Τι συμβαίνει με την Ευρώπη;

Έχει άραγε αυτός ο δορυφόρος που περιφέρεται γύρω από τον αέριο γίγαντα πλανήτη Δία, τα απαραίτητα συστατικά για να υποστηρίξει ζωή;

Εικόνα 1: Βλέπουμε μια καλλιτεχνική απεικόνιση του πλανήτη Δία και ενός από τους 4 μεγαλύτερους δορυφόρους του την Ευρώπη (στο προσκήνιο) με τη διαστημοσυσκευή "Γαλιλαίος" μετά από ενα πέρασμα, μια πτήση πιο συγκεκριμένα, πάνω από έναν πίδακα ο οποίος εκτοξεύεται από την επιφάνεια της Ευρώπης. Μια νέα προσομοίωση υπολογιστή μας δίνει μια ιδέα για το πώς το μαγνητικό πεδίο αλληλεπιδρά με τους πίδακες αυτούς. Οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου (που απεικονίζονται εδώ με μπλε χρώμα) δείχνουν πως αλληλεπιδρούν οι πίδακες αυτοί με την περιβάλλουσα ροή του πλάσματος που υπάρχει στον προστάτη* της Γης Δία. Τα κόκκινα χρώματα στις γραμμές δείχνουν πιο πυκνές περιοχές πλάσματος.
Εικόνα: NASA / JPL-Caltech / Univ. του Μίτσιγκαν

Οι επιστήμονες που επανεξετάζουν δεδομένα από μια παλαιότερη αποστολή οι οποία εισάγει νέα δεδομένα πάνω στο βασανιστικό ερώτημα για το εάν το φεγγάρι του πλανήτη Δία, ή Ευρώπη έχει τα συστατικά για να υποστηρίξει ζωή. Τα δεδομένα αυτά παρέχουν ανεξάρτητες μεταξύ τους αποδείξεις ότι η υπόγεια δεξαμενή υγρού ύδατος του δορυφόρου αυτού μπορεί να εκτοξεύζει ατμοποιημένο νερό σχηματίζοντας πίδακες, από το παγωμένο φλοιό του δορυφόρου.

Δεδομένα που συλλέχθηκαν από τη διαστημοσυσκευή "Γαλιλαίο" της NASA το 1997 εισήχθησαν για επεξεργασία σε νέα και προηγμένα μοντέλα ηλεκτρονικών υπολογιστών για να ξεδιπλώσουν ένα μυστήριο - μια σύντομη, και τοπική κάμψη στο μαγνητικό πεδίο του Δία - που μέχρι τώρα ήταν ανεξήγητη. Προηγούμενες εικόνες υπεριώδους ακτινοβολίας από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA το 2012 υποδηλώνουν την παρουσία πιδάκων κάτι σαν "λοφία". Όμως, η νέα αυτή  ανάλυση χρησιμοποίησε δεδομένα που συλλέχθηκαν πολύ πιο κοντά στην πηγή αυτού του φαινομένου, η οποία θεωρείται αρκετά ισχυρή και επιβεβαιώνει την ικανότητα της πηγής αυτής να δημιουργεί πίδακες. Τα ευρήματα εμφανίζονται στο τεύχος της περασμένης Δευτέρας 14 του μήνα στο περιοδικό Nature Astronomy.

Η έρευνα ηγήθηκε από τον φυσικό διαστήματος Xianzhe Jia, από το Πανεπιστήμιο του Michigan στο Ανν Άρμπορ (αγγλικά: Ann Arbor) των ΗΠΑ, και κύριος συγγραφέα του άρθρου που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό. Ο Jia είναι επίσης συνερευτητής για δύο όργανα που θα ταξιδέψουν εγκατεστημένα σε διαστημοσυσκευή της αποστολής Europa Clipper, η οποία και είναι η επερχόμενη αποστολή της NASA για να διερευνήσει την δυνητικά πιθανή κατοικισιμότητα** του δορυφόρου  Ευρώπη.

"Τα δεδομένα ήταν εκεί, αλλά χρειαζόμασταν πολύπλοκα μοντέλα για να κατανοήσουμε την παρατήρηση αυτή", δήλωσε ο Jia.

Η ομάδα του Jia άρχισε με πολύ ενθουσιασμό και μεράκι την επεξεργασία σε βάθος στα διαθέσιμα δεδομένα της διαστημοσυσκευής " Γαλιλαίος" από την Melissa McGrath του Ινστιτούτου SETI στο Mountain View της Καλιφόρνια. Μέλος της επιστημονικής ομάδας της αποστολής Europa Clipper, η McGrath έκανε μια παρουσίαση σε συναδέλφους της επιστήμονες της ομάδας, προβάλλοντας άλλες παρατηρήσεις του ΔΤ Hubble για τον δορυφόρο Ευρώπη.

Εικόνα 2: 

Σχηματική γεωφυσική τομή (όχι σε κλίμακα) του δορυφόρου του Δία Europa, στην οποία απεικονίζονται τα επιφανειακά τμήματά του, και συγκεκριμένα ο φλοιός νερού σε μορφή πάγου που βρίσκεται στην επιφάνεια (πάχους λίγων χλμ.) και ο αμέσως υποκείμενος ωκεανός νερού σε υγρή μορφή, με πάχος αρκετές δεκάδες χλμ. Επίσης στο διάγραμμα απεικονίζονται οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτά τα επιφανειακά τμήματα, από τον πυθμένα του ωκεανού μέχρι την επιφάνεια. Τα πλαίσια που βρίσκονται κάτω από το διάγραμμα δείχνουν θέσεις στις οποίες θεωρείται πιθανή η ύπαρξη μικροβιακών (τουλάχιστον) οικοσυστημάτων, όπως οι υδροθερμικές καμινάδες και περιοχές πάνω και μέσα στον επιφανειακό παγωμένο φλοιό που μπορεί να "φιλοξενούν" ενδείξεις βιολογικής δραστηριότητας ("βιο-υπογραφές" - biosignatures). Το διάγραμμα προσφέρει μια ολοκληρωμένη αντίληψη του τρόπου με τον οποίο ο πυθμένας του ωκεανού, ο ωκεανός και ο παγωμένος φλοιός μπορεί να δώσουν ενδείξεις βιολογικής δραστηριότητας που είναι δυνατόν να ανιχνευθούν από μια διαστημοσυσκευή που θα προσεδαφιστεί στην επιφάνεια. 

"Μία από τις θέσεις που ανέφερε κτύπησε καμπανάκι. Ο Γαλιλαίος έκανε πράγματι μια ερευνητική πτήση από εκείνη τη θέση, η οποία ήταν και η πιο κοντινή που είχαμε δει ποτέ. Συνειδητοποιήσαμε ότι έπρεπε να πάμε πίσω στις έρευνές μας", δήλωσε ο Jia. "Χρειαζόμασταν να δούμε αν υπήρχε κάτι στα δεδομένα που θα μπορούσε να μας πει εάν υπήρχε ή όχι κάποιος πίδακας σε αυτό το σημείο".

Κατά τη διάρκεια της πτήσης του 1997, περίπου 124 μίλια (200 χιλιόμετρα) πάνω από την επιφάνεια της Ευρώπης, η ομάδα του "Γαλιλαίου" δεν υποψιάστηκε καν ότι το διαστημικό σκάφος θα μπορούσε να περάσει "ξυστά" από  έναν εκτοξευόμενο πίδακα από το παγωμένο αυτό φεγγάρι. Τώρα, ο Jia και η ομάδα του πιστεύουν ότι το πέρασμα αυτό ήταν ευχής έργο.

Εικόνα 3: Οι πίδακες που εκτοξεύονται από το δορυφόρο του πλανήτη Κρόνου Εγκέλαδο. Εικόνα: https://weather.com/science/space/news/water-discovered-enceladus-europa-nasa

Όταν εξέτασαν τις πληροφορίες που συγκεντρώθηκαν κατά τη διάρκεια της πτήσης πριν από 21 χρόνια, βεβαιώθηκαν ότι τα δεδομένα από το μαγνητόμετρο υψηλής ανάλυσης έδειξαν κάτι παράξενο. Βασιζόμενοι σε αυτό που οι επιστήμονες έμαθαν από την εξερεύνηση σε ανάλογους πίδακες που παρατηρήθηκαν στο φεγγάρι του πλανήτη Κρόνου Εγκέλαδο - το υλικό που υπάρχει στους πίδακες αυτούς, ιονίζεται και αφήνει ένα χαρακτηριστικό "στίγμα" στο μαγνητικό πεδίο - γνώριζαν τι πλέον τι ακριβώς πρέπει να αναζητήσουν. Και αυτό υπήρχε στην Ευρώπη - μια σύντομη, τοπική κάμψη στο μαγνητικό πεδίο που δεν είχε ποτέ πριν εξηγηθεί.

Η διαστημοσυσκευή Γαλιλαίος  διέθετε ένα ισχυρό φασματόμετρο πλάσματος (Plasma Wave Spectrometer -PWS) για τη μέτρηση των κυμάτων πλάσματος που προκαλούνται από τα φορτισμένα σωματίδια στα αέρια γύρω από την ατμόσφαιρα της Ευρώπης. Η ομάδα του Jia έλαβε επίσης υπόψιν της αυτά τα δεδομένα, και φάνηκε να υποστηρίζει τη θεωρία ύπαρξης ενός πίδακα.

Αλλά οι αριθμοί από μόνοι δεν μπορούσαν να σχηματίσουν ολόκληρη την εικόνα. Ο Jia έβαλε τις μαγνητομετρικές και τις κυματικές υπογραφές του πλάσματος σε νέα τρισδιάστατη μοντελοποίηση που ανέπτυξε η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, η οποία προσομοιώνει τις αλληλεπιδράσεις του πλάσματος με τα αντικείμενα του ηλιακού μας συστήματος. Το τελικό συστατικό ήταν τα δεδομένα από το ΔΤ Hubble τα οποία πρότειναν δυνητικά διαστάσεις υπαρχόντων πιδάκων.

Το αποτέλεσμα που προέκυψε, με προσομοιωμένο πίδακα, ήταν μια ταύτιση με το μαγνητικό πεδίο και τις υπογραφές πλάσματος τα οποία "αλίευσε" η ομάδα από τα δεδομένα της διαστημοσυσκευής Γαλιλαίος.

"Φαίνεται τώρα ότι υπάρχουν πάρα πολλά αποδεικτικά στοιχεία για την εκτόξευση πιδάκων στην Ευρώπη", δήλωσε ο Robert Pappalardo, ερευνητής του προγράμματος Europa Clipper στο εργαστήριο Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA στην Πασαντένα, της Καλιφόρνια. "Το αποτέλεσμα αυτό κάνει τους πίδακες να δείχνουν ότι είναι πολύ πιο αληθινοί, και για μένα, αυτό είναι ένα σημείο ανατροπής. Όλα αυτά δεν είναι πλέον ένα αβέβαιο σημείο από μια μακρινή εικόνα. "

Τα ευρήματα αυτά είναι καλά νέα για την αποστολή Europa Clipper, η οποία μπορεί να εκτοξευτεί τον Ιούνιο του 2022. Από την τροχιά του Δία, η διαστημοσυσκευή του προγράμματος Europa Clipper θα ταξιδέψει κοντά στην Ευρώπη σε γρήγορες πτήσεις χαμηλού υψομέτρου. Εάν οι πίδακες εκτοξεύουν πράγματι ατμούς από τους υπόγειους ωκεανούς και λίμνες της Ευρώπης, το Europa Clipper θα μπορέσει να συλλέξει δείγματα από τα "κατεψυγμένα" σωματίδια υγρού νερού και σκόνης. Η ομάδα της αποστολής προχωράει τώρα για να εξετάσει πιθανές τροχιακές διαδρομές, και η νέα έρευνα θα παίξει σημαντικό ρόλο σε αυτές τις συζητήσεις.

"Αν υπάρχουν πράγματι αυτά τα λοφία και μπορούμε να πάρουμε δείγματα άμεσα για το τι αναδύεται από το εσωτερικό της Ευρώπης, τότε μπορούμε πιο εύκολα να μάθουμε αν η Ευρώπη έχει τα απαραίτητα συστατικά για να υποστηρίξει ζωή", δήλωσε ο Pappalardo. "Αυτός είναι και ο στόχος της αποστολής. Αυτή είναι η μεγάλη εικόνα. "

Σχετική έκδοση: Xianzhe Jia, et al., “Evidence of a plume on Europa from Galileo magnetic and plasma wave signatures,” Nature Astronomy (2018) doi:10.1038/s41550-018-0450-z

Από: DWAYNE BROWN / JOANNA WENDEL, NASA

----------*----------

Επεξηγήσεις:
*Αρκετά συχνά το τεράστιο βαρυτικό πεδίο του Δία αποτρέπει τά επικίνδυνα ουράνια σώματα τα οποία στην τροχιά τους προς τον Ήλιο ενδεχομένως θα συναντούσαν τον πλανήτη μας με καταστροφικά αποτελέσματα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα της τεράστιας βαρυτικής έλξης του Δία είναι ο κατακερματισμένος κομήτης  Σουμέηκερ-Λέβυ 9 ο οποίος συγκρούσθηκε με τον πλανήτη Δία τον Ιούλιο του 1994. 
**Την ικανότητα ενός πλανήτη ή ενός δορυφόρου να φιλοξενεί όπως την ξέρουμε. 

……………….*………………..

Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο Facebook:

. Άρατος- Παρατηρησιακή Αστρονομία Σαλαμίνας

. Αστρονομία και Επιστήμη

. Αστροβραδιές Σαλαμίνας

Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη

Πηγή εικόνας 2: Vasilis Dalianis

Περισσότερα ενημερωτικά από Vasilis Dalianis

Europa Lander Study 2016 Report (pdf) https://europa.nasa.gov/…/…/europa-lander-study-2016-report/
About Europa - Overview https://europa.nasa.gov/about-europa/overview/
About Europa - 10 Need-to-Know Things https://europa.nasa.gov/about-europa/ten-things/
About Europa - Ingredients for Life? https://europa.nasa.gov/about-europa/life-ingredients/
About Europa - Evidence for an Ocean https://europa.nasa.gov/about-europa/ocean/
About Europa - FAQ https://europa.nasa.gov/about-europa/faq/
Infographic: More Ocean Worlds https://europa.nasa.gov/about-eur…/ocean-worlds-infographic/

Πηγή

Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.

 Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com  η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:

 https:/www.facebook.com/groups/174408446026959/

 Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com  . Η δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν.

Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.

 Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου. 

Για την ομάδα : @Aratosastronomy