Jupiters måne Europa har vært gjenstand for fascinasjon helt siden Pioneer 10 og 11 og Voyager 1 og 2 oppdrag passert gjennom systemet tilbake på 1970-tallet. Mens månen ikke har noen levedyktig atmosfære og bombarderes av intens stråling fra Jupiters kraftige magnetfelt, mener forskere at et av de mest sannsynlige stedene å finne liv utenfor Jorden eksisterer under den iskalde overflaten.
Det er ikke så rart hvorfor det planlegges flere oppdrag for å studere denne månen på nært hold. Imidlertid, hvis og når disse oppdragene når Europa en gang i løpet av det neste tiåret, vil de måtte kjempe med noen skarpe overflatefunksjoner som kan gjøre det vanskelig å lande. Slik er konklusjonen av en ny studie av forskere fra Storbritannia, USA og NASAs Ames Research Center, som indikerer at Europas overflate er dekket i et bladet terreng.
I følge studien, som nylig ble publisert av det vitenskapelige tidsskriftet Naturgeofag, er overflaten av Europa trolig dekket av pigger med is som måler 15 meter (49 fot) i høyden. Studien ble ledet av Daniel Hobley, foreleser og stipendiat ved School of Earth & Ocean Sciences ved Cardiff University.
Disse funksjonene, kjent som penitentes, er høye, skarpe kanter av snø og is som dannes gjennom sublimering - prosessen der raske temperaturendringer får vann til å gå over fra en damp til et fast stoff (og tilbake igjen) uten å endre seg til en væske tilstand i mellom. På jorden vokser penitentes til mellom 1 og 5 meter (3,3 og 16,4 fot) i høyden, men eksisterer bare i ekvatorialregioner i stor høyde som Andesfjellene.
På Europa er prosessen lik, men forholdene er mye mer ideelle for penitentes å danne seg mer jevnt over overflaten. I tillegg til å ha en overflate som stort sett består av vannis, er månen tidvis låst i sin rotasjon med Jupiter. Det er også veldig liten variasjon i vinkelen der solen skinner på overflaten, noe som gjør forholdene perfekte for at isen skal sublimere uten å smelte.
De Nye horisonter oppdraget innhentet også data under flybyen til Pluto som indikerte hvordan de samme funksjonene dannes på overflaten, spesielt rundt de høyeste høydene nær ekvator. På grunn av Plutos lange omløpsperiode (248 år eller 90.560 jorddager), tar denne prosessen eoner, innebærer sublimering av metan, og resulterer i penitentes som er omtrent 500 m høye og har en avstand på 3-5 km ( 2-4 mi) fra hverandre.
I sin studie brukte forskerne observasjonsdata fra bakkebasert radar og termiske observasjoner fra Galileo oppdraget med å beregne sublimasjonsgraden på forskjellige punkter på Europas overflate, og deretter brukt dette til å estimere størrelsen og fordelingen av innflyttere. I følge resultatene konkluderte teamet med at penitentes potensielt kunne vokse så høyt som 15 m (49 fot) med en avstand på rundt 7,5 m (24,6 fot) mellom hver.
De ble også konkludert med at de penitentes ville være mer vanlig rundt Europas ekvator, noe de, som de hevder i sin studie, ville forklare noen av observasjonene gjort tidligere:
"Denne tolkningen kan forklare anomale radarreturer sett rundt Europas ekvator. Penitentes kan godt forklare reduserte termiske treghet og positive sirkulære polarisasjonsforhold i reflektert lys fra Europas ekvatoriale region. "
Dette kan være dårlige nyheter for oppdrag som er planlagt å utforske Europa for potensielle livstegn det neste tiåret. Disse inkluderer NASA-er Europa Clipper (satt til å starte mellom 2022 og 2025) og Europa Lander oppdrag (2024) og European Space Agency Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) - som er planlagt lansert i juni 2022.
Mens begge Europa Clipper og JUICE vil lede fluebys på planeten for å bestemme tilstedeværelsen av biomarkører, Europa Lander vil lande direkte på månens overflate for å samle informasjon om Europas undergrunnsmiljø. Dette vil tillate forskere å bestemme hvor tykk månens overflateis er, og kanskje om det eksisterer innsjøer under overflaten og hvor de befinner seg.
Et av de mest populære målene for leting er Europas sørlige region, hvor det har blitt oppdaget mengder vann Hubble romteleskop og andre oppdrag. Selv om penitentes kanskje er mindre vanlige her, og kanskje ikke når de samme høydene som de gjør rundt ekvator, kan tilstedeværelsen av slike funksjoner gjøre et landoppdrag veldig vanskelig.
Som Hobley antydet, gjør dette Europa til et virkelig paradoks når det gjelder muligheten for nær fremtid. "De unike forholdene i Europa gir både spennende utforskende muligheter og potensielt forrædersk fare," sa han.
Han overdriver absolutt ikke. Denne informasjonen kommer på hælene i en nylig fersk studie som indikerte at Europa og andre iskalde verdener (som Enceladus) kan være for myke til å lande på. Etter å ha forsket som forsøkte å adressere den negative polarisasjonsatferden i lave fasevinkler på isete kropper, konkluderte teamet bak denne studien at Europa og Enceladus har overflater med lav tetthet som et landoppdrag sannsynligvis vil synke ned i.
Imidlertid, med ytterligere forholdsregler og planlegging, vil det fremdeles kunne utarbeides et passende oppdrag som vil kunne fastslå om Europas iskaldte hylle har biomarkører på overflaten eller lære mer om det indre miljøet. Og i mellomtiden er det fortsatt banebrytende oppdrag å lære mye om denne fascinerende verden.
Jeff Moore - en medforfatter på studien - bemerket at NASAs kommende Europa Clipper-oppdrag direkte kunne observere penitentes med sitt høyoppløselige kamera og måle andre egenskaper til disse funksjonene med romfartøyets andre instrumenter. I tillegg til å være en planetarisk geolog ved NASAs Ames forskningssenter, er Dr. Moore også en medetterforsker på Europa Clipper-oppdraget.
I flere tiår har NASA-forskere og andre romfartsorganisasjoner spent ventet på dagen da et oppdrag til Europa endelig ville være mulig. På dette tidspunktet er det lite som sannsynligvis vil motvirke denne innsatsen. Verken stråling eller pigger eller myk is ser ut til å være nok til å forhindre oss i å utforske en av de mest sannsynlige livskildene utenfor Jorden!
