En kunstners illustration af vandstrømme, der bryder ud fra det iskalde hav i Jupiters måne Europa.
(Billede: © NASAs Conceptual Image Lab - Michael Lentz (USRA), Walt Feimer (KBRwyle), Bailee DesRocher (USRA) & NASAs Jet Propulsion Laboratory)
I 2012 fik Hubble-rumteleskopet et glimt af en svag materiale med materiale på den sydlige pol af Jupiters måne, Europa. Siden da har månen tilvejebragt svage glimmer af blommer og antydet dette materiale fra det iskolde indre hav kunne sprænge ud i rummet.
Nu, en ny undersøgelse, der omfattede billeder af månen for at jage efter tegn på materiale i Europanlandscape, kun for at finde nogen åbenlyse indikationer på udbrud.
I 1995, NASA's Galileo-mission ankom til Jupiter-systemet og begyndte en detaljeret sonde af gasgiganterne og dens måner, inklusive Europa. Europa blev også besøgt af NASA'erne Voyager og New Horizons-rumfartøjer på vej ud af solsystemet. Ved at bruge data indsamlet af alle tre missioner var Paul Schenk, en forsker ved Lunar and Planetary Institute i Houston, i stand til at jage efter tegn på ændringer, der kunne indikere, at udbruddsmateriale var faldet tilbage på overfladen. Plommene i sig selv kunne hjælpe med at afsløre information om havet skjult dybt under isen.
"Plommer på iskolde kroppe producerer normalt en række partikelstørrelser," fortalte Schenk via e-mail til Space.com. Tyngdekraften trækker den største og mest massive af partiklerne tilbage til overfladen. "Disse partikler er altid forskellige fra overfladen på en eller anden måde, enten efter sammensætning og farve eller efter partikelstørrelse og dermed tilsyneladende lysstyrke," sagde han. "Så vi forventede at se en slags afvigende lysstyrke eller farvesignatur nær kilderne, uanset hvor de måtte være."
Men Schenk fandt ingen variationer i lysstyrke eller sammensætning, der kunne indikere havmateriale kunne have havnet på månens overflade.
Den overraskende mangel på variationer kunne betyde, at plumaktiviteten var relativt kontinuerlig i løbet af de tre årtier af kortlægning, hvor de udstrålede partikler blandede sig over tid uden åbenlyse forskelle. En anden mulighed er, at drikkene producerede "stealth" -aflejringer, der ikke er synlige med de tilgængelige instrumenter. Endelig kunne plommerne i sig selv være atypiske, ikke rigtig plumme overhovedet men noget uset på andre verdener.
”Vi ved ikke rigtig, hvorfor vi ikke ser en åbenlyse tegn på huler på Europas overflade"Sagde Schenk.„ Vi bliver nødt til at gå dertil for at finde ud af det. "
På overfladen forekommer Europa temmelig uberegnelig, en grå og hvid verden med spor af spændende røde pletter. Hele månen er dækket med is og gemmer et hav under. Samspillet mellem havet og stenede lag nedenunder kan give et paradis for liv at udvikle sig, især hvis oceanerne indeholder åbninger, der bringer varme op fra det indre.
Siden 2012 har Hubble plettet flere indikationer på eksplosiv aktivitet da månen er gået mellem Jorden og Jupiter. Under nogle af passagerne blev lys fra Jupiter blokeret af damp, der ventilerede fra månens overflade.
Europa er ikke den første måne, der vides at have eksplosive huler. Saturns måne Enceladus er kendt for at sprøjte materiale fra dets 'tiger stripe' sprekker på sin sydpol. NASAs Cassini-mission fløj gennem et af udbruddene for at få en prøve af materialet, som rumfartøjet ikke oprindeligt var designet til at samle og undersøge.
Når NASA's Europa Clipper-mission ankommer til månen i 2030'erne, vil den være bedre forberedt på huler. Rumfartøjet vil bære massespektrometeret for planetarisk efterforskning / Europa (MASPEX), som vil opsamle gasser omkring månen og analysere alt plymmateriale, der kan frigives i rummet. For at gøre dette skal rumfartøjet flyve ved de områder, hvor materiale udvises. Identificering af disse regioner inden rumfartøjets ankomst ville gøre processen lettere.
Ved hjælp af kortene oprettet af de tre missioner oprettede Schenk nye kort, der afslørede, hvordan overfladen udviklede sig over tid. Ændring af funktioner ville fremstå som større mørke eller lyse funktioner, der adskiller sig fra det statiske, uforanderlige landskab på månen. Men de nye kort afslørede ingen større ændringer, der var større end 50 kilometer (50 kilometer) på overfladen.
Dernæst sonderede Schenk specifikt kandidatens plume-steder, regioner identificeret baseret på hvor plommer var blevet plettet over Europa. Billeddækningen for de sydpol steder, der blev identificeret af Hubble, var dårlig, og ingen åbenlyse egenskaber var synlige.
"Plommer producerer muligvis ikke observerbare aflejringer i eksisterende billeddannelse," skrev Schenk i sit papir, der blev offentliggjort 24. marts i Astrofysiske tidsskriftsbreve. "Dette er muligt, hvis Europas huler er kun dampformede 'stealth plumes', men det er vanskeligt at forklare, om vanddampen kan krystallisere i partikler ved udluftning i rummet."
Forskellen i størrelse mellem udluftede partikler og overfladepartikler skal være forskellige nok til at blive opdaget af rumfartøjet, selvom de ligger tynde på jorden. Hvis stealth plumes imidlertid er normen, kan mid-infrarød eller ultraviolet kortlægning spektrometri være nødvendig for at detektere dem. Clipper bærer et digitalt kamera, der er følsomt over for ultraviolette bølgelængder og kan muligvis se sporene.
Europas kaos
Forvirrende regioner kendt som kaos terræn kunne potentielt producere kortvarige huler og kan skjule deres fingeraftryk. Hundreder af kaosregioner er spredt over månens overflade med kupler og isbjerglignende blokke. Når det nederste lag af overfladis opvarmes af tidevandsinteraktioner mellem Jupiter og Europa, spænder overfladen ind i sig selv og skaber spændingsfrakturer. Isen ovenpå svækkes, og skorpen spænder og synker, og danner større isbreer.
Schenk sagde, at disse voldelige begivenheder kunne udsætte flydende vand på overfladen i korte perioder. Dette vand kunne koges af for at producere lokaliserede dråber af frosne vanddampkrystaller. Der er svage indikationer omkring terrænerne, der kan være fingeraftryk af røgene.
”Vi observerer dette muligvis i skalaer på et par kilometer i form af mørke glorier omkring noget kaos [terræn], men vi er ikke sikre,” sagde Schenk.
En anden mulighed er, at de omfattende chasmer, der strækker sig over 1.000 kilometer (1000 kilometer) over Europas overflade, kunne være udvisende materiale. Lejlighedsvis indeholder chasmerne dobbeltkanter med mørke rødlige materialer, der belægger overfladerne op til 10 km langs siderne. Tidligere forskning har antydet, at det forbrændte røde materiale langs flankerne kunne komme fra eksplosiv udluftning fra chasmerne, meget som vanddampstråler fra de centrale sprækker langs Enceladus 'dobbeltkanter.
"Hvis de mørkere rødlige materialer, der flankerer dobbeltkanter på Europa, skyldes udluftning af plummaterialer som dem på Enceladus, ville de have været spektakulære," sagde Schenk. Under udbrud ville rygterne have frigivet materiale langs det meste af deres længde og skabt lange gardiner med gas og partikler flere kilometer høje lysbue i rummet over hver ryg, skønt det er usandsynligt, at de alle eksploderede på én gang.
”Det ville have været ret spændende at stå der, i en rumdragt, og se disse begivenheder langs kamme, der forsvinder over horisonten,” sagde Schenk.
De nye resultater understreger den begrænsede mængde og den lave kvalitet af billeder af månen. Clipper planlægger at gennemføre en omfattende jagt på blomstervirksomhed med forhåbentlig større succes. Indtil da kan plommerne forblive et mysterium, sagde Schenk.
"Uanset hvad der sker i Europa, er vi ikke kommet til bunden endnu."
- NASAs Europa Clipper Mission til Jupiters Icy Moon rydder stor hindring på vej til lancering
- Europa-rapport: Jupiters Icy måne forklaret (Infographic)
- 6 mest sandsynlige steder for fremmed liv i solsystemet
