Από τότε που οι ανιχνευτές Voyager πέρασαν από το σύστημα του Δία το 1979, οι επιστήμονες ενδιαφέρθηκαν και παραξενεύτηκαν από το φεγγάρι του, Ευρώπη. Μόλις οι εικόνες που απέκτησαν αυτοί οι ανιχνευτές από την παγωμένη επιφάνεια του φεγγαριού επέστρεψαν στη Γη, οι επιστήμονες άρχισαν να κάνουν εικασίες για την πιθανότητα ύπαρξης ωκεανού κάτω από την επιφάνεια. Έκτοτε, η ανίχνευση της δραστηριότητας του λοφίου και άλλες γραμμές αποδείξεων ενίσχυσαν αυτή τη θεωρία και τροφοδότησαν εικασίες ότι θα μπορούσε να υπάρχει ζωή κάτω από την παγωμένη επιφάνεια της Ευρώπης.
Σύμφωνα με νέα έρευνα, ένα άλλο κρίσιμο στοιχείο της υδάτινης φύσης της Ευρώπης έχει τουλάχιστον επιβεβαιωθεί. Χρησιμοποιώντας μια παρόμοια τεχνική που επιβεβαίωσε την παρουσία ατμοσφαιρικών υδρατμών στο φεγγάρι του Δία Γανυμήδη, ο Lorenz Roth του Βασιλικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας KTH επιβεβαίωσε ότι Η Ευρώπη έχει υδρατμούς στην ατμόσφαιρά της . Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε μεγαλύτερη κατανόηση της ατμόσφαιρας και του επιφανειακού περιβάλλοντος της Ευρώπης, ενημερώνοντας τις αποστολές που θα κατευθυνθούν εκεί στο εγγύς μέλλον.
Ως ένα από τα μεγαλύτερα φεγγάρια του Ιοβίου που ανακάλυψε ο Γαλιλαίος το 1610 (γι' αυτό είναι γνωστά και ως «Γαλιλαία Φεγγάρια»), η Ευρώπη είναι ένα από τα πολλά σώματα στο Ηλιακό Σύστημα που πιστεύεται ότι έχει εσωτερικούς ωκεανούς. Αυτό οδήγησε τους επιστήμονες να τους χαρακτηρίσουν ως «Ωκεανικούς Κόσμους», τους οποίους πολλοί αστροβιολόγοι θεωρούν το πιο πιθανό μέρος για να βρουν στοιχεία εξωγήινης ζωής.
Απεικόνιση της Ευρώπης, που δείχνει τη δραστηριότητα του λοφίου που συνδέει την επιφάνεια με τον εσωτερικό ωκεανό. Ο Δίας (δεξιά) και η Ιώ (μέση) είναι ορατοί σε απόσταση. Πίστωση: NASA/JPL-Caltech
Για χάρη αυτής της μελέτης, ο Roth (ερευνητής στο KTH στη Στοκχόλμη) συμβουλεύτηκε αρχειακά δεδομένα που αποκτήθηκαν από το Hubble Φασματογράφος απεικόνισης διαστημικού τηλεσκοπίου (STIS) . Συγκεκριμένα, εξέτασε τις υπεριώδεις παρατηρήσεις που έγιναν στην Ευρώπη το 1999, το 2021, το 2014 και το 2015, όταν η Σελήνη βρισκόταν σε διάφορες τροχιακές θέσεις. Αυτές οι παρατηρήσεις επέτρεψαν στον Roth να προσδιορίσει την αφθονία του μοριακού οξυγόνου (O2) στο ηλιόλουστο τμήμα της ατμόσφαιρας της Ευρώπης.
Δεδομένου ότι η Ευρώπη είναι παλιρροιακά κλειδωμένη με τον Δία (όπως η Σελήνη με τη Γη), το ένα ημισφαίριο βλέπει μόνιμα τον Δία ενώ το άλλο είναι πάντα στραμμένο προς την κατεύθυνση αντίθετη από την τροχιακή διαδρομή της Ευρώπης. Μετά την εξέταση της ισχύος του Ο2εκπομπές σε διαφορετικά μήκη κύματος και ο τρόπος με τον οποίο αυτές ήταν επίμονες από το 1999 έως το 2015, ο Roth συμπέρανε ότι οι μετρήσεις οφείλονταν σε μια σταθερή αφθονία υδρατμών στο επόμενο ημισφαίριο της Ευρώπης.
Όπως εξήγησε ο Ροθ σε ένα Hubble της ESA δελτίο τύπου , προηγούμενες μελέτες βασισμένες σε προσομοιώσεις υπολογιστή προέβλεπαν την ασύμμετρη κατανομή των υδρατμών αλλά δεν επιβεβαίωσαν ποτέ. «Η παρατήρηση των υδρατμών στον Γανυμήδη και στην πίσω πλευρά της Ευρώπης προάγει την κατανόησή μας για τις ατμόσφαιρες των παγωμένων φεγγαριών», είπε. «Η ανίχνευση μιας σταθερής αφθονίας H2O στην Ευρώπη είναι εκπληκτική επειδή οι επιφανειακές θερμοκρασίες είναι τόσο χαμηλές».
Προηγουμένως, η ανίχνευση υδρατμών στην Ευρώπη είχε συσχετιστεί με παροδικά λοφία που παρατηρήθηκαν να εκρήγνυνται μέσω του πάγου, τα οποία μπορούν να φτάσουν έως και 100 km (62 μίλια) πάνω από την επιφάνεια. Τα αποτελέσματα του Roth, ωστόσο, έδειξαν ότι παρόμοια ποσότητα υδρατμών διασκορπίστηκε σε μεγαλύτερη περιοχή σε όλη την περίοδο παρατήρησης. Αυτό υποδηλώνει τη μακροπρόθεσμη παρουσία του νερού στο επόμενο ημισφαίριο της Ευρώπης, αλλά όχι στο προπορευόμενο ημισφαίριο.
Αυτή η επανεπεξεργασμένη έγχρωμη όψη του φεγγαριού του Δία Ευρώπη δημιουργήθηκε από εικόνες που λήφθηκαν από το διαστημόπλοιο Galileo της NASA στα τέλη της δεκαετίας του 1990. Πίστωση: NASA/Ινστιτούτο JPL-Caltech/SETI
Οι εκπομπές που ανιχνεύθηκαν από το Hubble υποδηλώνουν ότι η αναλογία νερού προς μοριακό οξυγόνο (H2O/O2) στο επόμενο ημισφαίριο της Ευρώπης είναι περίπου 12 προς 22. Οι εκπομπές δείχνουν επίσης ότι η ατμόσφαιρα αποτελείται από καθαρό O2σε ολόκληρο το προπορευόμενο ημισφαίριο. Αυτά τα αποτελέσματα όχι μόνο θα βοηθήσουν τους αστρονόμους να χαρακτηρίσουν την ατμόσφαιρα του Jovian Moon αλλά θα ενημερώσουν επίσης τις αποστολές που προορίζονται για την Ευρώπη πριν από το τέλος αυτής της δεκαετίας. Είπε ο Ροθ:
'Αυτό το αποτέλεσμα θέτει τις βάσεις για τη μελλοντική επιστήμη με βάση τις επικείμενες αποστολές στο φεγγάρι του Jovianμικρό.Όσο περισσότερα μπορούμε να καταλάβουμε για αυτά τα παγωμένα φεγγάρια πριν φτάσουν τα διαστημόπλοια όπως το JUICE και το Europa Clipper, τόσο καλύτερα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον περιορισμένο χρόνο παρατήρησής μας μέσα στο σύστημα Jovian.'
Επί του παρόντος, βρίσκονται σε εξέλιξη τρεις αποστολές που θα εξερευνήσουν την επιφάνεια της Ευρώπης και θα αναζητήσουν «βιοσυγραφές» (δυνητικά σημάδια ζωής). Αυτά περιλαμβάνουν την ESA Jupiter Παγωμένο φεγγάρι Explorer (JUICE), ένα τροχιακό αεροσκάφος που έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί το επόμενο έτος και να φτάσει στο σύστημα Jovian έως το 2032. Αυτή η αποστολή είναι κυρίως αφιερωμένη στη μελέτη της ατμόσφαιρας, της επιφάνειας και της δομής του Γανυμήδη, αλλά θα πραγματοποιήσει επίσης δύο πτήσεις της Ευρώπης για τη λήψη δεδομένων για τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του και σύνθεση.
Μετά υπάρχει η NASA Europe Clipper αποστολή, η οποία έχει προγραμματισμένη ημερομηνία εκτόξευσης το 2024 και θα συναντήσει την Ευρώπη έως το 2030. Αυτό το τροχιακό θα μελετήσει την επιφάνεια του πλανήτη με φασματόμετρα, θερμική απεικόνιση, ραντάρ, μαγνητόμετρο και άλλα όργανα για να μάθει για τη σύνθεση και την εσωτερική του δομή. Θα περιλαμβάνει επίσης πιθανές τοποθεσίες προσγείωσης για μια πιθανή αποστολή Europa Lander, η οποία θα συνεχίσει να αναζητά πιθανές βιουπογραφές από την επιφάνεια.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τον εξερευνητή των παγωμένων φεγγαριών του Δία (JUICE) κοντά στον Δία και ένα από τα φεγγάρια του, την Ευρώπη. Πίστωση: ΕΣΑ/ΑΟΕΣ
Με τη βοήθεια ερευνών όπως αυτή του Roth, τα δεδομένα και οι γνώσεις που παρέχονται από αυτές τις αποστολές θα αντιμετωπίσουν μερικά από τα πιο βαθιά ερωτήματα που έχουμε σχετικά με τη ζωή στο Σύμπαν. Για παράδειγμα, είναι πιο πιθανό να υπάρχει ζωή σε βραχώδεις πλανήτες (α λα Γη και Άρης) ή στους «Ωκεανικούς Κόσμους» που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από γίγαντες αερίου; Θα επωφεληθούν επίσης από τις παρατηρήσεις που γίνονται από παρατηρητήρια επόμενης γενιάς όπως το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), μια κοινή αποστολή NASA-ESA-CSA που έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί σε λίγες μόνο εβδομάδες.
ο Ρωμαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace (RST) και επίγεια παρατηρητήρια θα ενταχθούνWebbπριν τελειώσει η δεκαετία και χρησιμοποιήστε τα τελευταίας τεχνολογίας όργανα και οπτικά για να χαρακτηρίσετε τις ατμόσφαιρες και τα κλίματα των εξωπλανητών. Αυτές οι μελέτες θα έχουν σημαντικές επιπτώσεις, και όχι μόνο για την κατανόησή μας για τα είδη των δυνητικά κατοικήσιμων περιβαλλόντων που υπάρχουν στο Ηλιακό μας Σύστημα. Θα βοηθήσουν επίσης στην αναζήτηση ζωής σε άλλα αστρικά συστήματα, τα οποία θα μπορούσαν επίσης να κλειδωθούν κάτω από τις παγωμένες επιφάνειες των εξωφεγγαριών.
Περαιτέρω ανάγνωση: ESA Hubble , Επιστολές Γεωφυσικής Έρευνας