Πριν από σαράντα χρόνια, το διαστημικό σκάφος Voyager έλαβε τις πρώτες κοντινές εικόνες της Ευρώπης, έναν από τούς 79 φυσικούς δορυφόρους του πλανήτη Δία.
Οι εικόνες αυτές αποκάλυψαν ρωγμές χρώματος καφέ οι οποίες κόβουν την παγωμένη επιφάνεια του δορυφόρου, δίνοντάς στην Ευρώπη την όψη μίας μπάλας με πολλές φλέβες σαν αυτές ενός ανθρώπινου σώματος. Οι αποστολές στο εξώτερο Ηλιακό μας σύστημα στις δεκαετίες που ακολούθησαν από τότε, έχουν συγκεντρώσει αρκετές πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με την Ευρώπη καθιστώντας την ένα στόχο έρευνας υψηλής προτεραιότητας της NASA για αναζήτηση ζωής όπως την ξέρουμε .
Αριστερά βλέπουμε μια άποψη του φυσικού δορυφόρου του πλανήτη Δία την Ευρώπη η οποία έχει ληφθεί από απόσταση 2,9 εκατομμύριων χιλιομέτρων στις 2 Μαρτίου του 1979 από το μη επανδρωμένο διαστημόπλοιο Voyager 1. Η επόμενη είναι μια έγχρωμη εικόνα της Ευρώπης η οποία λήφθηκε από το διαστημόπλοιο Voyager 2 κατά τη διάρκεια ενός κοντινού περάσματος του στις 9 Ιουλίου του 1979. Στα δεξιά είναι μια άποψη της Ευρώπης η οποία δημιουργήθηκε από τις εικόνες που έλαβε το διαστημικό σκάφος Galileo στα τέλη της δεκαετίας του 1990.
Εικόνα: NASA / JPL
Αυτό που κάνει το φυσικό αυτό δορυφόρο τόσο γοητευτικό είναι η πιθανότητα να διαθέτει όλα τα απαραίτητα συστατικά τα οποία είναι αναγκαία για την ύπαρξη ζωής. Οι επιστήμονες έχουν αποδείξεις ότι ένα από αυτά τα συστατικά, το υγρό νερό, είναι παρόν κάτω από την παγωμένη επιφάνεια, της Ευρώπης, και μπορεί μερικές φορές να εκτιναχτεί στο διάστημα σε μορφή τεράστιων θερμοπιδάκων (geysers). Όμως, κανείς δεν κατάφερε να επιβεβαιώσει την παρουσία νερού σε αυτούς τους πίδακες με απευθείας μέτρηση μορίων νερού. Πρόσφατα, μια διεθνής ερευνητική ομάδα στην οποία επικεφαλής είναι το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA (Goddard Space Flight Center) στο Γκρήνμπέλτ του Μέριλαντ στις ΗΠΑ, ανίχνευσε υδρατμούς για πρώτη φορά πάνω από την επιφάνεια της Ευρώπης. Η ομάδα μέτρησε τους υδρατμούς αυτούς με το να παρατηρεί την Ευρώπη μέσω ενός από τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο το οποίο είναι εγκατεστημένο στη Χαβάη.
Η επιβεβαίωση ότι υπάρχουν υδρατμοί πάνω από την Ευρώπη βοηθάει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την εσωτερική λειτουργία της. Για παράδειγμα, υποστηρίζεται μια ιδέα, στην οποία οι επιστήμονες είναι σίγουροι ότι υπάρχει ένας υγρός ωκεανός νερού, ίσως διπλάσιος από το νερό που υπάρχει στη Γη, και ο οποίος βρίσκεται κάτω από το παγωμένο φλοιό της Ευρώπης έχοντας πάχος πολλών χιλιομέτρων. Μερικοί επιστήμονες υποψιάζονται οτι μια άλλη πηγή νερού από την οποία τροφοδοτούνται οι θερμοπίδακες, θα μπορούσε να είναι οι ρηχές δεξαμενές λιωμένου πάγου από νερό όχι πολύ κάτω από την επιφάνεια της Ευρώπης. Είναι επίσης πιθανό το ισχυρό πεδίο ακτινοβολίας του Δία να απογυμνώνει τα σωματίδια νερού από τον παγωμένο φλοιό της Ευρώπης, αν και η πρόσφατη έρευνα υποστήριξε εναντίον αυτού του μηχανισμού ως πηγής του παρατηρούμενου νερού.
"Τα βασικά χημικά στοιχεία (άνθρακας, υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο, φώσφορος και θείο) καθώς και πηγές ενέργειας, δύο από τις τρεις απαιτήσεις οι οποίες είναι απαραίτητες για τη δημιουργία ζωής, βρίσκονται σε όλο το Ηλιακό μας σύστημα. Αλλά η τρίτη - το υγρό νερό - είναι κάπως δύσκολο να βρεθεί πέρα από τη Γη ", δήλωσε ο Lucas Paganini, πλανητικός επιστήμονας της NASA ο οποίος διεξήγαγε την έρευνα ανίχνευσης για νερό. "Ενώ οι επιστήμονες δεν έχουν εντοπίσει ακόμα υγρό νερό άμεσα, έχουμε ανακαλύψει το επόμενο καλύτερο στοιχείο το οποίο είναι: νερό σε μορφή ατμού."
Ο Paganini και η ομάδα του ανέφεραν στο περιοδικό Nature Astronomy στις 18 Νοεμβρίου ότι ανίχνευσαν αρκετό νερό από την Ευρώπη (5202 λίβρες ή 2.360 χιλιόγραμμα ανά δευτερόλεπτο) ποσότητα ικανή για να γεμίσει μια πισίνα ολυμπιακών διαστάσεων μέσα σε λίγα λεπτά. Ωστόσο, οι επιστήμονες διαπίστωσαν επίσης ότι το νερό εμφανίζεται περιστασιακά, τουλάχιστον σε ποσότητες αρκετά μεγάλες ώστε να εντοπίζονται από τη Γη, δήλωσε ο Paganini: "Για μένα, το ενδιαφέρον για αυτό το έργο δεν είναι μόνο η πρώτη άμεση ανίχνευση νερού πάνω από την Ευρώπη, αλλά η έλλειψή του εντός των ορίων της μεθόδου μας για την ανίχνευση του. "
Η κίνηση μορίων νερού στην Ευρώπη
Τα μόρια του νερού εκπέμπουν συγκεκριμένες συχνότητες υπέρυθρου φωτός καθώς αλληλεπιδρούν με την ηλιακή ακτινοβολία.Εικόνα: Michael Lentz / NASA Goddard
Δείτε το animation εδώ: https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/europasmallgif.gif
Πράγματι, η ομάδα του Paganini ανίχνευσε το αμυδρό αλλά διακριτό σήμα των υδρατμών μόλις μία φορά σε 17 νύχτες παρατηρήσεων μεταξύ 2016 και 2017. Παρατηρώντας την Ευρώπη από το Αστεροσκοπείο WM Keck το οποίο βρίσκεται στην κορυφή του ανενεργού ηφαιστείου Mauna Kea στη Χαβάη, οι επιστήμονες είδαν μόρια νερού στο ημισφαίριο το οποίο βλέπει πάντα προς την κατεύθυνση της τροχιάς του φεγγαριού (leading hemisphere) γύρω από τον Δία*. (Η Ευρώπη, όπως η Σελήνη, είναι κλειδωμένη βαρυτικά στον μητρικό της πλανήτη, έτσι ώστε το ημισφαίριο αυτό να "βλέπει" πάντα την κατεύθυνση της τροχιάς της, ενώ το άλλο ημισφαίριο (trailing hemisphere) "βλέπει" πάντα την αντίθετη κατεύθυνση).
Η ομάδα στο Αστεροσκοπείο Keck χρησιμοποίησε φασματογράφο ο οποίος μετρά τη χημική σύνθεση σε πλανητικές ατμόσφαιρες μέσω του υπέρυθρου φωτός που εκπέμπουν ή απορροφούν. Μόρια όπως το νερό εκπέμπουν συγκεκριμένες συχνότητες υπέρυθρου φωτός καθώς αλληλεπιδρούν με την ηλιακή ακτινοβολία
Πριν από την πρόσφατη ανίχνευση υδρατμών, υπήρξαν πολλά εκπληκτικά ευρήματα στην Ευρώπη. Το πρώτο προέρχεται από το διαστημικό σκάφος Galileo της NASA, το οποίο μετρούσε τις διαταραχές στο μαγνητικό πεδίο του πλανήτη Δία κοντά στην Ευρώπη ενώ περιφέρονταν γύρω από τον αέριο γίγαντα μεταξύ του 1995 και του 2003. Οι μετρήσεις αυτές πρότειναν στους επιστήμονες ότι το ηλεκτρικά αγώγιμο υγρό, πιθανότατα ένας αλμυρός ωκεανός κάτω από το πάγο της Ευρώπης, προκαλούσε μαγνητικές διαταραχές. Όταν οι ερευνητές ανέλυσαν περισσότερο τις μαγνητικές αυτές διαταραχές το 2018, βρήκαν στοιχεία για πιθανούς πίδακες (plums).
Εν τω μεταξύ, οι επιστήμονες ανακοίνωσαν το 2013 ότι χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA για την ανίχνευση των χημικών στοιχείων υδρογόνου (H) και οξυγόνου (O) - συστατικά του νερού (H2O) - με τη μορφή "λοφίων" στην ατμόσφαιρα της Ευρώπης. Λίγα χρόνια αργότερα, κάποιοι άλλοι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το ΔΤ Hubble για να συγκεντρώσουν περισσότερες ενδείξεις για πιθανές εκρήξεις θερμοπιδάκων, όταν έλαβαν φωτογραφίες από προεξοχές οι οποίες έμοιαζαν με ανθρώπινο δάκτυλο, και εμφανίστηκαν σαν μια κοσμική σιλουέτα καθώς η Ευρώπη περνούσε μπροστά από τον Δία.
"Αυτή η πρώτη άμεση ταυτοποίηση των υδρατμών στην Ευρώπη είναι μια κρίσιμη επιβεβαίωση των αρχικών ανιχνεύσεων μας για ατομικά είδη και υπογραμμίζει την εμφανή ανεπάρκεια των μεγάλων θερμοπιδάκων σε αυτόν τον παγωμένο κόσμο", δήλωσε ο Lorenz Roth, αστρονόμος και φυσικός από το Βασιλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας (KTH Royal Institute of Technology) στη Στοκχόλμη, ο οποίος ήταν επικεφαλής της μελέτης από το ΔΤ Hubble για το 2013 και ήταν συν-συγγραφέας αυτής της πρόσφατης έρευνας.
Η έρευνα του Roth, μαζί με άλλα προηγούμενα ευρήματα για την Ευρώπη, μέτρησε μόνο τα συστατικά του ύδατος πάνω από την επιφάνεια. Το πρόβλημα είναι ότι η ανίχνευση υδρατμών σε άλλους κόσμους είναι πρόκληση. Τα υπάρχοντα διαστημικά σκάφη έχουν περιορισμένες δυνατότητες για να το ανιχνεύσουν, και οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν επίγεια τηλεσκόπια για να αναζητήσουν νερό στο βαθύ διάστημα πρέπει να λαμβάνουν υπόψιν τους την στρεβλωτική επίδραση του νερού στην ατμόσφαιρα της Γης, το οποίο ενδεχομένως παραποιεί τα παρατηρησιακά δεδομένα. Για να ελαχιστοποιηθεί αυτό το φαινόμενο, η ομάδα του Paganini χρησιμοποίησε πολύπλοκες μαθηματικές και υπολογιστικές μοντελοποιήσεις για να προσομοιώσει τις συνθήκες της ατμόσφαιρας της Γης, ώστε να μπορεί να διαφοροποιήσει το νερό που βρίσκεται στην ατμόσφαιρα της Γης από τα δεδομένα της Ευρώπης στα δεδομένα που προέρχονταν από τον φασματογράφο του αστεροσκοπείου Keck.
"Πραγματοποιήσαμε επιμελείς ελέγχους ασφαλείας για να απομακρύνουμε πιθανές ρυπογόνους παράγοντες σε επίγειες παρατηρήσεις", δήλωσε ο Avi Mandell, πλανητικός επιστήμονας του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard στην ομάδα του Paganini. "Αλλά, τελικά, θα πρέπει να πλησιάσουμε την Ευρώπη για να δούμε τι πραγματικά συμβαίνει εκεί".
Οι επιστήμονες σύντομα θα μπορέσουν να φτάσουν αρκετά κοντά στην Ευρώπη για να διευθετήσουν τα επίμονα ερωτήματα τους σχετικά με την εσωτερική και την εξωτερική λειτουργία αυτού του ενδεχομένως κατοικήσιμου κόσμου. Η επικείμενη αποστολή Europa Clipper, η οποία αναμένεται να ξεκινήσει στα μέσα της δεκαετίας του 2020, θα ολοκληρώσει μισό αιώνα επιστημονικών ανακαλύψεων οι οποίες ξεκίνησαν με μια μέτρια φωτογραφία ενός μυστηριώδους, ερυθρού βολβού.
Όταν το Europa Clipper φτάσει στην Ευρώπη και μπει σε τροχιά, θα κάνει μια λεπτομερή έρευνα της επιφάνειας της Ευρώπης, στο βαθύ εσωτερικό του δορυφόρου, στην αραιή του ατμόσφαιρα, στον υποθαλάσσιο του ωκεανό, και ενδεχομένως σε ακόμη μικρότερα ενεργά φρεάτια. Το Clipper θα προσπαθήσει να τραβήξει εικόνες από οποιαδήποτε θερμοπίδακα, λαμβάνοντας δείγματα από τα μόρια που βρίσκει στην ατμόσφαιρα με τα φασματόμετρα μάζας που διαθέτει. Θα αναζητήσει επίσης μια αποδοτική περιοχή από την οποία θα μπορούσε να συγκεντρώσει δείγματα ένας μελλοντικός προσεδαφιστής (Lander) της αποστολής. Οι προσπάθειες αυτές πρέπει να ξεκλειδώσουν τα μυστικά της Ευρώπης και τις δυνατότητές της για ζωή.
Άλλοι ερευνητές του ΚΔΠ Goddard στην ομάδα του Paganini περιλάμβαναν τον Geronimo Villanueva, τον Michael Mumma και τον Terry Hurford. Στην έρευνα συνέβαλε επίσης ο Kurt Retherford, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Southwest (Southwest Research Institute).
Εδραιώνοντας αποδείξεις για την ύπαρξη νερού
Εν τω μεταξύ, οι επιστήμονες ανακοίνωσαν το 2013 ότι χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA για την ανίχνευση των χημικών στοιχείων υδρογόνου (H) και οξυγόνου (O) - συστατικά του νερού (H2O) - με τη μορφή "λοφίων" στην ατμόσφαιρα της Ευρώπης. Λίγα χρόνια αργότερα, κάποιοι άλλοι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το ΔΤ Hubble για να συγκεντρώσουν περισσότερες ενδείξεις για πιθανές εκρήξεις θερμοπιδάκων, όταν έλαβαν φωτογραφίες από προεξοχές οι οποίες έμοιαζαν με ανθρώπινο δάκτυλο, και εμφανίστηκαν σαν μια κοσμική σιλουέτα καθώς η Ευρώπη περνούσε μπροστά από τον Δία.
"Αυτή η πρώτη άμεση ταυτοποίηση των υδρατμών στην Ευρώπη είναι μια κρίσιμη επιβεβαίωση των αρχικών ανιχνεύσεων μας για ατομικά είδη και υπογραμμίζει την εμφανή ανεπάρκεια των μεγάλων θερμοπιδάκων σε αυτόν τον παγωμένο κόσμο", δήλωσε ο Lorenz Roth, αστρονόμος και φυσικός από το Βασιλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας (KTH Royal Institute of Technology) στη Στοκχόλμη, ο οποίος ήταν επικεφαλής της μελέτης από το ΔΤ Hubble για το 2013 και ήταν συν-συγγραφέας αυτής της πρόσφατης έρευνας.
Η έρευνα του Roth, μαζί με άλλα προηγούμενα ευρήματα για την Ευρώπη, μέτρησε μόνο τα συστατικά του ύδατος πάνω από την επιφάνεια. Το πρόβλημα είναι ότι η ανίχνευση υδρατμών σε άλλους κόσμους είναι πρόκληση. Τα υπάρχοντα διαστημικά σκάφη έχουν περιορισμένες δυνατότητες για να το ανιχνεύσουν, και οι επιστήμονες που χρησιμοποιούν επίγεια τηλεσκόπια για να αναζητήσουν νερό στο βαθύ διάστημα πρέπει να λαμβάνουν υπόψιν τους την στρεβλωτική επίδραση του νερού στην ατμόσφαιρα της Γης, το οποίο ενδεχομένως παραποιεί τα παρατηρησιακά δεδομένα. Για να ελαχιστοποιηθεί αυτό το φαινόμενο, η ομάδα του Paganini χρησιμοποίησε πολύπλοκες μαθηματικές και υπολογιστικές μοντελοποιήσεις για να προσομοιώσει τις συνθήκες της ατμόσφαιρας της Γης, ώστε να μπορεί να διαφοροποιήσει το νερό που βρίσκεται στην ατμόσφαιρα της Γης από τα δεδομένα της Ευρώπης στα δεδομένα που προέρχονταν από τον φασματογράφο του αστεροσκοπείου Keck.
"Πραγματοποιήσαμε επιμελείς ελέγχους ασφαλείας για να απομακρύνουμε πιθανές ρυπογόνους παράγοντες σε επίγειες παρατηρήσεις", δήλωσε ο Avi Mandell, πλανητικός επιστήμονας του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard στην ομάδα του Paganini. "Αλλά, τελικά, θα πρέπει να πλησιάσουμε την Ευρώπη για να δούμε τι πραγματικά συμβαίνει εκεί".
Οι επιστήμονες σύντομα θα μπορέσουν να φτάσουν αρκετά κοντά στην Ευρώπη για να διευθετήσουν τα επίμονα ερωτήματα τους σχετικά με την εσωτερική και την εξωτερική λειτουργία αυτού του ενδεχομένως κατοικήσιμου κόσμου. Η επικείμενη αποστολή Europa Clipper, η οποία αναμένεται να ξεκινήσει στα μέσα της δεκαετίας του 2020, θα ολοκληρώσει μισό αιώνα επιστημονικών ανακαλύψεων οι οποίες ξεκίνησαν με μια μέτρια φωτογραφία ενός μυστηριώδους, ερυθρού βολβού.
Όταν το Europa Clipper φτάσει στην Ευρώπη και μπει σε τροχιά, θα κάνει μια λεπτομερή έρευνα της επιφάνειας της Ευρώπης, στο βαθύ εσωτερικό του δορυφόρου, στην αραιή του ατμόσφαιρα, στον υποθαλάσσιο του ωκεανό, και ενδεχομένως σε ακόμη μικρότερα ενεργά φρεάτια. Το Clipper θα προσπαθήσει να τραβήξει εικόνες από οποιαδήποτε θερμοπίδακα, λαμβάνοντας δείγματα από τα μόρια που βρίσκει στην ατμόσφαιρα με τα φασματόμετρα μάζας που διαθέτει. Θα αναζητήσει επίσης μια αποδοτική περιοχή από την οποία θα μπορούσε να συγκεντρώσει δείγματα ένας μελλοντικός προσεδαφιστής (Lander) της αποστολής. Οι προσπάθειες αυτές πρέπει να ξεκλειδώσουν τα μυστικά της Ευρώπης και τις δυνατότητές της για ζωή.
Άλλοι ερευνητές του ΚΔΠ Goddard στην ομάδα του Paganini περιλάμβαναν τον Geronimo Villanueva, τον Michael Mumma και τον Terry Hurford. Στην έρευνα συνέβαλε επίσης ο Kurt Retherford, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Southwest (Southwest Research Institute).
Βίντεο: NASA Goddard
Δείτε το βίντεο εδώ: https://www.youtube.com/watch?v=AEyOoZ7JpyY&feature=youtu.be
Από: Lonnie Shekhtman
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Επικοινωνία τύπου:
Nancy Neal Jones
301-286-0039
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Nancy Neal Jones
301-286-0039
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Τελευταία επικαιροποίηση: 18 Νοεμβρίου 2019
Έκδοση: Svetlana Shekhtman
……………….*………………..
Τα άρθρα μας για την Ευρώπη:
https://gikasdimitris.blogspot.com/2019/08/nasa.html
https://gikasdimitris.blogspot.com/2019/03/blog-post_46.html
https://gikasdimitris.blogspot.com/2018/05/blog-post_16.html
https://gikasdimitris.blogspot.com/2019/03/blog-post_46.html
https://gikasdimitris.blogspot.com/2018/05/blog-post_16.html
……………….Επεξηγήσεις………………..
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και Επιστήμη
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα
μπλε ή κόκκινα 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:
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.