Vandfaner på Europa:Smag på et udenjordisk hav

Computersimuleringer af fanerne af flydende vand, der strømmer ud af Jupiters måne Europa, viser, at den kommende rummission JUICE kan give et svar på spørgsmålet om, hvorvidt den jovianske månes underjordiske hav kunne rumme liv. Hans Huybrighs kommer til denne konklusion i den doktorafhandling, han for nylig har afsluttet ved Max-Planck Institute of Solar System Physics og det tekniske universitet Braunschweig, Tyskland, i samarbejde med det svenske institut for rumfysik i Kiruna.

Et dybt hav af flydende vand er gemt under den iskolde overflade af Jupiters måne Europa. Livet kunne have udviklet sig her, afskærmet fra sollys og nysgerrige observatører fra planeten Jorden. At kigge gennem isen for at finde spor af dette hypotetiske liv er lettere sagt end gjort, især når man indser, at isen kan være flere kilometer tyk. I 2022 vil Den Europæiske Rumorganisation (ESA) opsende sin rummission JUpiter ICy moon Explorer (JUICE). JUICE-rumfartøjet vil ankomme til Jupiter og dets iskolde måner i 2030, og om bord vil der være Partikelmiljøpakken (PEP), der er udviklet ved det svenske institut for rumfysik (IRF). Ny forskning viser, at PEP, et instrument bestående af flere partikeldetektorer, vil kunne "smage" fanen på forskellige måder og kaste lidt lys over indholdet af Europas ocean.

Observationer fra Hubble-rumteleskopet af Jupiters måne Europa, lavet i de senere år, har vist, at vand bryder ud fra Europas overflade.

"Europas faner er den mest ligetil måde at smage dets underjordiske hav på, " siger Hans Huybrighs. "At flyve gennem en af ​​vandfanerne og tage prøver af materialet kunne være den nemmeste måde at studere Europas hav på. JUICE vil være den første mission, der måske kan gøre dette."

Efter dets ankomst til Jupiter-systemet i 2030, JUICE vil tage to forbiflyvninger af Europa. For at finde ud af, om JUICE virkelig vil være i stand til at prøve fanerne, Hans Huybrighs og hans kolleger lavede computersimuleringer af faneudbruddene. Ved at beregne banerne for millioner af partikler lanceret af udbruddet, det er muligt at bestemme, om partiklerne kan nå rumfartøjet og, hvis nok af dem gør, at opdage dem. Simuleringerne viser, at selvom de fleste af partiklerne falder tilbage til overfladen efter udbruddet, nok af dem kan nå JUICE-rumfartøjet, så længe en fane er aktiv nær rumfartøjets orbitale fodaftryk. Interessant nok, nogle af partiklerne vil ikke falde tilbage. De bliver elektrisk ladede efter at være blevet bombarderet af strålingspartikler, der bevæger sig i Jupiters stærke magnetfelt. Disse nyladede partikler er ikke længere bundet af tyngdekraften og vil bevæge sig væk fra Europa, styret af elektromagnetiske felter. Selvom kun en brøkdel af fane-partiklerne bliver elektrisk ladede, nok af disse partikler kan stadig detekteres af PEP-instrumentet.

"Vores simuleringer viser, at JUICE vil være i stand til at detektere faneudbruddene på mindst to forskellige måder, " siger Hans Huybrighs. "Det kan endda være muligt at opdage ikke kun vand i fanen, men andre stoffer, der fortæller os mere om indholdet af hav under overfladen og dets beboelighed."

Hans Huybrighs forsvarede sin doktorafhandling, "En søgning efter signaturer af Europas atmosfære og faner i Galileo ladede partikeldata", ved det tekniske universitet i Braunschweig, Tyskland, den 5. december 2018.