Από τότε Γαλιλαίος Η έρευνα παρείχε συναρπαστικά στοιχεία για την ύπαρξη ενός παγκόσμιου ωκεανού κάτω από την επιφάνεια της Ευρώπης τη δεκαετία του 1990, οι επιστήμονες αναρωτήθηκαν πότε θα μπορούσαμε να στείλουμε άλλη αποστολή σε αυτό το παγωμένο φεγγάρι και να αναζητήσουμε πιθανά σημάδια ζωής. Οι περισσότερες από αυτές τις έννοιες της αποστολής απαιτούν έναν τροχιά ή έναν εκφορτωτή από ό, τι θα μελετήσουν την επιφάνεια του Europa, ψάχνοντας το παγωμένο φύλλο για σημάδια βιογραφιών που εμφανίστηκαν από το εσωτερικό.
Δυστυχώς, η επιφάνεια της Ευρώπης βομβαρδίζεται συνεχώς από ακτινοβολία, η οποία θα μπορούσε να αλλάξει ή να καταστρέψει υλικό που μεταφέρεται στην επιφάνεια. Χρήση δεδομένων από το Γαλιλαίος και Voyager 1 διαστημικό σκάφος, μια ομάδα επιστημόνων πρόσφατα παρήγαγε έναν χάρτη που δείχνει πώς η ακτινοβολία ποικίλλει στην επιφάνεια της Ευρώπης. Ακολουθώντας αυτόν τον χάρτη, μελλοντικές αποστολές όπως της NASA Europa Clipper θα είναι σε θέση να βρει τα σημεία όπου οι βιογραφίες είναι πιθανότερο να υπάρχουν.
Όπως έχουν αποκαλύψει πολλές αποστολές μελετώντας την επιφάνεια της Ευρώπης, το φεγγάρι βιώνει περιοδικές ανταλλαγές μεταξύ του εσωτερικού και της επιφάνειας. Εάν υπάρχει ζωή στον εσωτερικό του ωκεανό, τότε βιολογικό υλικό θα μπορούσε θεωρητικά να φέρεται στην επιφάνεια όπου θα μπορούσε να μελετηθεί. Επειδή η ακτινοβολία από το μαγνητικό πεδίο του Δία θα καταστρέψει αυτό το υλικό, γνωρίζοντας πού είναι πιο έντονο, πόσο βαθιά πηγαίνει και πώς θα μπορούσε να επηρεάσει το εσωτερικό είναι όλα σημαντικά ζητήματα.
Όπως εξήγησε ο Tom Nordheim, ερευνητής στο Jet Propulsion Laboratory της NASA σε πρόσφατο δελτίο τύπου της NASA:
«Αν θέλουμε να καταλάβουμε τι συμβαίνει στην επιφάνεια της Ευρώπης και πώς συνδέεται με τον ωκεανό από κάτω, πρέπει να κατανοήσουμε την ακτινοβολία. Όταν εξετάζουμε υλικά που έχουν προέλθει από την επιφάνεια, τι εξετάζουμε; Αυτό μας λέει τι είναι στον ωκεανό, ή αυτό συνέβη στα υλικά μετά την ακτινοβολία τους; "
Για να αντιμετωπίσει αυτό το ερώτημα, ο Nordheim και οι συνάδελφοί του εξέτασαν δεδομένα από το ΓαλιλαίοςFlybys της Europa και μετρήσεις ηλεκτρονίων από τη NASA Voyager 1 διαστημόπλοιο. Αφού εξέτασε προσεκτικά τα ηλεκτρόνια που ανατίναζαν την επιφάνεια του φεγγαριού, ο Nordheim και η ομάδα του διαπίστωσαν ότι οι δόσεις ακτινοβολίας ποικίλλουν ανάλογα με την τοποθεσία. Η πιο σκληρή ακτινοβολία συγκεντρώνεται σε ζώνες γύρω από τον ισημερινό και η ακτινοβολία μειώνεται πιο κοντά στους πόλους.
Η μελέτη που περιγράφει τα ευρήματά τους εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Φύση κάτω από τον τίτλο «Διατήρηση πιθανών βιογραφιών στο ρηχό υπόγειο της Ευρώπης». Η μελέτη ήταν επικεφαλής του Nordheim και συν-συγγραφέας από τον Kevin Hand (επίσης με την JPL) και τον Chris Paranicas από το Johns Hopkins Applied Physics Laboratory στο Laurel, Maryland.
"Αυτή είναι η πρώτη πρόβλεψη των επιπέδων ακτινοβολίας σε κάθε σημείο στην επιφάνεια της Ευρώπης και είναι σημαντική πληροφορία για τις μελλοντικές αποστολές Europa", δήλωσε ο Paranicas. Τώρα που οι επιστήμονες ξέρουν πού να βρουν περιοχές που έχουν τροποποιηθεί λιγότερο από την ακτινοβολία, θα είναι σε θέση να ορίσουν περιοχές μελέτης για το Europa Clipper, μια αποστολή υπό την ηγεσία της JPL που αναμένεται να ξεκινήσει ήδη από το 2022.
Για χάρη της μελέτης τους, ο Nordheim και η ομάδα του προχώρησαν πέρα από έναν συμβατικό δισδιάστατο χάρτη για την κατασκευή τρισδιάστατων μοντέλων που εξέτασαν πόσο μακριά από την επιφάνεια διεισδύει η ακτινοβολία. Για να δοκιμάσει πόσο βαθιά θα έπρεπε να θαφτεί το οργανικό υλικό για να επιβιώσει, ο Nordheim και η ομάδα του δοκίμασαν την επίδραση της ακτινοβολίας στα αμινοξέα (τα βασικά δομικά στοιχεία για τις πρωτεΐνες) για να καταλάβουν πώς η έκθεση της Ευρώπης στην ακτινοβολία θα επηρέαζε πιθανές βιογραφίες.
Τα αποτελέσματα δείχνουν πόσο βαθιά θα πρέπει οι επιστήμονες να σκάψουν ή να τρυπήσουν κατά τη διάρκεια μιας πιθανής μελλοντικής αποστολής Europa για να βρουν τυχόν βιογραφίες που θα μπορούσαν να διατηρηθούν. Στις ζώνες με την υψηλότερη ακτινοβολία γύρω από τον ισημερινό, το βάθος στο οποίο θα μπορούσαν να βρεθούν οι βιολογικές υπογραφές κυμαινόταν από 10 έως 20 cm (4 έως 8 ίντσες). Στα μεσαία και υψηλά γεωγραφικά πλάτη, πιο κοντά στους πόλους, τα βάθη μειώνονται σε περίπου 1 cm (0,4 ίντσες). Όπως έδειξε το χέρι:
«Η ακτινοβολία που βομβαρδίζει την επιφάνεια της Ευρώπης αφήνει ένα δακτυλικό αποτύπωμα. Αν ξέρουμε πώς μοιάζει αυτό το δακτυλικό αποτύπωμα, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τη φύση οποιωνδήποτε οργανικών και πιθανών βιογραφικών υπογραφών που θα μπορούσαν να εντοπιστούν μελλοντικές αποστολές, είτε πρόκειται για διαστημόπλοια που πετούν ή προσγειώνονται στην Ευρώπη. "
Οταν ο Europa Clipper Η αποστολή φτάνει στο σύστημα Jovian, το διαστημικό σκάφος θα περιστρέφεται σε τροχιά γύρω από τον Δία και θα πραγματοποιεί περίπου 45 στενές πτήσεις της Ευρώπης. Η προηγμένη σουίτα επιστημονικών οργάνων θα περιλαμβάνει κάμερες, φασματόμετρα, όργανα πλάσματος και ραντάρ που θα διερευνήσουν τη σύνθεση της επιφάνειας του φεγγαριού, του ωκεανού της και υλικού που έχει εξαχθεί από την επιφάνεια.
"Η ομάδα αποστολής του Europa Clipper εξετάζει πιθανές διαδρομές τροχιάς και οι προτεινόμενες διαδρομές περνούν πάνω από πολλές περιοχές της Ευρώπης που αντιμετωπίζουν χαμηλότερα επίπεδα ακτινοβολίας", δήλωσε ο Χαντ. "Αυτά είναι καλά νέα για την εξέταση δυνητικά φρέσκου ωκεανού υλικού που δεν έχει τροποποιηθεί σε μεγάλο βαθμό από το δακτυλικό αποτύπωμα της ακτινοβολίας."
Με αυτόν τον νέο χάρτη ακτινοβολίας, η ομάδα αποστολής θα είναι σε θέση να περιορίσει το φάσμα των πιθανών ερευνητικών τόπων. Αυτό, με τη σειρά του, θα αυξήσει την πιθανότητα ότι η αποστολή του τροχιά θα είναι σε θέση να διευθετήσει το εδώ και δεκαετίες μυστήριο για το εάν υπάρχει ή όχι ζωή στο σύστημα της Γιοβίας.
