie też mógł badać powierzchnię bardziej szczegółowo niż kiedykolwiek wcześniej.
Musimy jednak być cierpliwi. Juno potrzebował pięciu lat, by dotrzeć do Jowisza. Jeśli misja Europa Clipper rozpocznie się w połowie 2020 roku, nie uzyskamy żadnych wyników naukowych do 2030 roku lub później.
Więcej:
- Informacja prasowa: Naukowcy z NASA potwierdzają obecność pary wodnej w Europie
- Artykuł badawczy: pomiar pary wodnej w środowisku w znacznym stopniu spoczynkowym w Europie
- Space Magazine Video: Exploring the Icy Moons of Jupiter. Europa Clipper NASA i SOK ESA
