Forrige uke, tirsdag 20. september, kunngjorde NASA at de hadde gjort noen interessante funn om Jupiters isete måne Europa. Disse var basert på bilder tatt av Hubble-romteleskopet, hvis detaljer vil bli utgitt den påfølgende uken. Det er unødvendig å si, siden den gang har det vitenskapelige samfunnet og allmennheten ventet med lokket pust.
Tidligere i dag (26. september) avsluttet NASA ventetiden og kunngjorde Hubble-funnene under en NASA Live-konferanse. I følge NASA-panelet, som var sammensatt av medlemmer av forskerteamet, avslørte dette siste Europa-observasjonsoppdraget bevis på at mengder saltvann kom ut fra Europas overflate. Hvis det er sant, ville dette bety at månens hav under jorden ville være mer tilgjengelig enn tidligere antatt.
Ved hjelp av Hubbles Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) instrument gjennomførte teamet observasjoner av Jupiter og Europa i det ultrafiolette spekteret i løpet av 15 måneder. I løpet av den tiden passerte Europa foran Jupiter (okkulterte gassgiganten) ved 10 separate anledninger.
Og ved tre av disse anledningene, så teamet det som så ut til å være vannstrømmer som raste ut fra overflaten. Disse plommene ble anslått til å nå opp til 200 km (125 miles) fra den sørlige regionen av Europa før de (antagelig) regnet tilbake på overflaten, og avsatte vannis og materiale fra det indre.
Hensikten med observasjonen var å undersøke Europas mulige utvidede atmosfære (alias eksosfære). Metoden teamet benyttet var lik den som ble brukt for å oppdage atmosfærer rundt ekstrasolplaneter. Som William Sparks fra Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore (og teamlederen) forklarte i en pressemelding fra NASA:
Atmosfæren til en ekstrasolar planet blokkerer noe av stjernelyset som ligger bak den. Hvis det er en tynn atmosfære rundt Europa, har den potensialet til å blokkere noe av lyset fra Jupiter, og vi kan se det som en silhuett. Og så vi så etter absorpsjonsfunksjoner rundt lemmet i Europa da det passerte Jupiters glatte ansikt. ”
Da de så på Europa ved hjelp av samme teknikk, bemerket de at små lapper på overflaten var mørke, noe som indikerte absorpsjon av UV-lys. Dette tilsvarte tidligere arbeid som ble gjort av Lorenz Roth (fra Southwest Research Institute) og hans forskerteam i 2012. På dette tidspunktet oppdaget de bevis på at vanndamp kom fra Europas sørlige polare region.
Som de antydet i et papir med detaljer om resultatene - med tittelen “Transient Water Vapor at Europas South Pole” - støttet Roths team seg også på UV-observasjoner gjort ved hjelp av Hubble-teleskopet. De la merke til en statistisk sammenfallende mengde hydrogen- og oksygenutslipp, og konkluderte med at dette var et resultat av at utstøpt vanndamp ble brutt fra hverandre av Jupiters stråling (en prosess kjent som radiolys).
Selv om metodene deres var forskjellige, fant Sparks og hans forskerteam også bevis på disse tilsynelatende vannrommene, og på samme sted ikke mindre. Basert på den siste informasjonen fra STIS, er de fleste av de tilsynelatende plommene lokalisert i månens sørlige polare region, mens en annen ser ut til å være lokalisert i ekvatorialregionen.
"Når vi beregner på en helt annen måte mengden materiale som vil være nødvendig for å lage disse absorpsjonsfunksjonene, er det ganske likt det Roth og teamet hans fant," sa Sparks. “Estimatene for massen er like, estimatene for høyden på rømmene er like. Breddegraden til to av plumkandidatene vi ser tilsvarer deres tidligere arbeid. ”
En annen interessant konklusjon som kommer fra denne og 2012-studien er sannsynligheten for at disse vannplommene er periodiske. I utgangspunktet er Europa tidløst låst verden, noe som betyr at den samme siden alltid blir presentert for oss når den passerer Jupiter. Dette oppstår en gang hver 3,5 dag, og gir astronomer og planetforskere mange seermuligheter.
Men det at noen plommer er observert og ikke andre, ser ut til å indikere at de er periodiske. I tillegg forsøkte Roths team å få øye på en av plommene som ble observert av Sparks og hans kolleger en uke etter at de rapporterte det. De klarte imidlertid ikke å finne denne antatte vannkilden. Som sådan ser det ut til at plommene, hvis de finnes, er kortvarige.
Disse funnene er enormt viktige av to grunner. På den ene siden er de ytterligere bevis på at det er et saltvann med salt vann under Europas isete overflate. På den andre siden indikerer de at ethvert fremtidig oppdrag til Europa ville være i stand til å få tilgang til dette saltvannshavet med større letthet.
Helt siden Galileo romfartøy gjennomførte en flyby av den joviske månen. Forskere har trodd at et indre hav ligger under Europas iskalde overflate - et som har mellom to og tre ganger så mye vann som alle jordens hav sammen. Imidlertid estimerer isens tykkelse fra 10 til 30 km (6–19 mi) tykkelse - med et duktilt ”varmt is” -lag som øker den totale tykkelsen til så mye som 100 km (60 mi).
Å kjenne til vannet periodisk når overflaten gjennom sprekker i isen ville bety at ethvert fremtidig oppdrag (som sannsynligvis vil omfatte en ubåt) ikke ville trenge å bore så dypt. Og med tanke på at Europas indre hav anses å være et av våre beste spill for å finne utenomjordisk liv, er det absolutt spennende nyheter å vite at havet er tilgjengelig.
Og nyhetene forårsaker absolutt den store delen av spenningen for menneskene som for tiden utvikler NASAs foreslåtte Mission to Europa, som etter planen skal lanseres en gang på 2020-tallet. Som Dr. Cynthia B. Phillips, en stabsforsker og Science Communications Lead for Europa Project, fortalte Space Magazine via e-post:
“Denne nye oppdagelsen, som bruker Hubble Space Telescope-data, er et spennende datapunkt som hjelper til med å støtte ideen om at det er aktive plommer i Europa i dag. Selv om det ikke er en absolutt bekreftelse, er den nye Sparks et al. resultat, i kombinasjon med tidligere observasjoner av Roth et al. (bruker også HST, men med en annen teknikk), er i samsvar med tilstedeværelsen av intermitterende rør som sprøyter vanndamp ut fra den sørlige halvkule av Europa. Slike observasjoner er vanskelige å utføre fra Jorden, selv med Hubble, og derfor er disse resultatene forbli uoverensstemmende.
Å bekrefte tilstedeværelsen eller fraværet av plommer i Europa, samt å undersøke mange andre mysterier fra denne iskalde verdenshaven, vil kreve et dedikert romfartøy i Jupiter-systemet. NASA planlegger for øyeblikket å sende et romfartøy med flere flybyer til Europa, som vil gjøre mange nære passeringer av Europa det neste tiåret. Romfartøyets kraftige pakke med vitenskapelige instrumenter vil kunne studere Europas overflate og overflate i enestående detalj, og hvis det eksisterer rør, vil det kunne observere dem direkte og til og med potensielt måle komposisjonen. Inntil Europa-romfartøyet er på plass, vil imidlertid jordbaserte observasjoner som de nye Hubble-romteleskopets resultater fortsatt være vår beste teknikk for å observere Jupiters mystiske måne. "
Sparks var naturlig nok tydelig på at denne siste informasjonen ikke var helt avgjørende. Selv om han mener at resultatene var statistisk signifikante, og at det ikke var noen indikasjoner på artefakter i dataene, la han også vekt på at observasjoner utført i UV-bølgelengde er vanskelige. Derfor er det behov for mer bevis før noe kan sies definitivt.
I fremtiden håper man at fremtidig observasjon vil bidra til å bekrefte eksistensen av vannplommer, og hvordan disse kunne ha bidratt til å skape Europas “kaosterreng”. Fremtidige oppdrag, som NASAs James Webb-romteleskopet (planlagt å bli lansert i 2018), kan bidra til å bekrefte plumaktivitet ved å observere månen i infrarøde bølgelengder.
Som Paul Hertz, direktøren for astrofysikkdivisjonen ved NASA-hovedkvarteret i Washington, sa:
"Hubbles unike evner gjorde det mulig å fange opp disse plommene, noe som igjen demonstrerte Hubbles evne til å gjøre observasjoner som det aldri ble designet for å gjøre. Denne observasjonen åpner en verden av muligheter, og vi ser frem til fremtidige oppdrag - for eksempel James Webb Space Telescope - for å følge opp denne spennende oppdagelsen. ”
Andre teammedlemmer inkluderer Britney Schmidt, adjunkt ved School of Earth and Atmospheric Sciences ved Georgia Institute of Technology i Atlanta; og Jennifer Wiseman, seniorforsker i Hubble ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Deres arbeid vil bli publisert i 29. september utgaven av Astrophysical Journal.
Og husk å glede deg over denne videoen av NASA om dette spennende funnet:
