Astronoom Mike Brown en zijn collega Kevin Hand hebben mogelijk last van 'Pump Handle Phobia', zoals radio-persoonlijkheid Garrison Keillor het noemt, waar de getroffenen gewoon niet kunnen weerstaan hun tong op iets bevroren te zetten om te zien of het blijft plakken. Maar Brown en Hand doen het allemaal in naam van de wetenschap, en misschien hebben ze tot nu toe het beste bewijs gevonden dat Europa een oceaan met vloeibaar water onder zijn ijskoude oppervlak heeft. Beter nog, die uitgestrekte oceaan onder de oppervlakte kan soms zelfs tot aan het oppervlak van Europa schieten.
In een recente blogpost dacht Brown na over hoe het zou smaken als hij het ijskoude oppervlak van Jupiters maan Europa zou kunnen likken. 'Het antwoord kan zijn dat het veel zou smaken naar die laatste hap water die je per ongeluk hebt gedronken toen je tijdens je laatste vakantie op het strand aan het zwemmen was. Proef gewoon niet te lang. Op bijna 300 graden (F) onder nul blijft je tong snel plakken. '
Zijn overwegingen waren gebaseerd op een nieuw artikel van Brown and Hand waarin gegevens van de Galileo-missie (1989-2003) werden gecombineerd om Jupiter en zijn manen te bestuderen, samen met nieuwe spectroscopiegegevens van de 10 meter lange Keck II-telescoop op Hawaï.
De studie suggereert dat er een chemische uitwisseling is tussen de oceaan en het oppervlak, waardoor de oceaan een rijkere chemische omgeving wordt.
"We hebben nu bewijs dat de oceaan van Europa niet geïsoleerd is - dat de oceaan en het oppervlak met elkaar praten en chemicaliën uitwisselen", zegt Brown, astronoom en professor planetaire astronomie aan Caltech. “Dat betekent dat er mogelijk energie in de oceaan terechtkomt, wat belangrijk is in termen van de mogelijkheden om daar te leven. Het betekent ook dat als je wilt weten wat er in de oceaan is, je gewoon naar de oppervlakte kunt gaan om wat af te schrapen. "
"Het oppervlakte-ijs biedt ons een venster op de potentieel bewoonbare oceaan beneden", zegt Hand, adjunct-hoofdwetenschapper voor verkenning van het zonnestelsel bij JPL.
De oceaan van Europa zou de hele wereld van de maan bedekken en is ongeveer 100 kilometer (60 mijl) dik onder een dunne ijslaag. Sinds de dagen van NASA's Voyager- en Galileo-missies hebben wetenschappers gedebatteerd over de samenstelling van het oppervlak van Europa.
Zouten werden gedetecteerd in de Galileo-gegevens - 'Niet' zout 'zoals in het natriumchloride van uw tafelzout,' schreef Brown in zijn blog, 'Mike Brown's Planets', 'maar meer algemeen' zouten 'zoals in' dingen die oplossen in water en blijf rond als het water verdampt. ''
Dat idee was aanlokkelijk, zei Brown, want als het oppervlak bedekt is met dingen die oplossen in water, impliceert dat sterk dat Europa's oceaanwater op het oppervlak is gestroomd, verdampt en zouten heeft achtergelaten.
Maar er waren andere verklaringen voor de Galileo-gegevens, aangezien Europa constant wordt gebombardeerd door zwavel van de vulkanen op Io, en de spectrograaf op het Galileo-ruimtevaartuig niet in staat was om het verschil tussen zouten en zwavelzuur te zien.
Maar nu, met gegevens van het Keck Observatorium, hebben Brown en Hand een spectroscopisch kenmerk op het oppervlak van Europa geïdentificeerd dat de aanwezigheid aangeeft van een magnesiumsulfaatzout, een mineraal genaamd epsomiet, dat zou kunnen zijn gevormd door oxidatie van een mineraal dat waarschijnlijk afkomstig is uit de oceaan hieronder.
Brown en Hand begonnen met het in kaart brengen van de verdeling van zuiver waterijs versus al het andere. Uit de spectra bleek dat zelfs Europa's leidende halfrond aanzienlijke hoeveelheden niet-waterijs bevat. Vervolgens vonden ze op lage breedtegraden op het achterste halfrond - het gebied met de grootste concentratie van het niet-waterijsmateriaal - een kleine, nooit eerder waargenomen dip in het spectrum.
De twee onderzoekers testten alles, van natriumchloride tot Drano in het laboratorium van Hand in JPL, waar hij de omgevingen probeert te simuleren die te vinden zijn in verschillende ijzige werelden. Aan het eind van de dag bleef de handtekening van magnesiumsulfaat bestaan.
Het magnesiumsulfaat lijkt te worden gegenereerd door de bestraling van zwavel dat wordt uitgestoten door de Joviaanse maan Io en, volgens de auteurs, magnesiumchloridezout afkomstig uit de oceaan van Europa. Chloriden zoals natrium- en kaliumchloriden, die zich naar verwachting op het Europa-oppervlak bevinden, zijn over het algemeen niet detecteerbaar omdat ze geen duidelijke infraroodspectrale kenmerken hebben. Maar magnesiumsulfaat is detecteerbaar. De auteurs zijn van mening dat de samenstelling van de oceaan van Europa sterk lijkt op de zoute oceaan van de aarde.
Terwijl niemand naar Europa zal reizen om het oppervlak te likken, zullen astronomen voorlopig de moderne gigantische telescopen op aarde blijven gebruiken om 'spectrale vingerafdrukken van toenemende details te blijven maken om eindelijk de mysterieuze details van de zoute oceaan eronder te begrijpen' de ijsschaal van Europa, 'zei Brown.
NASA onderzoekt ook opties om Europa verder te verkennen. (Space Magazine houdt van het idee van een grote boor of onderzeeër!)
Maar wat gebeurt er ondertussen? 'We zoeken naar chloor, denk ik', schreef Brown. “Het bestaan van chloor als een van de belangrijkste componenten van het niet-waterijsoppervlak van Europa is de sterkste voorspelling die deze hypothese doet. We hebben enkele ideeën over hoe we eruit kunnen zien; we werken er nu aan. Blijf kijken."
Bronnen: Mike Brown's Planets, Keck Observatory, JPL
