Det, der er længe mistænkt for, er nu blevet bekræftet: Jupiters måne Europa har vand. Da vi har lært mere om det ydre solsystem i de senere år, er Europa blevet et højt prioriteret mål i søgen efter livet. Med denne opdagelse har NASA lige malet et stort rødt tyreøje på Jupiters mindste galileiske måne.
”Selvom forskere endnu ikke har fundet flydende vand direkte, har vi fundet den næste bedste ting: vand i dampform.”
Lucas Paganini, NASA planetarisk forsker, forskningsleder.
Før denne opdagelse havde videnskabsmænd allerede nogle beviser for, at Europa har potentialet til at have liv i livet. Månen har den glatte overflade af ethvert objekt i solsystemet, hvilket førte forskere til at antage, at det havde flydende vand i et hav under jorden, holdt over frysepunktet ved tidevandsbøjning fra Jupiter. Denne tidevandsbøjning holder ikke kun vandet i flydende form, det skaber ispladsbevægelse svarende til tektoniske plader på Jorden ifølge hypotesen.
Flere beviser kom fra at studere de brune pletter på Europas overflade. Forskere antog, at det er kemikalier fra havbunden, der har fundet vej til overfladen. Dette viser, at havbunden måske interagerer med overfladen, hvilket er en vigtig overvejelse, når man tænker over beboelighed.
Opdagelsen af flydende plum hævede spændingsniveauet omkring Europas potentielle beboelighed.
I 2012 fangede Hubble et billede af Europa, der viser det, som mange fortolkede som en drum af vanddamp, der kom ud af en revne i den frosne overflade og skyder op til ca. 200 km (120 miles) høj. (Til sammenligning er Mt. Everest kun 8,8 km høj.) I 2016 var der flere beviser fra Hubble, der antydede hul.
NASAs Galileo-rumfartøj opdagede forstyrrelser i Jupiters magnetfelt nær Europa i det rumfartøjs tid på Jupiter, fra 1995 til 2003. Forskere tilskrev disse forstyrrelser til et salt hav, der måtte eksistere under månens frosne overflade, da et salt hav kan lede elektricitet.
Galileo-rumfartøjet kom også så tæt som 206 km (128 mi) til Europas overflade i 1997, og nogle forskere antyder, at det faktisk fløj gennem en blæser.
Men i alle disse data var der ingen endelig opdagelse af vand. Nu er det ændret.
”Denne første direkte identifikation af vanddamp i Europa er en kritisk bekræftelse af vores oprindelige detekteringer af atomart…”
Lorenz Roth, astronom og fysiker, KTH Royal Institute of Technology i Stockholm, medforfatter.
Et team af videnskabsfolk ledet af Lucas Paganini, en NASA-planetarisk videnskabsmand, har offentliggjort et papir, der annoncerede opdagelsen af vand i Europa. Papiret har titlen "En måling af vanddamp midt i et stort set roligt miljø i Europa." Det offentliggøres den 18. november i tidsskriftet Nature.
I en pressemeddelelse sagde Paganini: ”Væsentlige kemiske elementer (kulstof, brint, ilt, nitrogen, fosfor og svovl) og energikilder, der er to af tre krav til liv, findes overalt i solsystemet. Men det tredje - flydende vand - er noget svært at finde ud over Jorden. Mens forskere endnu ikke har fundet flydende vand direkte, har vi fundet den næste bedste ting: vand i dampform. ”
Paganini og de andre forskere sagde, at de registrerede nok vand til at fylde en swimmingpool i olympisk størrelse på få minutter; ca. 2360 kg / sekund (5202 lbs / sec.) De rapporterer også, at vandet kun vises sjældent. ”For mig er det interessante ved dette arbejde ikke kun den første direkte detektion af vand over Europa, men også manglen på det inden for rammerne af vores detektionsmetode.”
Resultaterne stammer fra observationstid med W.M. Keck Observatorium på Hawaii. I løbet af 17 nætter af observationer i 2016 og 2017 fandt teamet det svage, tydelige signal om vanddamp kun én gang. Dampen blev fundet på Europas førende halvkugle, da den kredser om Jupiter. (Europa er tidligt låst for Jupiter, ligesom månen er til Jorden.)
Vand udsender infrarødt lys i specifikke frekvenser, når det interagerer med solstråling. Ved at bruge en spektrograf på Keck-teleskopet målte forskere den kemiske sammensætning på Europas førende halvkugle.
"Denne første direkte identifikation af vanddamp i Europa er en kritisk bekræftelse af vores oprindelige detekteringer af atomart, og den fremhæver den tilsyneladende sparsitet af store plumes på denne iskalde verden," sagde Lorenz Roth, en astronom og fysiker fra KTH Royal Institute of Teknologi i Stockholm, der ledede Hubble-undersøgelsen i 2013 og var medforfatter til denne nylige undersøgelse.
Roth henviser til påvisning af de komponenter, der udgør vand, der findes over Europa. Selvom det er spændende, er det ikke det samme som at opdage vand. For at finde vandet måtte teamet bruge det jordbaserede Keck-observatorium og dets spektrograf, da intet nuværende rumfartøj har kapacitet til at detektere vand.
Det er ikke let at bestemme, at det er vand i stedet for kun vandkomponenterne, især ikke fra Jorden. Holdet bag denne undersøgelse var nødt til at kæmpe med vandet i Jordens atmosfære og gøre det, de stolede på kompleks matematisk modellering og computermodellering.
Holdet er selvsikker i deres resultater, selvom de anerkender, at en mission til Europa er nødvendig for virkelig at forstå månen.
”Vi udførte omhyggelig sikkerhedskontrol for at fjerne mulige forurenende stoffer i jordbaserede observationer,” sagde Avi Mandell, en Goddard planetvidenskabsmand i Paganinis team. ”Men til sidst bliver vi nødt til at komme nærmere Europa for at se, hvad der virkelig foregår.”
Forhåbentlig behøver forskere - og resten af os - ikke at vente for meget længere for at få nogle mere definitive svar på Europas mange spørgsmål. Europa Clipper blev flyttet til sin endelige designfase i august 2019 og forventes at blive lanceret engang i midten af 2020'erne. Den vil bære en hel række instrumenter til at undersøge Europas mysterier. Den mest spændende af alle er måske den jordbundne radar. Det kan se lige gennem isen og bekræfte eksistensen af et hav under jorden en gang for alle.
Som om en orbiter ikke var nok, er der også tale om en Europa-lander.
I 2019 tildelte Kongressen NASA $ 195 millioner for at undersøge at udvikle en lander som en del af Clipper-missionen. NASA anmodede aldrig om disse penge, sandsynligvis delvis fordi overfladen af Europa er et vanskeligt miljø at lande på. Måske ved Kongressen, at landinger tiltrækker en enorm mængde offentlig interesse.
Naturligvis er det ikke kun overflademiljøet i Europa, der er problematisk. Strålingen omkring Jupiter er ekstrem, og for at få succes, vil Europa Clipper følge store elliptiske baner og kun komme tæt på Europa i perioder, før de trækker sig tilbage til sikkerhed. Sådan kæmper NASAs Juno-rumfartøj med Jupiters stråling.
Men alligevel vil Clipperen være i stand til direkte at afbilde eventuelle blokke og endda prøve dem med dens massespektrometre. Det vil også være i stand til at undersøge overfladen mere detaljeret end nogensinde før.
Vi bliver dog nødt til at være tålmodige. Juno tog fem år at nå Jupiter. Hvis Europa Clipper-missionen lanceres i midten af 2020'erne, får vi ingen videnskabsresultater før i 2030 eller senere.
Mere:
- Pressemeddelelse: NASA-forskere bekræfter vanddamp i Europa
- Forskningsartikel: En måling af vanddamp midt i et stort set roligt miljø i Europa
- Space Magazine Video: Exploring The Icy Moons of Jupiter. NASAs Europa Clipper og ESAs JUICE
