Elämää Jupiterin Euroopassa? NASA käynnistää tehtävän löytää vihjeitä

Elämää Jupiterin Euroopassa? NASA käynnistää tehtävän löytää vihjeitä

SpaceX-raketti nousi tänään Floridan Cape Canaveralista kantaen NASAn 5 miljardin dollarin unelmaa löytää todisteita elämästä kaukaisessa kuussa. Tämä tehtävä – kunnianhimoisin elämänetsintä Maan ulkopuolella sen jälkeen, kun NASA aloitti Marsin tutkimisen vuosikymmeniä sitten – matkaa nyt kohti Jupiteria tutkimaan valtavaa valtamerta, joka on piilotettu sen kuun Europan jäisen kuoren alle.

Lähiviikkoina Europa Clipper -luotain suorittaa tärkeitä liikkeitä avaruudessa, kuten tutka-antenneja valmistautuessaan kuun tutkimiseen. "Katsomme innolla", sanoo Kathleen Craft, planeettatieteilijä Johns Hopkinsin yliopiston soveltavan fysiikan laboratoriosta Laurelissa, Marylandissa. "Kaiken pitää mennä hyvin."

Jos kaikki toimii, avaruusalus saavuttaa Jupiterin vuonna 2030 ja tekee lukuisia ohituksia Europasta. Se yrittää vastata joihinkin syvimpiin astrobiologian kysymyksiin - mukaan lukien se, sisältääkö Europan valtameri kemiallisia ravinteita ja muita energialähteitä, jotka voivat tukea elämää 1.

Lähetystyön tutkijat korostavat, että 1800-luvun kauppalaivojen mukaan nimetty Clipper ei etsi elämää; pikemminkin niiden tavoitteena on selvittää, onko Euroopassa tarvittavat ainekset elämään. Jos tehtävä osoittaa, että Europa on asumiskelpoinen, tämä löytö laajentaisi dramaattisesti mahdollisuuksia löytää elämää jäisistä maailmoista muissa aurinkokunnissa. "Eurooppaan opiskelu opettaa meitä olemaan rajoittamatta itseämme", sanoo Lynnae Quick Henderson, planeettatieteilijä NASA Goddard Space Flight Centeristä Greenbeltissä, Marylandissa.

"Kaaoksen" maasto

Europaa, yhtä Jupiterin suurimmista kuista, ei pidetty lupaavana paikkana etsiä elämää vuosisatojen ajan. Mutta 1990-luvun puolivälissä NASAn Galileo-tehtävä lensi lähellä kuuta ja löysi geologisia ihmeitä. Hän näki "kaaos"-maaston, joka näytti jäävuorten kentiltä, ​​jotka olivat jäässä, ja valtavia kuoppia pinnalla, jotka näyttivät peittyneen punertaviin materiaaleihin. Galileo mittasi myös outoa pulinaa Europan pinnan alta – todisteita haudatusta suolaisesta valtamerestä 2.

Tiedemiehet haluavat Clipperin vahvistavan tämän löydön ja saavan lisätietoja piilotetusta vesistöstä. "Pystymme kuvailemaan, miltä tämä asuttava ympäristö näyttää", sanoo Ingrid Daubar, planeettatieteilijä Brownin yliopistosta Providencessa, Rhode Islandissa, joka työskentelee Clipperissä NASAn Jet Propulsion Laboratoryssa (JPL) Kalifornian Pasadenassa.

Europan valtameri, jonka uskotaan sisältävän yli kaksi kertaa niin paljon kuin kaikki Maan valtameret, muodostui miljardeja vuosia sitten Jupiterin painovoiman ansiosta. Tämä voima synnyttää tarpeeksi kitkalämpöä pitääkseen valtameren nesteenä, vaikka lämpötila kuun pinnalla ei koskaan nouse noin -140 °C:n yläpuolelle. Meren päällä olevan jäisen kuoren paksuuden arvioidaan olevan vähintään 20 kilometriä 3, ja alla oleva vesi on todennäköisesti 60-150 kilometriä syvä (katso "Syväsukellus"). Clipper vahvistaa molempien kerrosten paksuuden ja auttaa valaisemaan valtamerten dynamiikkaa, sanoo Elizabeth Spiers, planeettameritutkija Woods Hole Oceanographic Institutionista Massachusettsissa.

Ainekset elämään

Maapallolla merenpohjan vulkaaniset kivet voivat olla vuorovaikutuksessa valtameren veden kanssa luodakseen kemiallisia reaktioita, jotka tuottavat energiaa ja mahdollistavat mikrobien, matojen ja muiden olentojen menestymisen. Samanlaisia ​​syvänmeren lähteitä voisi olla myös Europassa.

Toinen tapa tukea elämää Euroopassa on energian avulla, jonka kuu vastaanottaa Jupiterin voimakkaasta säteilystä. Planeetta pommittaa Eurooppaa varautuneilla hiukkasilla, jotka ovat riittävän tehokkaita katkaisemaan kemialliset sidokset kuun jäisessä kuoressa ja tuottamaan pieniä molekyylejä, kuten vetyä ja happea. 4.

Ja sitten ovat jäiset paljastumat, jotka on päällystetty punertavalla materiaalilla, joka voi olla Europan pinnan suoloja ja sulfaattiyhdisteitä. "Jos tämä tulee valtamerestä, se on jännittävä paikka etsiä asumiskelpoisuuden merkkejä", sanoo Cynthia Phillips, JPL:n planeettageologi. Clipperin instrumentit (katso "Moonmapper") tutkivat materiaalia saadakseen lisätietoja piilotetun valtameren koostumuksesta.

Lopuksi Clipper etsii myös geysireitä eli hiutaleita, jotka työntävät nestettä avaruuteen Europan jääkuoren halkeamien kautta. Saturnuksen kuu Enceladus on monia tällaisia ​​hiutaleita, jotka sisältävät vetyä, hiiltä, ​​piidioksidin rakeita ja muita elintärkeitä ainesosia. Tutkija ovat löytäneet todisteita samanlaisista hiutaleista Euroopasta; Jos Clipper näkee sellaisen, se voi lentää suihkeen läpi ja analysoida sen sisältöä.

Haasteita näköpiirissä

Yli neljän vuoden aikana, jolloin Clipper tutkii Eurooppaa, se lentää kuun yli 49 kertaa ja tulee 25 kilometrin päähän pinnasta. 5. Heidän kameransa kuvaavat Eurooppaa viisi kertaa yksityiskohtaisemmin kuin Galileon kamerat.

Mutta tehtävän edessä on monia teknisiä haasteita. Yksi niistä on selviytyminen Jupiterin vahvoilla säteilyvyöhykkeillä; NASA aikoo Clipperin välttää näitä niin paljon kuin mahdollista matkustamalla elliptisellä kiertoradalla. Hihnojen aiheuttama uhka aiheutti paniikkia toukokuussa, kun NASA:n insinöörit saivat tietää, että yli 1000 Clipperiin jo asennettua elektronista transistoria voi epäonnistua korkean säteilyn vaikutuksesta. Tämä löytö herätti kuukausia kestäneen tutkimuksen; NASA sanoo nyt uskovansa, että transistorit ovat kunnossa.

Clipper tutkii Eurooppaa suunnilleen samaan aikaan, kun Euroopan avaruusjärjestön JUICE-avaruusalus tutkii aluetta, erityisesti Jupiterin kaksi muuta kuuta, Ganymede ja Callisto. (Jupiterilla on 95 kuuta.) "Kahden [tehtävän] välillä ymmärrämme koko järjestelmän paljon paremmin", sanoo Ines Belgacem, planeettatieteilijä Euroopan tähtitieteen keskuksesta Madridissa.

Clipperin tehtävän lopussa suunnitelma on syöksyä ne Ganymedeen, jolla on myös haudattu valtameri, mutta jossa on paljon paksumpi jääpeite kuin Europalla, mikä teoriassa suojaa kuun vedet saastumiselta. Tämä tekee matkasta Euroopan laajojen ja houkuttelevien merien tutkimisen, kuten yhdysvaltalainen runoilija Ada Limón kuvaili, loppu äkillisesti.

1. Vance, S.R. Space Sci. Rev. 219, 81 (2023).

   Artikla
   PubMed
   Google Scholar

2. Kivelson, M.G. et ai. Science 289, 1340-1343 (2000).

   Artikla
   PubMed
   Google Scholar

3. Wakita, S., Johnson, B. C., Silber, E. A. & Singer, K. N. Sei. Adv. 10, eadj8455 (2024).

   Artikla
   PubMed
   Google Scholar

4. Szalay, J.R. et ai. Luonto Astron. 8, 567–576 (2024).

   Artikla
   PubMed
   Google Scholar

5. Pappalardo, R.T. et ai. Space Sci. Rev. 220, 40 (2024).

   Artikla
   Google Scholar

Lataa viitteitä