Laboratorieforsøg har genskabt overfladen af Europa, en af Jupiters fire store måner, med et overraskende resultat – Europa lyser i mørket. Mens vi typisk ser den side af Europa, der vender mod Jorden, viser denne nye undersøgelse, hvordan denne verden kan se ud fra dens anden side.

Denne opdagelse er mere end en interessant kendsgerning om Solsystemet – den afslører hemmeligheder om den gådefulde måne.

Europa på stenene

Europas isede overflade er rig på salt, herunder magnesiumsulfat (Epsom-salt) og natriumklorid (almindeligt bordsalt). Hver type mineral udstråler specifikke bølgelængder af lys, når de afgiver energi. Disse undersøgelser viste, at salte i den joviske månes isskorpe kan lyse i mørket.

Europa er en af de vandrige verdener i vores solsystem, der rummer et enormt hav under sin frosne overflade.

“Europas isskal er 15 til 25 kilometer tyk og flyder på et hav, der er 60 til 150 kilometer dybt. Så selv om Europa kun har en fjerdedel af Jordens diameter, kan dens hav indeholde dobbelt så meget vand som alle Jordens oceaner tilsammen,” beskriver NASA.

Gravitationskræfterne mellem Europa, Jupiter og dens ledsagere Io og Ganymedes skaber sprækker i den frosne overflade. Nogle steder stiger dette hav op gennem disse sprækker i isen. Ved at studere isens ydre overflade er det derfor muligt at lære om Europas skjulte oceaner.

Rock, rave and roll

Stråling fra Jupiter hæver energiniveauet i saltmolekyler, mens månen bevæger sig gennem planetsystemet. Når disse molekyler slapper af, frigives denne energi som synligt lys.

“Disse højenergiladede partikler, herunder elektroner, interagerer med den is- og saltrige overflade, hvilket resulterer i komplekse fysiske og kemiske processer,” beskriver forskerne i Nature Astronomy.

Som set med det menneskelige øje ville Europas overflade gløde grønt, blåt og hvidt, afhængigt af de typer af salt, der udsender lys. Isen glødede stærkest med grønt lys svarende til en typisk grøn skærm, der bruges i film- og videostudier (herunder Astronomy News with The Cosmic Companion).

Højere koncentrationer af Epsom-salt øgede mængden af energi, der blev frigivet i isen, mens natriumklorid og karbonat havde den modsatte effekt.

Da Europa kredser om Jupiter, er denne lille måne (lidt mindre end vores egen planetariske ledsager) badet i højenergistråling, herunder elektroner.

Når disse elektroner falder ned på ismånens overflade, frigives den indkommende energi i form af lys, hvilket skaber forhold, hvor Europa lyser i mørket.

“Hvis Europa ikke var under denne stråling, ville den se ud, som vores måne ser ud for os – mørk på skyggesiden,” siger Gudipati. “Men fordi den bliver bombarderet af strålingen fra Jupiter, lyser den i mørket,” forklarede Murthy Gudipati fra Jet Propulsion Laboratory (JPL).

JPL-holdet byggede et unikt instrument – Ice Chamber for Europa’s High-Energy Electron and Radiation Environment Testing (ICE-HEART) – for at undersøge, hvordan organisk materiale i et simuleret Europa-miljø ville reagere på stråling.

Denne opdagelse var en lykkelig bid af tilfældighed for forskerne.

“At se natriumkloridsolen med et betydeligt lavere niveau af glød var det aha-øjeblik, der ændrede forskningens kurs,” siger Fred Bateman, medforfatter til en tidsskriftsartikel, der beskriver undersøgelsen i detaljer.

Sejlads i fremmede have

I videoen ovenfor kan du se et kig på den kommende Europa Clipper-mission fra NASA, der skal udforske et fremmed ocean i detaljer for første gang. (Video credit: NASA/JPL)

“Mennesket kan ikke opdage nye oceaner, medmindre det har modet til at miste kysten af syne.” – Andre Gide

Europa Clipper, NASA’s kommende flagskibsmission til udforskning af den jovianske vandverden, forventes at blive opsendt engang i midten af 2020’erne. Dette rumfartøj vil undersøge Europa under flere overflyvninger af den gådefulde måne.

Investigatorer undersøger nøje instrumenternes kapacitet om bord på rumfartøjet for at se, hvordan denne undersøgelse kan hjælpe denne missions udforskning af den frosne overflade af Europa.

Bord på rumfartøjet vil Europa Clipper Wide Angle Camera kunne indsamle en betydelig mængde data om saltkoncentrationer på den iskolde måne.

Dette kamera, der anvender en 4k x 2k CMOS-detektor, har et synsfelt på 48 gange 24 grader. Fra en højde på 50 kilometer over Europa vil detaljer så små som 11 meter på tværs kunne ses som en enkelt pixel.

Det vil måske endda være muligt at tage billeder af Europas “natside”, der lyser i mørke.

Denne undersøgelse fokuserede på Europa, men resultaterne kan også anvendes på andre store legemer i miljøer med høj stråling, herunder Io og Ganymedes i det joviske system.

Europa er et af de mest sandsynlige steder i vores solsystem, hvor der kan findes liv. Hvis der findes livsformer på Europa – uanset hvor primitive de er – vil opdagelsen være et signal om, at der sandsynligvis vil blive dannet liv på verdener i hele kosmos.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Cosmic Companion af James Maynard, grundlægger og udgiver af The Cosmic Companion. Han er fra New England og er blevet ørkenrotte i Tucson, hvor han bor sammen med sin dejlige kone, Nicole, og katten Max. Du kan læse den originale artikel her.

Astronomy News with The Cosmic Companion er også tilgængelig som en ugentlig podcast, der sendes på alle større podcastudbydere. Du kan lytte med hver tirsdag for at få opdateringer om de seneste astronomiske nyheder og interviews med astronomer og andre forskere, der arbejder på at afdække universets natur.