Tas, par ko sen aizdomājāmies, tagad ir apstiprināts: Jupitera mēness Eiropā ir ūdens. Tā kā pēdējos gados esam uzzinājuši vairāk par ārējo Saules sistēmu, Eiropa ir kļuvusi par augstas prioritātes mērķi dzīves meklējumos. Ar šo atklājumu NASA tikko uzkrāsoja lielu sarkano buļļu aci uz Jupitera mazākā Galilejas mēness.
"Lai gan zinātnieki vēl nav tieši atklājuši šķidru ūdeni, mēs esam atraduši nākamo labāko: ūdeni tvaika formā."
Lūkass Paganīni, NASA planētu zinātnieks, pētījumu vadītājs.
Pirms šī atklājuma zinātniekiem jau bija daži pierādījumi, ka Europa ir potenciāls, lai dzīvotu. Mēnesim ir vienmērīgākā jebkura objekta virsma Saules sistēmā, kas zinātniekiem lika izvirzīt hipotēzi, ka tam zemūdens okeānā ir šķidrs ūdens, kas tiek turēts virs sasalšanas, paisot plūdmaiņas no Jupitera puses. Saskaņā ar hipotēzi šī paisuma fāze ne tikai uztur ūdeni šķidrā veidā, bet arī rada ledus plākšņu kustību, kas līdzīga tektoniskajām plāksnēm uz Zemes.
Vairāk pierādījumu ieguva pētot brūnās plankumus uz Eiropas virsmas. Zinātnieki izvirzīja hipotēzi, ka tās ir ķīmiskas vielas no virszemes okeāna, kas ir nokļuvušas virspusē. Tas parāda, ka jūras dibens varētu mijiedarboties ar virsmu, kas ir svarīgs apsvērums, domājot par apdzīvojamību.
Šķidru plūmju atklāšana paaugstināja satraukumu par Europa iespējamo apdzīvojamību.
Habls 2012. gadā uzņēma Europa attēlu, parādot, ko daudzi interpretē kā ūdens tvaiku kārtu, kas iznāk no plaisas sasalušajā virsmā un šauj līdz aptuveni 200 km (120 jūdzes) augstumam. (Salīdzinājumam - Everesta kalns ir tikai 8,8 km augsts.) 2016. gadā no Habla vairāk pierādījumu bija par plūdiem.
NASA kosmosa kuģis Galileo atklāja traucējumus Jupitera magnētiskajā laukā netālu no Eiropas laikā no šī kosmosa kuģa Jupitera laikā no 1995. līdz 2003.gadam. Zinātnieki šos traucējumus attiecināja uz sāļo okeānu, kas varētu būt zem Mēness aizsalušās virsmas, jo sāļš okeāns var vadīt elektrību.
Arī kosmosa kuģis Galileo 1997. gadā nonāca 206 km (128 jūdzes) attālumā no Eiropas virsmas, un daži pētnieki norāda, ka tas faktiski lidoja cauri.
Bet visos šajos datos ūdens galīgi netika atklāts. Tagad tas ir mainījies.
"Šī pirmā tiešā ūdens tvaiku identificēšana Eiropā ir kritisks apstiprinājums mūsu sākotnējiem atomu sugu atklājumiem ..."
Lorens Rots, asistents un fiziķis, KTH Karaliskais tehnoloģiju institūts Stokholmā, līdzautors.
Zinātnieku komanda, ko vada NASA planētu zinātnieks Lūkass Paganini, ir publicējuši rakstu, kurā paziņoja par ūdens atrašanu Eiropā. Raksta nosaukums ir “Ūdens tvaiku mērīšana, atrodoties gandrīz mierīgā vidē Eiropā”. Tas tiek publicēts 18. novembrī žurnālā Nature.
Paganīni paziņojumā presei sacīja: “Svarīgākie ķīmiskie elementi (ogleklis, ūdeņradis, skābeklis, slāpeklis, fosfors un sērs) un enerģijas avoti - divas no trim dzīves prasībām - ir atrodami visā Saules sistēmā. Bet trešo - šķidru ūdeni - ir nedaudz grūti atrast ārpus Zemes. Kamēr zinātnieki vēl nav tieši atklājuši šķidru ūdeni, mēs esam atraduši nākamo labāko: ūdeni tvaika formā. ”
Paganini un citi zinātnieki sacīja, ka viņi ir atraduši pietiekami daudz ūdens, lai dažās minūtēs piepildītu olimpiskā izmēra peldbaseinu; apmēram 2360 kg / sekundē (5202 mārciņas sekundē). Viņi arī ziņo, ka ūdens parādās tikai reti. "Man šī darba interesanta lieta ir ne tikai pirmā tiešā ūdens noteikšana virs Eiropas, bet arī tā trūkums mūsu noteikšanas metodes ietvaros."
Rezultāti iegūti, novērojot laiku kopā ar W.M. Keka observatorija Havaju salās. 17 novērošanas naktīs 2016. un 2017. gadā komanda vāju, izteiktu ūdens tvaiku signālu atrada tikai vienu reizi. Tvaiki tika atklāti uz Eiropas vadošās puslodes, kad tie riņķo ap Jupiteru. (Eiropa ir paisuma virzienā aizslēgta Jupiteram, tāpat kā Mēness ir Zemei.)
Ūdens izstaro infrasarkano gaismu noteiktās frekvencēs, kad tas mijiedarbojas ar saules starojumu. Izmantojot Keck teleskopu ar spektrogrāfu, zinātnieki izmērīja ķīmisko sastāvu Eiropas vadošajā puslodē.
"Šī pirmā tiešā ūdens tvaiku identificēšana Eiropā ir kritisks apstiprinājums mūsu sākotnējiem atomu sugu noteikšanas gadījumiem, un tas izceļ lielo plūmju šķietamo mazapjomu šajā ledainajā pasaulē," sacīja Lorenss Rojs, KTH Karaliskā institūta astronoms un fiziķis. Technology Stokholmā, kurš vadīja 2013. gada Habla pētījumu un bija šīs nesenās izmeklēšanas līdzautors.
Rots atsaucas uz to komponentu noteikšanu, kas veido ūdeni, kas atrodams virs Eiropas. Lai arī intriģējošs, tas nav tas pats, kas atklāt ūdeni. Lai atrastu ūdeni, komandai bija jāizmanto uz zemes esošā Keck observatorija un tās spektrogrāfs, jo nevienam pašreizējam kosmosa kuģim nav iespējas noteikt ūdeni.
Nav viegli noteikt, ka tas ir ūdens, nevis tikai ūdens sastāvdaļas, it īpaši no Zemes. Šī pētījuma komandai bija jācīnās ar ūdeni Zemes atmosfērā un tas jāpadara ar sarežģītu matemātisko modelēšanu un datormodelēšanu.
Komanda ir pārliecināta par saviem rezultātiem, pat ja viņi atzīst, ka, lai patiesi saprastu mēness, ir nepieciešama misija uz Eiropu.
"Mēs veica rūpīgas drošības pārbaudes, lai novērotu iespējamos piesārņotājus novērojumos uz zemes," sacīja Avi Mandelds, Goddard planētas zinātnieks Paganini komandā. "Bet galu galā mums būs tuvāk Eiropai, lai redzētu, kas īsti notiek."
Cerams, ka zinātniekiem - un mums visiem - nevajadzēs pārāk ilgi gaidīt, lai iegūtu precīzākas atbildes uz daudziem Europa jautājumiem. Europa Clipper tika pārcelts uz galīgo projektēšanas posmu 2019. gada augustā, un to paredzēts sākt laist dažkārt 2020. gadu vidū. Tam būs viss instrumentu komplekts, lai pārbaudītu Eiropas noslēpumus. Visaizraujošākais no visiem varētu būt uz zemes iekļūstošais radars. Tas varētu redzēt tieši caur ledu un vienreiz un uz visiem laikiem apstiprināt grunts okeāna esamību.
It kā ar orbitera nepietiktu, tiek runāts arī par Europa zemi.
2019. gadā Kongress piešķīra NASA 195 miljonus ASV dolāru, lai izpētītu krastmalu kā daļu no Clipper misijas. NASA nekad šo naudu nepieprasīja, iespējams, daļēji tāpēc, ka uz Europa teritorijas ir grūti nokļūt. Varbūt Kongress zina, ka izkraušana piesaista milzīgu sabiedrības interesi.
Protams, problemātiska ir ne tikai Europa virsmas vide. Ap Jupiteru ir ārkārtīgi liels starojums, un, lai gūtu panākumus, Europa Clipper būs jāseko platām eliptiskajām orbītām, tikai periodiski nonākot tuvu Eiropai, pirms atkāpties drošībā. Tā NASA kosmosa kuģis Juno cīnās ar Jupitera izstarojumu.
Bet pat tādā gadījumā Clipper varēs tieši attēlot visus strūklakus un pat izlases veidā tos noteikt ar masas spektrometriem. Tas arī varēs izpētīt virsmu sīkāk nekā jebkad agrāk.
Tomēr mums būs jābūt pacietīgiem. Juno vajadzēja piecus gadus, lai sasniegtu Jupiteru. Ja misija “Europa Clipper” sāksies 2020. gadu vidū, zinātnes rezultātus mēs iegūsim tikai līdz 2030. gadam vai vēlāk.
Vairāk:
- Paziņojums presei: NASA zinātnieki apstiprina ūdens tvaikus vietnē Europa
- Pētniecības raksts: Ūdens tvaiku mērījumi, kas atrodas gandrīz mierīgā vidē Eiropā
- Žurnāls “Kosmoss”: Jupitera ledus mēness izpēte. NASA Europa Clipper un ESA SULA
