Εικονογράφηση ενός καλλιτέχνη για λοφία νερού που εκρήγνυνται από τον παγωμένο ωκεανό του φεγγαριού Europa του Δία.
(Εικόνα: © Εργαστήριο εννοιολογικής εικόνας της NASA - Michael Lentz (USRA), Walt Feimer (KBRwyle), Bailee DesRocher (USRA) & Jet Propulsion Laboratory της NASA)
Το 2012, το διαστημικό τηλεσκόπιο του Χαμπλ έριξε μια ματιά σε ένα αχνό λοφίο υλικού στο νότιο πόλο του φεγγαριού του Δία, Ευρώπη. Έκτοτε, το φεγγάρι έδωσε αμυδρές λάμψεις των λοφίων, υπαινιγμός αυτού του υλικού από τον παγωμένο εσωτερικό του ωκεανό θα μπορούσε να εκτοξεύεται στο διάστημα.
Τώρα, μια νέα μελέτη που συνδύασε εικόνες του φεγγαριού για να κυνηγήσουν σημάδια υλικού στο Europanlandscape, μόνο για να βρει καμία προφανή ένδειξη για τις εκρήξεις.
Το 1995, της NASA Αποστολή Galileo έφτασε στο σύστημα του Δία και ξεκίνησε μια λεπτομερή έρευνα για τους γίγαντες αερίου και τα φεγγάρια του, συμπεριλαμβανομένης της Ευρώπης. Η Ευρώπη επισκέφθηκε επίσης η NASA's Ταξιδιώτης και το διαστημικό σκάφος New Horizons που βγαίνουν από το ηλιακό σύστημα. Χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν και από τις τρεις αποστολές, ο Paul Schenk, ερευνητής στο Ινστιτούτο Σεληνιακής και Πλανητικής στο Χιούστον, μπόρεσε να κυνηγήσει σημάδια αλλαγών που θα μπορούσαν να δείξουν ότι το εκρηκτικό υλικό είχε πέσει πίσω στην επιφάνεια. Τα ίδια τα λοφία θα μπορούσαν να βοηθήσουν να αποκαλύψουν πληροφορίες σχετικά με τον ωκεανό που κρύβεται βαθιά κάτω από τον πάγο.
"Τα λοφία σε παγωμένα σώματα παράγουν συνήθως μια σειρά μεγεθών σωματιδίων", δήλωσε ο Schenk στο Space.com μέσω email. Η βαρύτητα τραβά το μεγαλύτερο και πιο μεγάλο από τα σωματίδια πίσω στην επιφάνεια. "Αυτά τα σωματίδια είναι πάντα διαφορετικά από την επιφάνεια με κάποιο τρόπο, είτε από τη σύνθεση και το χρώμα είτε από το μέγεθος των σωματιδίων και ως εκ τούτου φαινομενική φωτεινότητα", είπε. "Περιμέναμε λοιπόν να δούμε κάποια ανώμαλη φωτεινότητα ή χρωματική υπογραφή κοντά στις πηγές, όπου κι αν βρίσκονται."
Ωστόσο, ο Schenk δεν βρήκε παραλλαγές στη φωτεινότητα ή τη σύνθεση που θα μπορούσαν να δείξουν ότι το υλικό των ωκεανών θα μπορούσε να έχει καταλήξει στην επιφάνεια του φεγγαριού.
Η εκπληκτική έλλειψη παραλλαγών θα μπορούσε να σημαίνει ότι η δραστικότητα του λοφίου ήταν σχετικά συνεχής κατά τη διάρκεια των τριών δεκαετιών χαρτογράφησης, τα εξερχόμενα σωματίδια αναμίχθηκαν μαζί με την πάροδο του χρόνου χωρίς προφανείς διαφορές. Μια άλλη επιλογή είναι ότι τα λοφία που παρήγαγαν "κρυφά" καταθέσεις δεν ήταν ορατά με τα διαθέσιμα όργανα. Τελικά, τα ίδια τα λοφία θα μπορούσαν να είναι άτυπα, όχι πραγματικά λοφία, αλλά κάτι αόρατο σε άλλους κόσμους.
"Δεν ξέρουμε πραγματικά γιατί δεν βλέπουμε ένα προφανές σημάδι λοφίων στην επιφάνεια της Ευρώπης, "Είπε ο Σένκ." Θα πρέπει να πάμε εκεί για να το μάθουμε. "
Στην επιφάνεια, ο Europa φαίνεται μάλλον αξιοπρόσεκτος, ένας γκρίζος και λευκός κόσμος με ίχνη ενδιαφέροντα κόκκινα μπαλώματα. Ολόκληρο το φεγγάρι καλύπτεται με πάγο, κρύβοντας έναν ωκεανό κάτω. Η αλληλεπίδραση του ωκεανού με τα βραχώδη στρώματα θα μπορούσε να προσφέρει ένα καταφύγιο για την ανάπτυξη της ζωής, ειδικά εάν οι ωκεανοί περιέχουν αεραγωγούς που φέρνουν θερμότητα από το εσωτερικό.
Από το 2012, το Χαμπλ έχει εντοπίσει αρκετές ενδείξεις εκρηκτικής δραστηριότητας καθώς το φεγγάρι έχει περάσει μεταξύ της Γης και του Δία. Κατά τη διάρκεια ορισμένων από τα περάσματα, το φως από τον Δία μπλοκαρίστηκε με εξαερισμό ατμών από την επιφάνεια του φεγγαριού.
Η Ευρώπη δεν είναι το πρώτο φεγγάρι που είναι γνωστό ότι έχει εκρηκτικά λοφία. Το φεγγάρι του Κρόνου Εγκέλαδος είναι γνωστό για την εκτόξευση υλικού από το ρωγμές «λωρίδα τίγρης» στο νότιο πόλο του. Η αποστολή Cassini της NASA πέταξε μέσω μιας από τις εκρήξεις για να πάρει ένα δείγμα του υλικού, το οποίο το διαστημικό σκάφος δεν είχε αρχικά σχεδιαστεί για να συλλέξει και να εξετάσει.
Όταν η NASA είναι Αποστολή Europa Clipper φτάνει στο φεγγάρι τη δεκαετία του 2030, θα είναι καλύτερα προετοιμασμένη για λοφία. Το διαστημικό σκάφος θα μεταφέρει το φασματόμετρο μάζας για την εξερεύνηση των πλανητών / Europa (MASPEX), το οποίο θα συλλέγει αέρια γύρω από το φεγγάρι και θα αναλύσει οποιοδήποτε υλικό λοφίο που μπορεί να απελευθερωθεί στο διάστημα. Για να γίνει αυτό, το διαστημικό σκάφος πρέπει να πετάξει από τις περιοχές όπου το υλικό αποβάλλεται. Ο εντοπισμός αυτών των περιοχών πριν από την άφιξη του διαστημικού σκάφους θα διευκόλυνε τη διαδικασία.
Χρησιμοποιώντας τους χάρτες που δημιουργήθηκαν από τις τρεις αποστολές, ο Schenk δημιούργησε νέους χάρτες που αποκάλυψαν πώς η επιφάνεια εξελίχθηκε με την πάροδο του χρόνου. Η αλλαγή χαρακτηριστικών θα εμφανίζεται ως μεγαλύτερα σκοτεινά ή φωτεινά χαρακτηριστικά που διαφέρουν από το στατικό, αμετάβλητο τοπίο στη Σελήνη. Όμως, οι νέοι χάρτες δεν αποκάλυψαν σημαντικές αλλαγές μεγαλύτερες από 30 μίλια (50 χιλιόμετρα) στην επιφάνεια.
Στη συνέχεια, ο Schenk διερεύνησε συγκεκριμένα τους υποψήφιους ιστότοπους λοφισμού, περιοχές που εντοπίστηκαν βάσει όπου είχαν εντοπιστεί λοφία πάνω από την Ευρώπη. Η κάλυψη εικόνων για τις περιοχές του νότιου πόλου που ταυτοποίησε ο Hubble ήταν κακή και δεν υπήρχαν εμφανή χαρακτηριστικά.
"Τα λοφία ενδέχεται να μην παράγουν παρατηρήσιμες καταθέσεις σε υπάρχουσες απεικονίσεις", έγραψε ο Schenk στην εφημερίδα του, το οποίο δημοσιεύθηκε στις 24 Μαρτίου Αστροφυσικά περιοδικά. "Αυτό είναι εφικτό εάν τα λοφία της Ευρώπης είναι" stealth plumes "μόνο για ατμούς, αλλά η αποτυχία του υδρατμού να κρυσταλλωθεί σε σωματίδια κατά τον εξαερισμό στο διάστημα θα ήταν δύσκολο να εξηγηθεί."
Η διαφορά στο μέγεθος μεταξύ των αεριζόμενων σωματιδίων και των επιφανειακών σωματιδίων θα πρέπει να είναι αρκετά διαφορετική ώστε να μπορεί να εντοπιστεί από το διαστημικό σκάφος, ακόμα και αν αυτά είναι λεπτά στο έδαφος. Ωστόσο, εάν οι μύτες stealth είναι ο κανόνας, μπορεί να απαιτείται φασματομετρία χαρτογράφησης μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας ή υπεριώδους ακτινοβολίας. Το Clipper θα φέρει μια ψηφιακή κάμερα ευαίσθητη σε μήκη κύματος υπεριώδους και μπορεί να είναι σε θέση να εντοπίσει τα ίχνη.
Το χάος της Ευρώπης
Περίπλοκες περιοχές γνωστές ως έδαφος χάους θα μπορούσε δυνητικά να παράγει βραχυπρόθεσμα λοφία και μπορεί να κρύψει τα δακτυλικά του αποτυπώματα. Εκατοντάδες περιοχές χάους είναι διάσπαρτες σε όλη την επιφάνεια του φεγγαριού, με τρούλους και παγόβουνα. Καθώς το κάτω στρώμα του επιφανειακού πάγου θερμαίνεται από παλιρροιακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ του Δία και του Europa, η επιφάνεια αγκυλώνεται από μόνη της και δημιουργεί κατάγματα καταπόνησης. Ο πάγος στην κορυφή εξασθενεί και η κρούστα αγκράφει και βυθίζεται, σχηματίζοντας μεγαλύτερα, παγετώνα κομμάτια πάγου.
Ο Schenk είπε ότι αυτά τα βίαια γεγονότα θα μπορούσαν να εκθέσουν υγρό νερό στην επιφάνεια για σύντομα χρονικά διαστήματα. Αυτό το νερό θα μπορούσε να βράσει για να παράγει εντοπισμένους λοφούς παγωμένων κρυστάλλων υδρατμών. Υπάρχουν αχνές ενδείξεις γύρω από τα εδάφη που θα μπορούσαν να είναι δακτυλικά αποτυπώματα των λοφίων.
"Ίσως το παρατηρούμε σε κλίμακες λίγων χιλιομέτρων με τη μορφή σκοτεινών φωτοστέφανων γύρω από κάποιο χάος [έδαφος], αλλά δεν είμαστε σίγουροι", δήλωσε ο Schenk.
Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι τα εκτεταμένα χάσματα που εκτείνονται πάνω από 600 μίλια (1.000 χιλιόμετρα) σε όλη την επιφάνεια της Ευρώπης θα μπορούσαν να αποβάλουν υλικό. Περιστασιακά το χάσμα περιέχει διπλές κορυφογραμμές με σκούρα κοκκινωπά υλικά που καλύπτουν τις επιφάνειες έως και 6 μίλια (10 χλμ.) Κατά μήκος των πλευρών. Προηγούμενη έρευνα έχει δείξει ότι το καμένο κόκκινο υλικό κατά μήκος των πλευρών θα μπορούσε να προέλθει από εκρηκτικό εξαερισμό από το χάσμα, όπως και οι πίδακες υδρατμών από τις κεντρικές ρωγμές κατά μήκος των διπλών κορυφογραμμών του Enceladus.
"Εάν τα σκοτεινότερα κοκκινωπά υλικά που πλαισιώνουν τις διπλές κορυφογραμμές στην Ευρώπη οφείλονται στον εξαερισμό υλικών λοφίων όπως αυτά του Enceladus, θα ήταν θεαματικά", δήλωσε ο Schenk. Κατά τη διάρκεια των εκρήξεων, οι κορυφογραμμές θα είχαν απελευθερώσει υλικό κατά το μεγαλύτερο μέρος του μήκους τους, δημιουργώντας μεγάλες κουρτίνες αερίου και σωματιδίων ύψους αρκετά χιλιομέτρων στο τόξο πάνω από κάθε κορυφογραμμή, αν και είναι απίθανο όλες να εκραγούν ταυτόχρονα.
"Θα ήταν πολύ ενθουσιασμό να στέκεστε εκεί, σε μια στολή, να παρακολουθείτε αυτά τα γεγονότα κατά μήκος κορυφογραμμών που εξαφανίζονται πάνω από τον ορίζοντα", δήλωσε ο Schenk.
Τα νέα αποτελέσματα υπογραμμίζουν την περιορισμένη ποσότητα και τη χαμηλή ποιότητα των εικόνων της Σελήνης. Ο Clipper σχεδιάζει να πραγματοποιήσει ένα εκτεταμένο κυνήγι για δραστηριότητες λοφίο, με ελπίζουμε περισσότερη επιτυχία. Μέχρι τότε, τα λοφία μπορεί να παραμείνουν μυστήριο, είπε ο Schenk.
"Ό, τι συμβαίνει στην Ευρώπη, δεν έχουμε φτάσει ακόμη στο κάτω μέρος του."
- Η αποστολή Europa Clipper της NASA στο Icy Moon του Δία καθαρίζει το μεγάλο εμπόδιο στο Path to Launch
- Έκθεση Europa: Το Icy Moon του Δία εξηγείται (Infographic)
- 6 Πιθανότατα μέρη για εξωγήινη ζωή στο Ηλιακό Σύστημα
