Tidigare i veckan, vi delade några fantastiska, nyligen omarbetade bilder av Europa från NASA:s rymdfarkost Galileo, som besökte Jupiter och dess månar från december 1995 till september 2003. Nu, när forskare fortsätter att återbesöka Galileos data, kommer ännu fler detaljer i fokus om Jupiters lockande måne. Det finns inte bara bevis under de senaste åren på att gejsrar skjutit från Europas yta, för tjugo år sedan kan Galileo också ha sett ett kryovulkanutbrott - eller vattenplymer - som spyr ut från den iskalla månen.
Även om Galileos uppdrag slutade när sonden kraschade in i Jupiters atmosfär, fortsätter forskare att återbesöka skattkammaren med uppdragets data. Jupiter själv är en sådan integrerad del av vårt solsystem, men Europa tros vara en av de mest beboeliga världarna i vårt närliggande grannskap.
Europa är täckt av ett tjockt lager av is, som forskare starkt misstänker döljer ett hav under ytan. Stabila gravitationella bogserbåtar från Jupiter håller detta vatten tillräckligt varmt för att vara flytande, men det finns gott om bevis för att en del av detta vatten kommer ut genom att spricka på Europas isiga yta. Bevis på detta upptäcktes först av rymdteleskopet Hubble 2013 och igen 2014 och 2016.
Den här sammansatta bilden visar misstänkta plymer av vattenånga som bryter ut vid 7-tiden utanför delen av Jupiters måne Europa. Plymerna, fotograferade av Hubbles Imaging Spectrograph, sågs i siluett när månen passerade framför Jupiter. Hubbles ultravioletta känslighet gjorde att särdragen, som stiger över 160 kilometer över Europas isiga yta, kunde urskiljas. Vattnet tros komma från ett hav under ytan på Europa. Hubble-data togs den 26 januari 2014. Bilden av Europa, överlagd på Hubble-data, är sammanställd från data från Galileo- och Voyager-uppdragen.
I en tillbakablick på gamla data har forskare funnit att det för tjugo år sedan, under en av Galileos förbiflygningar i Europa, fanns bevis – eller faktiskt brist på bevis – för supersnabba laddade partiklar runt månen. I datorsimuleringar som återgav data som samlats in av Galileos inbyggda Energetic Particle Detector – som var speciellt designad för att upptäcka sådana supersnabba laddade partiklar och studera dem – höll de normalt rikliga snabba protonerna på att försvinna under en av Europas förbiflygningar, förbi E26.
'Det som är nytt här är att en del av minskningen kan förklaras av laddningsutbyte, en process där protonerna avlägsnas efter att de förlorat sin elektriska laddning i Europas tunna atmosfär.' skrev laget i sin tidning. De förklarade att en utarmningsfunktion som inträffar kort efter närmaste inflygning skulle vara associerad med plymrelaterade fältstörningar, och 'vi drar därför slutsatsen, med en ny metod och oberoende datauppsättning, att Galileo kunde ha stött på en plym under E26.'
Hans Huybrighs, en forskare vid Europeiska rymdorganisationen och huvudförfattaren till den nya studien sa att protoner borde ha registrerats i överflöd. Men Galileo upptäckte knappt några, medan han svävade över månens nordliga polarområden. Forskare tillskrev först avsaknaden av protoner till Europa självt, och ansåg att månen blockerade Galileos protondetektor.
Bilder från NASA:s rymdfarkost Galileo visar de intrikata detaljerna på Europas isiga yta. Bild: NASA/JPL-Caltech
Men den nya titten på de gamla uppgifterna fann att en del av denna protonutarmning berodde på en plym av vattenånga som sköt ut i rymden. Denna plym störde Europas tunna, tunna atmosfär och störde magnetfälten i regionen, vilket förändrade beteendet och förekomsten av närliggande energiska protoner.
Forskare har länge misstänkt förekomsten av plymer i Europa och 2018, en titt på gamla data från Galileos Magnetometer (MAG) sensorn visade en kort, lokal böjning i Jupiters magnetfält, vilket visade orsaken som en interaktion mellan magnetfältet och en av Europas plymer. Sedan fanns det data från Hubble och andra observatorier.
Spännande nog, om sådana plymer verkligen är närvarande och bryter igenom månens isiga skal, skulle de erbjuda ett möjligt sätt att komma åt och karakterisera innehållet i dess underjordiska hav, vilket annars skulle vara otroligt utmanande att utforska.
Och nu är det ett par nya uppdrag till Europa planerade. ESA:s Juice-uppdrag, planerad för uppskjutning 2022, kommer att undersöka Jupiter och dess isiga månar. Juice kommer att bära utrustningen som behövs för att direkt ta prov på partiklar i månens vattenångsplymer och även för att upptäcka dem på distans, i syfte att avslöja hemligheterna bakom dess stora, mystiska hav. Den är planerad att anlända till Jupitersystemet 2029, för att studera den potentiella beboeligheten och de underjordiska haven för tre av jätteplanetens månar - Ganymedes, Callisto och Europa.
Sedan, 2023, planerar NASA att lansera Europa Clipper uppdrag , en robotutforskare dedikerad till studiet av Europa. Den kommer att utforska Europas isskal och inre för att lära sig mer om månens sammansättning, geologi och interaktioner mellan ytan och underytan, samt för att belysa huruvida liv kan existera i Europas inre hav eller inte.
Som denna nya studie visar, sa forskarteamet, att spåra de energiskt laddade och neutrala partiklarna i Europas närhet erbjuder enorma löften i ansträngningarna att undersöka månens atmosfär och bredare kosmisk miljö, vilket är vad dessa kommande uppdrag hoppas kunna göra.
Källor: DETTA , Max Planck-institutet