Europa. Kép jóváírása: NASA Kattintson a nagyításhoz
Az a felfedezés, hogy a Jupiter hold Európájában valószínűleg hideg, sós óceán található a fagyott jeges kéreg alatt, felvette az Európát azon napfényrendszerünk azon objektumainak rövid listájába, amelyeket az asztrobiológusok tovább kívánnak tanulmányozni. A kanadai Calgary-ban, a Earth System Processes II konferencián Ron Greeley, a bolygógeológus és az arizonai Phoenixben található Arizona Állami Egyetem geológia professzora beszédet tett, amelyben összefoglalta a Jupiterről és holdjairól ismert ismereteket és még felfedezésre váró kérdéseket. .
Hat űrhajó fedezte fel a Jupiter rendszert. Az első kettő a Pioneer űrhajó volt az 1970-es években, amelyek a Jupiter rendszerrel repültek és néhány rövid megfigyelést tettek. Ezeket a Voyager I és II űrhajó követte, amely első betekintést adott a Galileai műholdakról. De a legtöbb információ a Galileo misszióból származik. A közelmúltban volt egy repülõgép a Cassini ûrhajóról, amely Jupiterrel ment és megfigyeléseket tett a Saturn felé tartó úton, ahol jelenleg üzemel. De szinte mindent, amit tudunk a Jupiter rendszer geológiájáról, különös tekintettel a Galileai műholdakra (Io, Europa, Ganymede és Callisto), a Galileo misszióból származott. A Galileo hihetetlen mennyiségű információt adott nekünk, amelyeket ma még elemzésünk alatt állunk.
Négy galileai műhold van. Io, a legbelső, a vulkáni szempontból a legaktívabb tárgy a Naprendszerben. Belső energiáját a belső tér árapály-terheléséből nyeri ki, mivel azt Europa és Jupiter között tolják és húzzák. A robbanásveszélyes vulkánizmus nagyon látványos. Vannak olyan tollak, amelyeket kb. 200 km-re (124 mérföld) bocsátanak ki a felszín felett. Azt is látjuk, hogy a felszínen kiáradó lávaáramok formájában vulkanizmus jelentkezik. Ezek nagyon magas hőmérsékletű, nagyon folyékony áramlások. Io-n látjuk, hogy ezek az áramlások több száz kilométerre kiterjednek a felszínen.
Az összes Galileai műhold elliptikus pályán van, ami azt jelenti, hogy néha közelebb vannak Jupiterhez, máskor távolabb, és a szomszédaik elhúzzák őket. Ez elegendő mértékű belső súrlódást generál, Io esetében, hogy megolvaszthassa a belső teret és „meghajtja” a vulkánokat. Ugyanezek a folyamatok zajlanak az Europa-on. És fennáll annak a lehetősége, hogy a szilikát-vulkánizmus az jeges kéreg alatt zajlik az Europa-on.
Ganymede a legnagyobb műholdas a Naprendszerben. Külső jeges héjú. Úgy gondoljuk, hogy van egy folyékony víz egy jég alatti óceánja egy szilikátmag felett, és talán egy kicsi belső fémmaggal. A Ganymede kialakulása óta geológiai folyamatoknak van kitéve. Komplex története van, amelyet tektonikus folyamatok dominálnak. Látjuk a nagyon régi és a nagyon fiatal funkciók kombinációját. Láthatjuk a felületén olyan komplex mintázatmintákat, amelyek keresztezik a régebbi törési mintákat. A felület olyan tömbökre van törve, amelyeket az elsődleges, látszólag folyadék belső részén elmozdítottak. Láthatjuk a korai bombázás periódusából származó hatástörténetet is. A Ganymede tektonikus történetének megbontása folyamatban lévő munka.
Callisto a galíliai műholdak legkülső része. Ezt is ütésbombázásnak vetették alá, tükrözve általában a Naprendszer és különösen a Jupiter-rendszer korai akkreditációs történetét. A felületet minden méretű kráter uralja. Meglepte azonban a nagyon apró ütköző kráterek nyilvánvaló hiánya. Nagyon apró ütköző krátereket látunk szomszédjában, Ganymede-ben; nem látjuk őket Calliston. Véleményünk szerint van egy folyamat, amely törli a kis krátereket - de csak a hold bizonyos területein. Ez egy rejtély, amelyet még nem sikerült megoldani: Mi az az eljárás, amellyel eltávolítják az apró krátereket egyes területeken, vagy alternatívaként esetleg nem alakultak ki ott valamilyen okból, hogy kezdjük? Ez ismét a folyamatban lévő kutatás témája.
Elsődlegesen az Europaról akarok beszélni. Az Europa körülbelül a Föld holdjának mérete. Elsősorban szilikát tárgy, de van egy H2O héja, amelynek felülete fagyott. A szilikát belsejét borító teljes vízmennyiség meghaladja a Föld összes vízét. A víz felszíne fagyos. A kérdés: Mi van a fagyasztott héj alatt? Van szilárd jég egészen az aljáig, vagy van folyékony óceán? Úgy gondoljuk, hogy folyékony víz van a jeges kéreg alatt, de ezt nem igazán tudjuk. Ötleteink modelleken alapulnak, és mint minden modell, tovább tanulmányozzák őket.
Úgy gondoljuk, hogy folyékony óceán található az Európában, az Európa körül bekövetkező indukált mágneses mező viselkedéséből fakad, amelyet a Galileo-n mágnesmérővel mértünk. A Jupiternek hatalmas mágneses tere van. Ez viszont mágneses teret indukál nemcsak az Europa-on, hanem a Ganymede-en és Callisto-on is. Az indukált mágneses mező viselkedése összhangban van egy sós folyékony óceán jelenlétével, nemcsak az Európában, hanem a Ganymede-ben és Callisto-ban is.
Tudjuk, hogy a felület vízjég. Tudjuk, hogy vannak jelen nem jégkomponensek, amelyek különféle sókat tartalmaznak. És tudjuk, hogy a felületet geológiailag megmunkálták: törött, meggyógyult, többször felbomlott. A felületen viszonylag kevés ütköző kráter is található. Ez azt jelzi, hogy a felület geológiailag fiatal. Az Europa ma még geológiailag is aktív lehet. Különösen az egyik régió képe egy olyan felületet mutat, amely súlyosan felbomlott. A jeges lemezeket elválasztották és új pozícióba helyezték. Az anyag kiszivárgott a repedések között, majd látszólag befagyott, és úgy gondoljuk, hogy ez lehet az egyik olyan hely, ahol felújító anyag volt, valószínűleg az árapály-melegítés miatt, amiről már korábban beszéltünk.
Hajlandóak vagyunk elfelejteni a dolgok méretét a bolygótudományban. De ezek a jeges blokkok hatalmasak. Amikor a jövőbeli kutatásokra gondolunk, szeretnénk leereszkedni a felszínre és elvégezni bizonyos kulcsfontosságú méréseket. Tehát gondolnunk kell az űrhajórendszerekre, amelyek képesek leszállni egy ilyen terepen. Mivel ezekben a helyeken származhat anyag a jég alól, ezek a kutatás prioritása. És mégis, amint a bolygók felfedezése gyakran elõfordul, a legérdekesebb helyek a legnehezebb elérni.
Szóval mit szeretnénk tudni? Az első és legalapvetőbb az „óceán fogalma”. Létezik folyékony víz vagy sem? A jéghéj vastag vagy vékony? Ha van egy óceán, akkor mekkora a jeges kéreg? Ezt nagyon fontos tudni, amikor egy lehetséges folyékony óceán feltárására gondolunk az Europa-on: Ha be akarunk jutni az óceánba, milyen mélyen kell átjutnunk a jégen? Hány éves a felület? Azt mondjuk, hogy „fiatal”, de ez csak egy relatív kifejezés. Több ezer, százezer, millió vagy akár milliárd éves? A modellek lehetővé teszik a korok megoszlását az ütköző kráter gyakorisága alapján. Milyen környezetben vannak ma kedvezőek az asztrobiológia? És milyen környezetek voltak a múltban? Ugyanazok voltak, vagy változtak az idő múlásával? E kérdésekre adott válaszokhoz új adatokra van szükség.
Egy másik dolog, amely felhívja a figyelmet a galileai műholdak feltárására, az, hogy megpróbáljuk megérteni földtani történelemüket. Bizonyos mértékig a látott sokféleség, Io-tól Európáig, Ganymede-ig és Callistoig, összekapcsolható az árapály-energia mennyiségével, amely a rendszert vezérli. A maximális árapály-energia meghajtja az Io-nál annyira domináns vulkánizmust. A másik szélsőséges esetben a Callisto-on nagyon kevés árapály-energia eredményezi az ütéscsillapító rekord megőrzését. Az Europa és a Ganymede e két szélsőséges eset között vannak.
A Jupiter három jeges holdjának (Europa, Ganymede és Callisto) teljes felszíne nagyobb, mint a Mars felülete, és valójában körülbelül egyenértékű a Föld teljes szárazföldi felületével. Tehát, amikor a jeges galileai műholdak feltárásáról beszélünk, sok terepet kell lefedni.
Ami a jövőbeli felfedezéseket illeti, hadd mondjak el egy kis történetet. Három évvel ezelőtt a NASA létrehozta a Prometheus projektet. A Prometheus projekt magában foglalja a nukleáris energia fejlesztését és a nukleáris meghajtást, amit hosszú ideje nem gondoltak komolyan. A Prometheus projekt során az első küldetés a Jupiter Icy Moons Orbiter vagy JIMO volt. A cél az volt, hogy felfedezzék a három jeges holdat a Jupiter rendszer összefüggésében. Nagyon ambiciózus projekt volt. Nos, ez év elején a JIMO-t lemondták. Úgy tűnik, hogy ebben az évben jóváhagyják az Europa geofizikai pályáját. Az űrhajó elindításának kezdeti lépéseit most mérlegelik. Az Europa nagyon magas prioritást élvez a feltárásban, és e prioritás elismeréseként valószínűleg ez a misszió fog megtörténni.
Miért érdekli annyira az Europa? Az astrobiológiáról beszélve az élet három összetevőjét vesszük figyelembe: víz, a megfelelő kémia és az energia. Jelenléte nem azt jelenti, hogy valaha történt az élet varázslatos szikra, de ezek a dolgok, amelyek véleményünk szerint szükségesek az élethez. És tehát, amint vázoltam, Jupiter jeges holdjai mindhárom potenciális célpontjai. De az Europa a legfontosabb, mert úgy tűnik, hogy rendelkezik a legnagyobb belső energiával.
Tehát természetesen először szeretnénk tudni: Van-e óceán, igen vagy nem?
Akkor mi a jeges kéreg háromdimenziós konfigurációja? Tudjuk, hogy az organizmusok repedésekben és repedésekben élhetnek a sarkvidéki jégen. Ilyen repedések valószínűleg vannak jelen az Europa-ban is, és olyan rések lehetnek, amelyek nagy jelentőséggel bírnak az asztrobiológia szempontjából.
Ezután meg akarjuk térképezni a szerves és szervetlen felületi kompozíciókat. A mai adatokban láthatjuk, hogy a felület heterogén. Ez nem csak tiszta jég a felszínen. Vannak olyan területek, amelyek úgy tűnik, hogy gazdagabbak a nem jégkomponensekben, mint más helyeken. Le akarjuk térképezni az anyagot.
Azt is szeretnénk feltérképezni az érdekes felszíni jellemzőket és azonosítani azokat a helyeket, amelyek a jövőbeli felfedezés szempontjából a legfontosabbak, ideértve a földeket is.
Akkor meg akarjuk érteni az Európát a Jupiter környezettel összefüggésben. Például, hogyan befolyásolja a Jupiter által bevezetett sugárzási környezet az Europa felszíni kémiáját?
Végül azt akarjuk, hogy lejusson a felszínre, mert számos olyan dolgot megtehetünk, amelyet csak a felszínről tudunk megtenni. Nagyon sok adatunk van a Galileo misszióból, és reméljük, hogy még többet szerezhetünk a potenciális Europa misszióból, de ezek távérzékelési adatok. Ezután azt akarjuk, hogy egy földelt terepet szerezzenek a felületre, amely elvégezhet néhány kritikus föld-igazságmérést, és a távérzékelési adatokat összeillesztheti a környezetbe. És úgy gondoljuk, hogy a tudományos közösségen belül az Europa és a Jupiter rendszer következő küldetésének valamilyen kirakodott csomagnak kell lennie. De függetlenül attól, hogy ez valóban megtörténik-e vagy sem, maradj velünk!
Eredeti forrás: NASA Astrobiology
