ESAs JUICE-rumfartøjer kunne opdage vand fra faner, der bryder ud på Europa

ESA's JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) mission til det jovianske system kunne nemt bekræfte tilstedeværelsen af ​​vand på Europa, finder en ny undersøgelse. Ifølge undersøgelsen, det er muligt at detektere vandmolekyler (H2O) og vandioner (H2O+) fra månens faner under en forbiflyvningsmission.

De formodede vanddampfaner, der bryder ud på Jupiters måne Europa, forvirrer stadig forskere, der leder efter beboelige miljøer i solsystemet. Det antages, at Europa huser et stort underjordisk flydende hav, og disse faner kunne være en indikator for vand, der bryder ud fra månens indre. Derfor, de giver en fantastisk mulighed for at samle prøver, der stammer fra under det tykke lag af is, hvor mange mysterier om udenjordisk liv kan vente på at blive optrevlet.

Nylige observationer af Europa med Hubble Space Telescope (HST) viser en fane, der stiger omkring 62 miles (100 kilometer) over overfladen. Forskere anslår, at disse faner kan stige endda 200 kilometer, før de regner materiale tilbage på den iskolde overflade.

Ifølge en ny undersøgelse udført af et hold europæiske videnskabsmænd, disse faner bør undersøges grundigt af en fremtidig flyby-mission som JUICE for at bekræfte tilstedeværelsen af ​​vand. I en nylig avis, forskerne undersøgte gennemførligheden af ​​in-situ målinger af Europas faner ved at modellere banerne for neutrale og ioniserede fanepartikler og de respektive målinger med neutrale og ionmassespektrometre.

"I stedet for at bruge 'fotoner' som Hubble gør, vi vil bruge in-situ partikeldata. Dette betyder, at vi vil validere tilstedeværelsen af ​​vand uafhængigt ved hjælp af in situ data. JUICE er missionen, der kan gøre dette, da den vil være udstyret med PEP-instrumentet (Partikelmiljøpakken) der er egnet til denne måling, "Yoshifumi Futoena, medforsker af JUICE/PEP-instrumentet ved Swedish Institute of Space Physics fortalte Astrowatch.net.

PEP er en plasmapakke med seks sensorer til at karakterisere plasmamiljøet. Det vil måle tæthed og flux af positive og negative ioner, elektroner, eksosfærisk neutral gas, termisk plasma og energiske neutrale atomer. Pakken vil omfatte den Jovianske plasma Dynamics and Composition (JDC) sensor, der måler vandioner, og den neutrale gas- og ionmassespektrometer (NIM) sensor, der måler vandmolekyler.

Futaana og hans kolleger er overbevist om, at partiklerne i lavmassefluxfanerne (1 kg/s) kan påvises af PEP med store marginer. Desuden, resultaterne af deres undersøgelse tyder på, at fanesignalet kan genkendes som en tidsmæssig signalforøgelse af en størrelsesorden i H2O-tællehastigheden over seks minutter. Det betyder, at detektionen af ​​vandfaner under en forbiflyvning er, Ja, gennemførlig.

"Vores papir viser, at fanerne kan detekteres fra JUICE-flybyerne med partikelinstrumenter, der registrerer (vand)partikler i nærheden af ​​rumfartøjet. Dette er tilfældet, selvom fanen er væsentligt mindre end det, der er observeret. Hermed vi mener, at fanerne i vores arbejde kun frigiver et kilo vand i sekundet, mens den allerførste faneobservation indikerede 7, 000 kg vand frigives i sekundet, Hans Huybrighs fra Max Planck Institute for Solar System Research i Tyskland, en af ​​avisens medforfattere, fortalte SpaceFlight Insider.

Forfatterne af undersøgelsen understreger, at selv i tilfælde af relativt små vandfaner, vandatomerne, der adskiller sig fra molekylerne, såvel som deres ioner, skabe væsentlige signaler. Imidlertid, indtil nu, Hubble-observationer af fanerne påviste kun atomart oxygen. I betragtning af mængden af ​​ilt og andre overvejelser, det blev konkluderet, at disse oxygenatomer måtte stamme fra dissocierede vandmolekyler.

"Dette ville også forklare de observerede rumlige træk, som blev tolket som en fane. Selvom det hele er meget plausibelt, og er ikke bestridt i det videnskabelige samfund, det er en fortolkning. PEP on JUICE vil være i stand til at bekræfte denne fortolkning og give en masse yderligere data for at forstå arten af ​​fanen, dens sammensætning, og dets forhold til undergrunden af ​​Europas isskal, som for det meste er vandis, " sagde Peter Wurz fra University of Bern i Schweiz til Astrowatch.net.

Forskerne har også vist, at geometrien af ​​fanekilden ikke har indflydelse på tæthedsfordelingerne. Derfor, det vil ikke påvirke deres sporbarhed ved brug af PEP. De bemærkede, at det ikke gør nogen forskel, om det er en punktkilde eller en flere hundrede kilometer lang revne.

Alt i alt, JUICE udstyret i PEP-instrumentet har potentialet til at tage et kig på Europas underjordiske hav uden at bore månens iskolde skal. This ocean could hold many clues to mysteries of life beyond Earth.

"What is so interesting about this ocean is that it has probably been there for a long time, and that there could be sources of energy for life in it, like geothermal vents on the bottom of the ocean, making Europa's ocean a very interesting environment that is possibly habitable for some form of life, " Huybrighs concluded.

JUICE mission is planned to be launched in 2022. The spacecraft will perform two flybys of Europa in early 2031. During these flybys, JUICE is expected to approach Europa up to a height of about 250 miles (400 kilometers).