Laboratóriumi kísérletek során újraalkották a Jupiter négy nagy holdjának egyike, az Europa felszínét, és meglepő eredményt értek el: az Europa világít a sötétben. Míg mi általában az Europa Föld felé néző oldalát látjuk, ez az új tanulmány megmutatja, hogyan nézhet ki ez a világ a másik oldaláról.

Ez a felfedezés több mint egy érdekes tény a Naprendszerről – feltárja a rejtélyes hold titkait.

Europa a sziklákon

Az Europa jeges felszíne gazdag sóban, többek között magnézium-szulfátban (Epsom-só) és nátrium-kloridban (közönséges konyhasó). Mindegyik ásványtípus meghatározott hullámhosszú fényt sugároz, amikor energiát bocsát ki. Ezek a vizsgálatok megállapították, hogy a Jupiter-hold jeges kérgében lévő sók képesek világítani a sötétben.

Europa Naprendszerünk egyik vizes világa, amely hatalmas óceánt rejt a fagyott felszíne alatt.

“uropa jégpáncélja 10-15 mérföld (15-25 kilométer) vastag, és egy 40-100 mérföld (60-150 kilométer) mély óceánon úszik. Tehát miközben az Europa csak egynegyede a Föld átmérőjének, óceánja kétszer annyi vizet tartalmazhat, mint a Föld összes óceánja együttvéve” – írja a NASA.

Az Europa, a Jupiter és kísérői, az Io és a Ganümédész közötti gravitációs erők repedéseket hoznak létre a fagyott felszínen. Egyes helyeken ez az óceán ezeken a jégrepedéseken keresztül emelkedik fel. Ezért a jég külső felszínének tanulmányozásával megismerhetjük az Europa rejtett óceánjait.

Rock, rave, and roll

A Jupiterről érkező sugárzás megemeli a sómolekulák energiaszintjét, ahogy a hold a bolygórendszerben halad. Amikor ezek a molekulák ellazulnak, ez az energia látható fény formájában szabadul fel.

“Ezek a nagy energiájú töltött részecskék, köztük elektronok, kölcsönhatásba lépnek a jégben és sóban gazdag felszínnel, ami összetett fizikai és kémiai folyamatokat eredményez” – írják a kutatók a Nature Astronomy című szaklapban.

Az emberi szemmel nézve az Europa felszíne zöld, kék és fehér színben világítana, attól függően, hogy milyen típusú só bocsát ki fényt. A jég a legerősebben zöld fényben izzott, hasonlóan a film- és videostúdiókban használt tipikus zöld vászonhoz (többek között az Astronomy News with The Cosmic Companion).

Az Epsom só nagyobb koncentrációja növelte a jégben felszabaduló energia mennyiségét, míg a nátrium-klorid és a karbonát ellentétes hatást váltott ki.

Mivel az Europa a Jupiter körül kering, ez az apró hold (valamivel kisebb, mint saját bolygótársunk) nagy energiájú sugárzásban, többek között elektronokban fürdik.

Amint ezek az elektronok a jeges hold felszínére esnek, a beérkező energia fény formájában szabadul fel, olyan körülményeket teremtve, hogy az Europa világít a sötétben.

“Ha az Europa nem lenne ilyen sugárzás alatt, akkor úgy nézne ki, mint nekünk a mi holdunk – sötét lenne az árnyékos oldalán” – mondta Gudipati. “De mivel a Jupiterről érkező sugárzás bombázza, a sötétben világít” – magyarázta Murthy Gudipati, a Jet Propulsion Laboratory (JPL) munkatársa.

A JPL csapata egy egyedülálló műszert – az Ice Chamber for Europa’s High-Energy Electron and Radiation Environment Testing (ICE-HEART) – épített, hogy megvizsgálja, hogyan reagálna a szerves anyag egy szimulált Europa-környezetben a sugárzásra.

A felfedezés a kutatók számára a szerencsés véletlen szerencséje volt.

“Az, hogy a nátrium-klorid sósavban jelentősen alacsonyabb szintű izzást láttunk, volt az az “aha” pillanat, amely megváltoztatta a kutatás irányát” – mondta Fred Bateman, a tanulmányt részletező folyóiratcikk társszerzője.

Az idegen tengerek vitorlázása

A fenti videóban megnézhetjük a NASA közelgő Europa Clipper küldetését, amely először vizsgál meg részletesen egy idegen óceánt. (Video credit: NASA/JPL)

“Az ember nem fedezhet fel új óceánokat, ha nincs bátorsága szem elől téveszteni a partot”.” – Andre Gide

Az Europa Clipper, a NASA közelgő zászlóshajó küldetése a Jupiter vízi világának felfedezésére valamikor a 2020-as évek közepén indulhat. Ez az űrszonda az Europa-t fogja vizsgálni a rejtélyes hold többszöri átrepülése során.

A kutatók alaposan megvizsgálják az űrszonda fedélzetén lévő műszerek képességeit, hogy kiderítsék, hogyan segíthetné ez a vizsgálat az említett küldetésnek az Europa fagyott felszínének kutatását.

Az űrszonda fedélzetén az Europa Clipper széles látószögű kamera jelentős mennyiségű adatot gyűjthet a jeges hold sókoncentrációjáról.

A 4k x 2k CMOS detektort használó kamera látómezeje 48 x 24 fokos. Az Europa fölött 50 kilométeres magasságból akár 11 méteres átmérőjű részletek is egyetlen pixelként lesznek láthatók.

Még az is elképzelhető, hogy az Europa “éjszakai oldaláról”, a sötétben világító oldaláról is készíthetnek felvételeket.

Ez a tanulmány az Európára összpontosított, de az eredmények más, nagy sugárzású környezetben lévő nagy testekre is alkalmazhatóak lehetnek, beleértve az Io-t és a Ganümédészt a Jupiter-rendszerben.

Az Európa az egyik legvalószínűbb hely Naprendszerünkben az élet megtalálására. Ha bármilyen életformát találnak az Európán – függetlenül attól, hogy mennyire primitív -, a felfedezés azt jelezné, hogy az élet valószínűleg az egész kozmoszban kialakulhat világokon.

Ez a cikk eredetileg a The Cosmic Companion oldalon jelent meg James Maynard, a The Cosmic Companion alapítója és kiadója tollából. Ő egy New England-i születésű, sivatagi patkányból lett sivatagi patkány Tucsonban, ahol kedves feleségével, Nicole-lal és Max-szal, a macskával él. Az eredeti cikket itt olvashatja el.

Asztronómiai hírek a The Cosmic Companionnal heti podcastként is elérhető, amelyet minden nagyobb podcastszolgáltató közvetít. Kapcsolódjon be minden kedden a legfrissebb csillagászati hírekért, valamint interjúkért csillagászokkal és más kutatókkal, akik az Univerzum természetének feltárásán dolgoznak.