Kan der være liv på Jupiters måner?

Søgen efter liv uden for Jorden har taget mange former. Mars, vores naboverden, det ser ud som om det engang var beboeligt. Måske også Venus, trods dets nuværende helvedes forhold. Men i de senere år, videnskabsmænds blikke er blevet trukket andre steder hen. Hvad med Jupiters måner?

Tre af Jupiters fire største måner er iskolde, og i 1998 opdagede NASAs Galileo-rumfartøj fristende antydninger af et hav under én, Europa. Siden da, yderligere undersøgelser har påvist tegn på, at vandfaner muligvis bryder ud fra dette hav.

De to andre store iskolde måner, Ganymedes og Callisto, menes også at have oceaner under deres overflader. Nu, nye spørgsmål bliver stillet:hvis der er vand på disse måner, kunne der være liv? Og kunne vi lede efter det?

For at hjælpe med at besvare det spørgsmål, Den Europæiske Rumorganisation planlægger at sende et rumfartøj til Jupiter i 2022, kaldet Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). Planlagt til ankomst i 2029, det vil udføre flere forbiflyvninger af Europa og Callisto, før det går i kredsløb om Ganymedes fra 2032-2034 - det første rumfartøj, der kredser om en anden måne end Jordens måne. I løbet af denne tid, det vil returnere uvurderlige data tilbage til Jorden.

Inden den overhovedet når dertil, imidlertid, videnskabsmænd har allerede travlt med at studere disse måner for tegn på beboelighed, og forberedelse af de data, der vil blive returneret af missionen.

Fanget

Havene under disse måner er sandsynligvis store, spænder over hele månernes omkreds og strækker sig i ti kilometer dybt. Men de er også fanget under snesevis af kilometer is, gør studier af dem meget vanskelige.

En af vores bedste tilgange hidtil har været at se efter virkningerne af salt i havene på deres elektriske ledningsevne ved at studere magnetiske felter omkring månerne. Men disse undersøgelser 'har for det meste forsømt alle de andre effekter, der genererer magnetiske felter, " sagde professor Joachim Saur, en planetarisk videnskabsmand fra universitetet i Köln, Tyskland, såsom tynde atmosfærer omkring månerne. "Det er meget vigtigt at adskille de effekter, der virkelig kommer fra havet."

Prof. Saur er projektkoordinator på Exo-Oceans, som håber at besvare dette spørgsmål. Projektet bruger modeller og data fra NASAs Galileo-rumfartøj, som kredsede i det jovianske system fra 1995 til 2003, sammen med målinger fra NASAs Juno-rumfartøj i øjeblikket ved Jupiter og fjernobservationer fra teleskoper som Hubble, at undersøge disse oceaner.

"Vores resultater vil ikke omstøde ideen om et hav, " om Europa og Ganymedes sagde Prof. Saur, selvom han bemærkede, at de måske kunne stille spørgsmål ved Callisto. Men det er håbet, at de kunne give en bedre indikation af ting som tykkelsen af ​​oceanerne, deres saltindhold, og deres afstand fra de iskolde lag ovenover.

Alt dette har vigtige konsekvenser for månernes beboelighed. For at kunne understøtte livet, det menes, at havene skal være i kontakt med sten på bunden, for at livet kan have en kilde til 'føde,' " og i øjeblikket menes kun Europa at opfylde denne betingelse.

"Europa er en af ​​de bedste kandidater til beboelighed, fordi det flydende vand er i direkte kontakt med silikatkappen, " sagde Prof. Saur. "Så der er en mulighed for udvaskning af mineraler fra skorpen til havet. Og jo rigere den er på kemiske forbindelser, jo bedre er det for livets udvikling."

Men der er kun så meget, der kan gøres, før JUICE ankommer. Når først det gør, dets magnetometerinstrument vil give nyttige målinger på månernes magnetiske felter, giver os vitale data om havene nedenunder. "Dette vil give os mulighed for at adskille alle de forskellige effekter, " sagde Prof. Saur.

Stråling

En anden vigtig faktor med hensyn til månernes beboelighed er, hvor meget stråling fra Jupiter, der rammer dem. Jupiter producerer en masse skadelig stråling, så meget, at det kan skade rumfartøjer, der kommer for tæt på.

En måde at studere dette på er at observere nordlys på månerne, produceret, når ladede partikler fra Jupiter rammer magnetfelter omkring dem. Europa, for eksempel, har en konstant nordlys, der kan observeres på ultraviolette billeder fra Hubble.

"Det relaterer sig til, hvordan månen udsættes for denne stråling, fordi de ladede partikler fra strålingen skaber nordlyset, " sagde Dr. Lorenz Roth, en planetarisk astronom og fysiker fra KTH Royal Institute of Technology i Stockholm, Sverige. "Så det er en slags mål for, hvor meget stråling der er."

Dr. Roth arbejdede på AuroraMHD-projektet, som forsøgte at bruge nogle af disse nordlysobservationer af Europa og Jupiters vulkansk aktive måne Io til at lære mere om dem. Mens projektet var hæmmet af COVID-19-pandemien, det gav nogle nyttige data.

I særdeleshed, det hjalp med at bekræfte eksistensen af ​​vandfaner på Europa, og undersøgte, hvordan de interagerede med dens atmosfære. Og det er håbet, at dette arbejde kan bygges videre, med JUICE, for yderligere at studere beboeligheden af ​​Jupiters iskolde måner.

"Spørgsmålet om beboelighed og liv dvæler altid i baggrunden, " sagde Dr. Roth. "I alle aspekter, inklusive størrelse, de store Jupiter-måner er som planeter:de ligner eller er større end Merkur, man har et magnetfelt, de har atmosfære, de har oceaner (og så videre).

"Europa er mere lovende (fordi dets) vand højst sandsynligt er direkte forbundet med det stenede materiale på havbunden, som tillader en reaktion at finde sted."

JUICE bliver udstyret med sit eget ultraviolette instrument, der kan studere månernes nordlys mere detaljeret, hjælper videnskabsmænd med at finde ud af, hvordan Jupiters stråling kan påvirke deres chancer for liv. "Når JUICE er i kredsløb, vi får en masse information, " sagde Dr. Roth. "Den kan kontinuerligt måle de magnetiske felter omkring månerne."

Potentiel beboelighed

I sig selv, JUICE forventes ikke at fortælle os endeligt, om der er liv på Jupiters måner. Men dens data, sammen med NASAs Europa Clipper-mission, der vil ankomme i det jovianske system på samme tidspunkt for at studere Europa, kunne give nyttige oplysninger om deres potentielle beboelighed.

På samme måde som de første missioner til Mars vurderede dens beboelighed, før senere missioner – som NASAs nyligt landede Perseverance rover – blev sendt for at lede efter liv, så også kan lignende forskning finde sted for Jupiters måner.

"Mens JUICE og Europa Clipper ikke engang er lanceret endnu, der er allerede diskussioner om, hvad der kunne være det næste, " sagde Prof. Saur, såsom landere, der bruger øvelser til at gå ind i isen og prøve disse have. "Der arbejdes allerede parallelt med, hvad der kunne være de næste skridt, " han sagde.