Det som lenge har vært mistenkt, er nå bekreftet: Jupiters måne Europa har vann. Etter hvert som vi har lært mer om det ytre solsystemet de siste årene, har Europa blitt et høyt prioritert mål i jakten på livet. Med denne oppdagelsen har NASA nettopp malt et stort rødt øyeøye på Jupiters minste galileiske måne.
"Selv om forskere ennå ikke har oppdaget flytende vann direkte, har vi funnet den neste beste tingen: vann i dampform."
Lucas Paganini, NASA planetarisk forsker, forskningsleder.
Før denne oppdagelsen hadde forskere allerede noen bevis for at Europa har potensial til å havnen i livet. Månen har den jevneste overflaten til alle gjenstander i solsystemet, noe som førte til at forskere antok at den hadde flytende vann i et hav under jorden, holdt over frysepunktet ved tidevannsfleksing fra Jupiter. At tidevannsbøying ikke bare holder vannet i flytende form, det skaper isplaterbevegelser som ligner tektoniske plater på jorden, ifølge hypotesen.
Flere bevis kom fra å studere de brune flekkene på Europas overflate. Forskere antok at dette er kjemikalier fra havoverflaten som har kommet seg til overflaten. Dette viser at havbunnen kan samhandle med overflaten, en viktig faktor når man tenker på beboelighet.
Oppdagelsen av flytende plumes økte spenningsnivået om Europas potensielle beboelighet.
I 2012 fanget Hubble et bilde av Europa som viste det mange tolket som en søyle med vanndamp som kom ut av en sprekk i den frosne overflaten, og skjøt opptil 200 km (120 miles) høy. (Til sammenligning er Mount Everest bare 8,8 km høy.) I 2016 var det flere bevis fra Hubble som antydet rør.
NASAs Galileo-romfartøy oppdaget forstyrrelser i Jupiters magnetfelt nær Europa i løpet av det romfartøyets tid på Jupiter, fra 1995 til 2003. Forskere tilskrev disse forstyrrelsene til et salt hav som kan eksistere under månens frosne overflate, siden et salt hav kan lede strøm.
I tillegg kom Galileo-romfartøyet så nært som 206 km (128 mi) til Europas overflate i 1997 og noen forskere antyder at det faktisk fløy gjennom en plysj.
Men i alle disse dataene var det ingen definitive funn av vann. Nå er det endret.
"Denne første direkte identifiseringen av vanndamp i Europa er en kritisk bekreftelse av vår opprinnelige deteksjon av atomart ..."
Lorenz Roth, astronom og fysiker, KTH Royal Institute of Technology i Stockholm, medforfatter.
Et team av forskere ledet av Lucas Paganini, en planetforsker fra NASA, har publisert et papir som kunngjør oppdagelsen av vann i Europa. Oppgaven heter tittelen "En måling av vanndamp midt i et stort sett rolig miljø i Europa." Den er publisert 18. november i tidsskriftet Nature.
I en pressemelding sa Paganini: "Viktige kjemiske elementer (karbon, hydrogen, oksygen, nitrogen, fosfor og svovel) og energikilder, to av tre krav til liv, finnes over hele solsystemet. Men den tredje - flytende vann - er noe vanskelig å finne utenfor Jorden. Selv om forskere ennå ikke har oppdaget flytende vann direkte, har vi funnet den neste beste tingen: vann i dampform. "
Paganini og de andre forskerne sa at de oppdaget nok vann til å fylle et basseng i olympisk størrelse på få minutter; 2360 kg / sekund (5202 pund / sek.) De rapporterer også at vannet bare vises sjelden. "For meg er det interessante med dette arbeidet ikke bare den første direkte deteksjonen av vann over Europa, men også mangelen på det innenfor rammene av vår deteksjonsmetode."
Resultatene stammer fra observasjonstid med W.M. Keck-observatoriet på Hawaii. I løpet av 17 observasjonsnetter i 2016 og 2017 fant teamet det svake, distinkte signalet om vanndamp bare en gang. Dampen ble oppdaget på Europas ledende halvkule når den kretser rundt Jupiter. (Europa er tidevis låst for Jupiter, akkurat som månen er til Jorden.)
Vann avgir infrarødt lys i bestemte frekvenser når det samhandler med solstråling. Ved å bruke en spektrografikk på Keck-teleskopet, målte forskere den kjemiske sammensetningen på Europas ledende halvkule.
"Denne første direkte identifiseringen av vanndamp på Europa er en kritisk bekreftelse av vår opprinnelige deteksjon av atomarter, og den fremhever den tilsynelatende sparsiteten til store plumes på denne iskalde verdenen," sier Lorenz Roth, en astronom og fysiker fra KTH Royal Institute of Teknologi i Stockholm som ledet Hubble-studien 2013 og var medforfatter av denne nylige undersøkelsen.
Roth viser til påvisning av komponentene som utgjør vann som er funnet over Europa. Selv om det er spennende, er det ikke det samme som å oppdage vann. For å finne vannet måtte teamet bruke det bakkebaserte Keck-observatoriet og dets spektrograf, siden ingen nåværende romskip har evnen til å oppdage vann.
Det er ikke lett å bestemme at det er vann i stedet for bare vannkomponentene, spesielt fra Jorden. Teamet bak denne studien måtte kjempe med vannet i jordas atmosfære, og for å gjøre det stolte de på kompleks matematisk modellering og datamaskinmodellering.
Teamet er selvsikker i resultatene sine, selv mens de erkjenner at et oppdrag til Europa er nødvendig for å virkelig forstå månen.
"Vi utførte nøye sikkerhetskontroller for å fjerne mulige forurensninger i bakkebaserte observasjoner," sa Avi Mandell, en planetforsker fra Goddard på Paganinis team. "Men etter hvert må vi komme nærmere Europa for å se hva som virkelig skjer."
Forhåpentligvis trenger ikke forskere - og resten av oss - å vente for mye lenger for å få noen mer definitive svar på Europas mange spørsmål. Europa Clipper ble flyttet til sin endelige designtrinn i august 2019, og skal lanseres en gang på midten av 2020-tallet. Den vil inneholde en hel rekke instrumenter for å undersøke Europas mysterier. Det mest spennende av alt kan være den bakkegjennomtrengende radaren. Det kan se gjennom isen og bekrefte eksistensen av et hav under jorden en gang for alle.
Som om en orbiter ikke var nok, er det også snakk om en Europa-lander.
I 2019 tildelte kongressen NASA 195 millioner dollar for å se på å utvikle en lander som en del av Clipper-oppdraget. NASA ba aldri om pengene, sannsynligvis delvis fordi overflaten til Europa er et vanskelig miljø å lande på. Kanskje Kongressen vet at landinger tiltrekker en enorm mengde offentlig interesse.
Det er selvfølgelig ikke bare overflatemiljøet i Europa som er problematisk. Strålingen rundt Jupiter er ekstrem, og for å lykkes, vil Europa Clipper måtte følge brede elliptiske baner, bare komme nær Europa i perioder før han trekker seg tilbake til sikkerhet. Slik kjemper NASAs Juno-romfartøy med Jupiters stråling.
Men til tross for dette, vil Clipper kunne direkte avbilde alle plumes, og til og med prøve dem med massespektrometre. Det vil også kunne undersøke overflaten mer detaljert enn noen gang før.
Vi må imidlertid være tålmodige. Juno tok fem år å nå Jupiter. Hvis Europa Clipper-oppdraget lanseres på midten av 2020-tallet, får vi ingen vitenskapelige resultater før i 2030 eller senere.
Mer:
- Pressemelding: NASA-forskere bekrefter Water Vapor på Europa
- Forskningsartikkel: En måling av vanndamp midt i et stort sett stille miljø i Europa
- Space Magazine Video: Exploring The Icy Moons of Jupiter. NASAs Europa Clipper og ESAs JUICE
