Dacă se confirmă, erupțiile acestui satelit înghețat al lui Jupiter ar putea oferi noi căi de explorare a oceanului care se află sub suprafața sa.

astronomii

Astronomii care folosesc Telescopul Spațial Hubble au găsit noi dovezi că un ocean aflat sub suprafața Europei, luna înghețată a lui Jupiter, ar putea emite panouri de vapori de apă intermitent în spațiul cosmic, au anunțat oamenii de știință luni la o conferință de presă la NASA. Descoperirea sugerează că oceanul Europei, despre care se crede că este îngropat sub aproximativ 100 de kilometri de gheață, ar putea adăposti viață - și ar fi mai accesibil pentru astrobiologii curioși - decât se credea anterior. Rezultatele vor fi prezentate în numărul următor al Jurnalului astrofizic.

"Dacă sunt pene care ies din Europa, este semnificativ", spune liderul studiului, William Sparks, astronom la Space Telescope Science Institute din Baltimore, Maryland. „Pentru că înseamnă că am putea explora acel ocean pentru chimie organică sau chiar semne de viață fără a fi nevoie să forăm un număr necunoscut de mile de gheață”. Nuanțele de abur sugerează, de asemenea, că ar putea exista o sursă puternică de energie ascunsă în Europa, care ar putea fi valorificată de ființele vii.

Folosind spectrograful de imagistică al telescopului spațial Hubble (STIS), Sparks și echipa sa au observat Europa de 10 ori în timp ce traversa fața lui Jupiter între sfârșitul anului 2013 și începutul anului 2015. Privind în lumină ultravioletă, deoarece suprafața înghețată a Europei pare foarte întunecată, ei căutam umbre din plumele de abur împotriva luminii de fundal a peisajelor strălucitoare și moi ale norilor lui Jupiter. Analiza dureroasă și procesarea imaginilor de trei ori au arătat ceea ce părea a fi umbrele ultraviolete care se ridică deasupra vârfului sudic al orizontului Europei. Se estimează că, dacă ar fi pene de abur, ar putea conține câteva milioane de kilograme de material și ar putea extinde aproximativ 200 de kilometri deasupra suprafeței Europei.

Nu este pentru prima dată când oamenii de știință observă pene în Europa. O echipă de cercetători condusă de Lorenz Roth, un astronom aflat acum la Institutul Regal de Tehnologie din Stockholm, a observat ceea ce se crede că este un singur panou de dimensiuni similare situat în aceeași locație în 2012. Aceste rezultate, publicate în Science în 2013, ele se bazează și pe măsurători efectuate de instrumentul STIS al lui Hubble. Dar, în loc să întrezărească umbre, descoperirile au înregistrat emisii ultraviolete în apropierea polului sud al Europei a ceea ce ar fi putut fi hidrogen și oxigen - exact ceea ce ar produce un panou de vapori de apă pe măsură ce elementele sale atomice se disociază în timp ce sunt bombardate de particule prinse în puternicul câmp magnetic al lui Jupiter -.

Mai târziu, însă, presupusele pene observate de echipa lui Roth au dispărut și nu au apărut în datele de arhivă sau în niciuna dintre căutările efectuate de alte telescoape - până acum. Unii au crezut că poate penele au apărut doar atunci când Europa a ajuns la cea mai îndepărtată margine a orbitei sale, unde forțele gravitaționale colective ale lui Jupiter și ale celorlalte luni ale sale ar putea intra, generând o „maree de încălzire” în interiorul Europei, deschizând fisuri și topind gheața pentru a expulza. apă în spațiu. Sau poate a fost un eveniment unic produs de un asteroid sau o cometă nedetectată care a lovit suprafața Europei. Unii sceptici au speculat că oamenii de știință erau „flămânzi de pene” și că au cedat pareidoliei, tendința minții umane de a găsi modele în haos și de a proiecta sensul pe zgomotul fără sens.

Odată cu noile descoperiri ale echipei lui Sparks, ipoteza „mareei de încălzire” pierde abur, deoarece posibilele pene observate nu par să apară atunci când încălzirea mareelor ​​din Europa ar trebui să fie cea mai puternică. Aceasta înseamnă că, dacă există panouri de abur, deocamdată le lipsește o sursă evidentă de căldură pentru a explica dimensiunile observate și intermitenta lor misterioasă. În mod similar, din moment ce echipa Sparks a observat penele în mod recurent, pierde din greutate și ideea că a fost „un eveniment unic”. În timp ce aceste ipoteze sunt împinse în jgheab, ideea mai largă că penele sunt o iluzie rămâne ferm dezbătută. Ambele detecții sunt la limita a ceea ce este semnificativ statistic și provin de la același instrument din același telescop - care este fără îndoială cel mai folosit și cel mai profund înțeles dintre toate observatoarele din istorie.

„Acesta are aceleași șanse de a fi real ca și detecțiile anterioare”, spune Britney Schmidt, un om de știință planetar la Institutul de Tehnologie din Georgia, care nu a fost implicat în cercetare. „Ambele rezultate au arătat semnale semnificative statistic și la un nivel similar, așa că sunt destul de neutru. Cred că ar trebui să ne așteptăm să existe pene de abur sau ceva similar. Dar nu sunt sigur dacă aceste detectări sunt suficient de sensibile pentru a pune capăt cu siguranță îndoielilor odată pentru totdeauna. ".

Sparks recunoaște că rezultatele echipei sale rămân vag frustrante. „Aceste observații sunt la marginea a ceea ce poate face Hubble”, spune el. „Nu cunoaștem nicio altă cauză instrumentală care poate provoca aceste evenimente și sunt semnificative statistic, dar rămânem precauți. Nu ne prefacem că am demonstrat existența penelor, ci mai degrabă am furnizat dovezi care indică faptul că o astfel de activitate poate avea loc ".

Această precauție este justificată, având în vedere că prezența (sau absența) penelor în Europa ar putea modifica profund viitorul explorării interplanetare, redirecționând miliarde de dolari în finanțare către noi misiuni de explorare. Europa, care are aproximativ dimensiunea Lunii Pământului, posedă fără îndoială un ocean, având în vedere cantitatea mare de dovezi colectate de diferite nave spațiale și telescoape de-a lungul deceniilor. Unele modele estimează că poate fi de 10 ori mai adânc și de trei ori mai voluminos decât oceanul Pământului și că probabil a persistat în stare lichidă de miliarde de ani.

Aceste caracteristici fac luna lui Saturn Enceladus foarte diferită - cealaltă lume cu un ocean capabil să producă pene despre care știm că există în spațiul cosmic - care a fost observată pentru prima dată expulzând vapori de apă din polul său sud în 2004 de către orbitatorul Cassini. Studiile asupra penelor lui Cassini au produs rezultate surprinzătoare, inclusiv detectarea indirectă a orificiilor hidrotermale de pe fundul mării ascunse ale lunii. Totuși, Enceladus este de șase ori mai mic decât Europa, de două ori distanța față de Pământ și poate avea un rezervor subteran mult mai mic, care ar putea fi doar un mic rezervor temporar de apă produs după decongelare prin încălzirea mareelor ​​cauzat de Saturn. La urma urmei, majoritatea astrobiologilor ar prefera probabil să studieze Europa, mai ales dacă nu trebuie să străpungă mai întâi un acoperiș gros de gheață.

Cu toate acestea, nu există nicio garanție că penele Europei, dacă sunt confirmate, sunt conectate la oceanul subteran. În schimb, acestea ar putea fi rezultatul unor pete care se topesc în scoarța superioară, formându-se poate în regiuni de „teren haotic” de pe suprafața crestată a Europei, plină de fisuri. Gheața de acolo s-a spart în blocuri dezordonate, cu material mai moale și mai fierbinte care țâșnește de jos. Potrivit lui Schmidt, suprafața activă și pătată a Europei ar putea fi un motiv pentru care nu-i studiază penele în comparație cu Enceladus, care are o crustă relativ inertă, în ciuda fracturilor care emit plume la polul său sud. „Din cauza geologiei Enceladus, este puțin evident unde a existat activitate”, spune Schmidt. "În Europa există activitate peste tot, care ar putea genera panouri de abur sau ar putea complica ancheta".

Cu toate acestea, prima observație a unui panou, care a fost făcută de echipa lui Roth, a ajutat deja să orienteze planurile pe termen lung ale NASA către o explorare mai robustă a Europei. În ultimii ani, o misiune pe acea lună a progresat rapid de la un vis de pipă la aprobarea de către Congresul SUA și este deja programată pentru o lansare în anii 2020. Proiectul actual al NASA pentru nava spațială include un set de nouă instrumente, toate concepute pentru detectarea și studiul penelor și pentru alte studii științifice normale. Agenția Spațială Europeană construiește, de asemenea, o sondă numită Jupiter Icy Moons Explorer pentru a investiga Europa, care va fi lansată în 2022.

Pentru a minimiza expunerea la radiații care ar putea deteriora navele spațiale care se apropie de Europa, misiunea planificată a NASA nu va orbita pe lună, ci va zbura, într-o serie de întâlniri concepute să planeze peste suprafață din aproape toate unghiurile posibile. Dacă există pene de vapori, nava spațială ar putea identifica sursele lor și chiar putea lua probe directe pentru a determina compoziția lor, pentru a urmări semne de viață care ar putea fi înfloritoare sau doar subzistente sub suprafață.

Există deja o navă spațială NASA lângă Jupiter numită Juno care are un spectrometru ultraviolet puternic care ar putea fi folosit pentru a confirma dacă Europa emite panouri. Dar Juno se află într-o orbită polară în jurul lui Jupiter, care nu este potrivită pentru studierea lunilor planetei și chiar dacă ar fi în altă parte, NASA consideră că nu este suficient de sterilizată pentru întâlniri strânse cu o lume care ar putea găzdui viață. „Am depus eforturi mari pentru a ne asigura că nava spațială nu se apropia de Europa, pentru că am vrut să protejăm Europa de contaminare”, spune Curt Niebur, om de știință al programului NASA pentru misiuni pe planetele exterioare.

În absența confirmării și a studiilor sondelor interplanetare, dovezi suplimentare că penele sunt autentice ar putea proveni din supravegherea continuă a Hubble sau din urmăriri folosind Telescopul spațial James Webb, care este programat pentru o lansare în 2018. Echipa de la Sparks a a observat încă două tranzite ale Europei, deși analiza sa de date rămâne incompletă. Alternativ, spune el, „Celălalt lucru care ar putea confirma acest lucru ar fi dacă cineva cu o tehnică de observație complet independentă produce rezultate consistente”.

Din februarie anul curent, Lucas Paganini, astronom afiliat la NASA la Universitatea Catolică din America, face exact asta: căutând umbre din penele de vapori ale Europei în lumina infraroșie apropiată folosind unul dintre telescoapele gemene de 10 picioare. de la Observatorul Keck de pe Mauna Kea, Hawaii.

„Există o mulțime de oameni care neagă existența penelor, fără un motiv real”, spune el. „Nu este deloc nebunesc să spui că există penele și chiar să spui că sunt comune pe lunile de gheață. Nu este ca și cum cineva ar încerca să devină faimos prin asta, spunând că există detecții ". Într-o revizuire a rezultatelor care urmează să fie prezentate la o reuniune a Societății Astronomice Americane din octombrie, Paganini spune că a văzut o mulțime de „chestii interesante” în datele lui Keck, dar nimic care să-l determine să excludă ultimele rapoarte de bine - sau orice le confirmă -.