Se mitä pitkään epäillään, on nyt vahvistettu: Jupiterin kuussa Euroopassa on vettä. Kun olemme oppineet lisää ulkoisesta aurinkokunnasta viime vuosina, Euroopasta on tullut tärkeä tavoite elämänhaussa. Tällä löytöllä NASA on juuri maalannut suuren punaisen härän silmän Jupiterin pienimmälle Galilean kuulle.
"Vaikka tutkijat eivät ole vielä havainneet nestemäistä vettä suoraan, olemme löytäneet seuraavan parhaan asian: veden höyryssä."
Lucas Paganini, NASA: n planeettatutkija, tutkimusjohtaja.
Ennen tätä löytöä tutkijoilla oli jo jonkin verran näyttöä siitä, että Europa tarjoaa potentiaalin satamaan elämää. Kuulla on minkä tahansa aurinkojärjestelmän esineen tasaisin pinta, mikä johti tutkijoiden olettamaan, että sillä oli nestemäistä vettä maanalaisessa valtameressä, jota pidettiin jäätymisen yläpuolella Jupiterin vuorovesivaroilla. Tämä vuoroveden taipuminen ei vain pidä vettä nestemäisessä muodossa, vaan luo hypoteesin mukaan jäälevyn liikkeen, joka on samanlainen kuin maan tektonisten levyjen.
Lisää todisteita saatiin tutkimalla ruskeita laikkuja Europan pinnalla. Tutkijat olettivat, että nämä ovat kemikaaleja maanalaisesta valtamerestä, jotka ovat kulkeneet tiensä pintaan. Tämä osoittaa, että merenpohja saattaa olla vuorovaikutuksessa pinnan kanssa, mikä on tärkeä näkökohta ajateltaessa asettavuutta.
Nestemäisten höyhenten löytö nosti jännitystä Europan potentiaalisesta asumiskelpoisuudesta.
Vuonna 2012 Hubble otti kuvan Euroopasta, joka osoitti, mitä monet tulkitsivat vesihöyryn paljaana, joka tuli ulos jäätyneen pinnan halkeamasta ja ampui noin 200 km (120 mailin) korkeuteen. (Vertailun vuoksi, Mount Everest on vain 8,8 km korkea.) Vuonna 2016 Hubblelta oli enemmän todisteita, jotka ehdottivat putouksia.
NASA: n Galileo-avaruusalus havaitsi häiriöitä Jupiterin magneettikentässä lähellä Eurooppaa kyseisen avaruusaluksen aikana Jupiterissa, vuosina 1995-2003. Tutkijat määrittivät nämä häiriöt suolaiselle valtamerelle, joka saattaa esiintyä kuun jäätyneen pinnan alla, koska suolainen valtameri voi johtaa sähköä.
Myös Galileo-avaruusalus tuli niin lähellä 206 km: n etäisyyteen Europan pinnasta vuonna 1997, ja joidenkin tutkijoiden mukaan se todella lensi putken läpi.
Mutta kaikissa näissä tiedoissa ei ollut lopullista löytöä vedestä. Nyt se on muuttunut.
"Tämä ensimmäinen vesihöyryn suora tunnistaminen Euroopassa on kriittinen vahvistus alkuperäisistä atomilajien havainnoistamme ..."
Lorenz Roth, tähtitieteilijä ja fyysikko, KTH: n kuninkaallinen teknillinen instituutti Tukholmassa, avustaja.
NASA-planeettatutkijan Lucas Paganinin johtama tutkijaryhmä on julkaissut paperin, joka ilmoittaa veden löytämisestä Europa-alueella. Artikkelin otsikko on "Vesihöyryn mittaus suurelta osin rauhallisessa ympäristössä Euroopassa." Se julkaistaan 18. marraskuuta Nature-lehdessä.
Paganini totesi lehdistötiedotteessaan, että välttämättömiä kemiallisia alkuaineita (hiili, vety, happi, typpi, fosfori ja rikki) ja energialähteitä, kaksi kolmesta elämän tarpeesta, löytyy kaikkialta aurinkokunnasta. Mutta kolmatta - nestemäistä vettä - on jonkin verran vaikea löytää maan ulkopuolelta. Vaikka tutkijat eivät ole vielä havainneet nestemäistä vettä suoraan, olemme löytäneet seuraavan parhaan asian: veden höyryssä. "
Paganini ja muut tutkijat väittivät löytäneensä tarpeeksi vettä olympiakokoisen uima-altaan täyttämiseksi muutamassa minuutissa; noin 2360 kg / sekunnissa (5202 lbs / sek.). He myös ilmoittavat, että vesi näyttää vain harvoin. "Mielestäni mielenkiintoinen asia tässä työssä ei ole vain veden ensimmäinen suora havaitseminen Europa-alueen yläpuolella, mutta myös sen puuttuminen havaintomenetelmämme rajoissa."
Tulokset johtuvat ajan seurannasta W.M. Keckin observatorio Havaijilla. Tarkkailujen 17 yön aikana vuosina 2016 ja 2017 ryhmä löysi heikon, selkeän vesihöyryn signaalin vain kerran. Höyry havaittiin Euroopan johtavalla pallonpuoliskolla, kun se kiertää Jupiteria. (Europa on vuorovesilukittu Jupiteriin, samoin kuin Kuu on maan päälle.)
Vesi emittoi infrapunavaloa tietyillä taajuuksilla, kun se on vuorovaikutuksessa auringonsäteilyn kanssa. Käyttämällä spektrografia Keck-teleskoopilla, tutkijat mittasivat kemiallisen koostumuksen Euroopan johtavalla pallonpuoliskolla.
"Tämä ensimmäinen vesihöyryn suora tunnistaminen Euroopassa on kriittinen vahvistus alkuperäisistä atomilajien havainnoista, ja se tuo esiin suurten putkien ilmeisen harvaan tämän jäisen maailman", sanoi Lorenz Roth, tähtitieteilijä ja fyysikko KTH: n kuninkaallisesta instituutista. Teknologia Tukholmassa, joka johti vuoden 2013 Hubble-tutkimusta ja oli tämän viimeaikaisen tutkimuksen yhtenä kirjoittajana.
Roth viittaa veden muodostavien komponenttien havaitsemiseen Europa-alueen yläpuolella. Vaikka se on kiehtovaa, se ei ole samaa kuin veden löytäminen. Veden löytämiseksi ryhmän oli käytettävä maapallolla sijaitsevaa Keckin observatorioa ja sen spektrografia, koska yhdelläkään nykyisellä avaruusaluksella ei ole kykyä havaita vettä.
Ei ole helppoa päätellä, että kyseessä on vesi eikä vain veden komponentit, etenkin maasta. Tämän tutkimuksen takana olevan ryhmän oli jouduttava kamppailemaan veden kanssa maan ilmakehässä ja tekemään niin, että he luottavat monimutkaiseen matemaattiseen mallintamiseen ja tietokonemallinnukseen.
Joukkue on varma tuloksistaan, vaikka he myöntäisivätkin, että matkustaminen Eurooppaan tarvitaan kuun ymmärtämiseksi.
"Suoritimme huolellisia turvallisuustarkastuksia mahdollisten epäpuhtauksien poistamiseksi maaperän havainnoissa", kertoi Paganinin joukkueen Goddard-planeettatutkija Avi Mandell. "Mutta lopulta meidän on päästävä lähemmäksi Eurooppaa nähdäksemme mitä todella tapahtuu."
Toivottavasti tutkijoiden - ja muiden meidän - ei tarvitse odottaa liikaa kauemmin saadaksesi lopullisempia vastauksia Euroopan moniin kysymyksiin. Europa Clipper siirrettiin lopulliseen suunnitteluvaiheeseensa elokuussa 2019, ja sen on tarkoitus tulla markkinoille joskus 2020-luvun puolivälissä. Siinä on koko joukko instrumentteja koettaa Europan mysteerit. Mielenkiintoisin kaikista saattaa olla sen tunkeutuva tutka. Se saattaa nähdä läpi jään ja varmistaa lopullisen meren olemassaolon lopullisesti.
Ikään kuin kiertäjä ei olisi riittävä, puhutaan myös Europa-laskimesta.
Vuonna 2019 kongressi myönsi NASA: lle 195 miljoonaa dollaria tutkiakseen maa-aluksen kehittämistä osana Clipper-operaatiota. NASA ei koskaan pyytänyt rahaa, luultavasti osittain siksi, että Europa-alueen pinta-ala on vaikea ympäristö. Ehkä kongressi tietää, että purkamiset herättävät valtavan määrän julkista mielenkiintoa.
Tietenkin, ei vain Europa-alueen pintaympäristö ole ongelmallista. Jupiterin ympäristön säteily on äärimmäistä, ja voidakseen menestyä, Europa Clipperin on seurattava laajoja elliptisiä kiertoratoja, pääsemällä vain tietyn ajanjakson ajan Europan lähelle, ennen kuin hän palaa turvallisuuteen. Näin NASA: n Juno-avaruusalus kohtaa Jupiterin säteilyn.
Mutta silloinkin, Clipper pystyy suoraan kuvaamaan kaikki putkit ja jopa näytteittämään ne massaspektrometreillä. Se pystyy myös tutkimaan pintaa yksityiskohtaisemmin kuin koskaan ennen.
Meidän on kuitenkin oltava kärsivällisiä. Juno kesti viisi vuotta päästäkseen Jupiteriin. Jos Europa Clipper -operaatio käynnistyy 2020-luvun puolivälissä, emme saa tieteellisiä tuloksia ennen vuotta 2030 tai myöhemmin.
Lisää:
- Lehdistötiedote: NASA: n tutkijat vahvistavat vesihöyryn Euroopassa
- Tutkimuspaperi: Vesihöyryn mittaus Europa-alueen melkein lepotilassa olevassa ympäristössä
- Space Magazine -video: Jupiterin jäisten kuutien tutkiminen. NASA: n Europa Clipper ja ESA: n JUICE
