Nye simuleringer tyder på, at Jupiters fjerdestørste måne skyder vand ud fra sit underjordiske hav ud i rummet

Under en forbiflyvning af Jupiters måne Europa for tyve år siden, NASAs rumsonde Galileo kan have været vidne til en vandfane. En gruppe videnskabsmænd, herunder forskere fra Max Planck Instituttet for Solar System Research (MPS) i Tyskland, har nu fundet nye beviser for denne begivenhed. I computersimuleringer stræbte de efter at reproducere data indsamlet af den indbyggede partikeldetektor, der blev udviklet og bygget på MPS og i USA. Dette lykkedes kun under den antagelse, at en vandfane var involveret. Med sin skorpe af frosset vand og hav under overfladen, Europa har miljøforhold, der kunne være gunstige for simple livsformer. Vandfaner ville give fremtidige missioner til Jupiter muligheden for at komme i direkte kontakt med månens vandreservoir.

En lagdelt indre struktur inklusive en flydende jernkerne, en tynd iltrig atmosfære, et induceret magnetfelt - Jupiters fjerdestørste måne, Europa, har større lighed med en planet end med en primitiv måne. En anden speciel funktion:den op til 18 kilometer tykke ydre skorpe af frosset vand dækker et hav af vand under overfladen. Med de nye beregninger fra en gruppe forskere ledet af European Space Agency (ESA) og MPS, der er nu stigende beviser for, at den jovianske måne frigiver dette vand til rummet, i hvert fald af og til, i kryovulkaniske udbrud kaldet faner. Saturns måne Enceladus er kendt for at vise lignende adfærd. Under NASAs Cassini-mission, kameraerne ombord tog spektakulære billeder af dens faner.

Der mangler stadig et sammenligneligt og afgørende bevis på, at også Europa sprøjter vand ud i rummet. "Imidlertid, forskellige teorier, modeller, og sporadiske observationer tyder på, at Europa, også, kan udstille faner", siger MPS-forsker Dr. Elias Roussos. I de seneste år, forskere fra flere institutter i Europa og USA har uafhængigt fundet beviser for en specifik fane. Nogle af disse grupper evaluerede data fra magnetometeret ombord på NASAs Galileo-rumfartøj, som fra 1995 og frem brugte otte år på at udforske det jovianske system. Under en forbiflyvning af Europa i 2000, de målte data viste afvigelser i Jupiters magnetfelt nær månen. Disse kan skyldes en fane, der opstod på samme tid.

ESA-forsker Dr. Hans Huybrighs og hans kolleger genbesøgte også data fra forbiflyvningen i 2000 - dog denne gang, de tog endnu et kig på målinger udført af Energetic Particles Detector (EPD). Dette instrument blev udviklet og bygget på Applied Physics Laboratory ved Johns Hopkins University (U.S.) og ved MPS. Blandt andet, EPD registrerede fordelingen af ​​højenergiprotoner fanget i Jupiters magnetfelt.

"Jupiters magnetfelt er op til tyve gange stærkere end Jordens og strækker sig adskillige millioner kilometer ud i rummet, " MPS-forsker Dr. Norbert Krupp beskriver forholdene i det jovianske system. Europa kredser om Jupiter inden for dette enorme magnetiske beskyttende skjold. Under forbiflyvningen, EPD registrerede betydeligt færre protoner nær månen end forventet. Tidligere, forskere havde antaget, at månen selv havde forhindret detektorens udsyn.

Imidlertid, de aktuelle resultater indikerer en anden årsag. I udførlige computersimuleringer, forskere ledet af ESA og MPS modellerede bevægelserne af højenergiprotoner under flyvningen i et forsøg på at reproducere måledataene fra EPD. Dette lykkedes kun under den antagelse, at en fane havde påvirket Europas miljø. Når højenergiprotoner kolliderer med uladede partikler fra månens atmosfære eller fjer, de inkorporerer elektroner fra dem og bliver således selv uladede partikler. "Det betyder, at de ikke længere er fanget i Jupiters magnetfelt og kan forlade systemet med høj hastighed, " forklarer førsteforfatter Dr. Hans Huybrighs fra ESA.

For fremtidige missioner til det jovianske system, Europas faner ville give mulighed for at komme i direkte kontakt med månens underjordiske vandreservoir og karakterisere det. I 2022, ESA's JUICE-mission (Jupiter Icy Moon Explorer) vil påbegynde sin rejse. MPS vil bidrage med Submillimeter Wave Instrument (SWI) og Jupiter Electron and Ion Spectrometer (JEI), en af ​​seks sensorer fra Partikelmiljøpakken (PEP), til denne bestræbelse. NASA forbereder også Europa-Clipper-missionen, som skal lanceres i 2023 til det jovianske system. MPS er involveret i missionens videnskabsteam.