Τα μυστικά ενός παγωμένου φεγγαριού του Δία: Πώς η Ευρώπη μπορεί να λάμπει στο σκοτάδι. Jupiter’s icy moon Europa may glow in the dark

Η Ευρώπη, το παγωμένο φεγγάρι του Δία, λάμπει στο σκοτάδι, όπως έδειξαν νέα πειράματα για την αναδημιουργία του περιβάλλοντός της- και το φαινόμενο αυτό ίσως να έχει νόημα που ξεφεύγει πέρα από το οπτικό κομμάτι. This illustration of Jupiter's moon Europa shows how the icy surface may glow on its nightside, the side facing away from the Sun. New lab experiments re-created the environment of Europa and find that the icy moon shines, even on its nightside, due to an ice glow. As Jupiter bombards Europa with radiation, the electrons penetrate the surface, energizing the molecules underneath. When those molecules relax, they release energy as visible light. Variations in the glow and the color of the glow itself could reveal information about the composition of ice on Europa's surface. Different salty compounds react differently to the radiation and emit their own unique glimmer. Color will vary based on the real composition of Europa's surface. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Καθώς η Ευρώπη περιστρέφεται γύρω από τον Δία, δέχεται «βομβαρδισμό» ακτινοβολίας. Ο Δίας σφυροκοπά την επιφάνειά της με ηλεκτρόνια και άλλα σωματίδια, «λούζοντάς» την με ακτινοβολία υψηλής ενέργειας. Ωστόσο, καθώς αυτά τα σωματίδια χτυπούν την επιφάνειά της, μπορεί να κάνουν επίσης κάτι άλλο, «εξώκοσμο»: Κάνουν την Ευρώπη να λάμπει στο σκοτάδι.

Strange things could happen when radiation meets the icy surface of one of Jupiter’s moons. NASA / JPL / UNIVERSITY OF ARIZONA / THE ATLANTIC

Νέα έρευνα από επιστήμονες στο JPL στη Νότια Καρολίνα παρουσιάζει λεπτομερώς για πρώτη φορά πώς μπορεί να μοιάζει η λάμψη, και τι θα μπορούσε να αποκαλύψει για τη σύνθεση του πάγου στην επιφάνεια της Ευρώπης. Διαφορετικές συνθέσεις αντιδρούν με διαφορετικό τρόπο στην ακτινοβολία και εκπέμπουν τη δική τους, μοναδική λάμψη. Στο γυμνό μάτι η λάμψη αυτή θα μπορούσε να φαίνεται κάποιες φορές πρασινωπή, άλλες φορές γαλαζωπή ή λευκή και με διαφορετικά επίπεδα φωτεινότητας, ανάλογα με το υλικό.

NASA scientist Murthy Gudipati and study co-author Bryana Henderson conducting experiments using an instrument developed to study the effect of high-energy electron radiation on a replica of Europa's icy surface.

Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ένα φασματόμετρο για να χωρίζουν το φως σε μήκη κύματος και να συνδέουν τις ξεχωριστές «υπογραφές» με διαφορετικές συνθέσεις πάγου. Οι περισσότερες παρατηρήσεις με φασματόμετρο σε ένα φεγγάρι σαν την Ευρώπη γίνονται χρησιμοποιώντας ηλιακό φως που αντανακλάται στην «πλευρά της ημέρας», αλλά αυτά τα νέα αποτελέσματα δείχνουν πώς θα έμοιαζε η Ευρώπη στο σκοτάδι.

«Ήμασταν σε θέση να προβλέψουμε πως αυτή η λάμψη του πάγου στην πλευρά της νύχτας θα μπορούσε να παρέχει επιπλέον πληροφορίες για τη σύνθεση της επιφάνειας της Ευρώπης. Το πώς ποικίλλει αυτή η σύνθεση θα μπορούσε να μας δώσει στοιχεία για το αν η Ευρώπη έχει συνθήκες κατάλληλες για ζωή» είπε ο Μούρθι Γκουντιπάτι, επικεφαλής συντάκτης της έρευνας που δημοσιεύτηκε στις 9 Νοεμβρίου στο Nature Astronomy.

Η Ευρώπη έχει έναν γιγαντιαίο ωκεανό στο εσωτερικό της, ο οποίος θα μπορούσε να «διαρρέει» στην επιφάνεια μέσα από το πυκνό παγωμένο της κέλυφος. Αναλύοντας την επιφάνεια, οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν περισσότερα για όσα κρύβονται από κάτω.

This 12-frame mosaic provides the highest resolution view ever obtained of the side of Jupiter’s moon Europa that faces the giant planet. It was obtained by the camera onboard NASA’s Galileo spacecraft on November 25, 1999, during the spacecraft’s 25th orbit of Jupiter. Credit: NASA/JPL/University of Arizona

Από προηγούμενες παρατηρήσεις έχει διαπιστωθεί πως η επιφάνεια της Ευρώπης μπορεί να αποτελείται από ένα μείγμα πάγου και γνωστά άλατα της Γης. Η νέα αυτή έρευνα δείχνει πως η ενσωμάτωση αυτών των αλάτων στον πάγο υπό τις συνθήκες της Ευρώπης και ο «βομβαρδισμός» του με ακτινοβολία παράγει λάμψη. Αυτό δεν ήταν ιδιαίτερη έκπληξη- ωστόσο όπως είπε η Μπριάνα Χέντερσον του JPL, «όταν δοκιμάσαμε νέες συνθέσεις πάγου, η λάμψη έμοιαζε διαφορετική...οπότε χρησιμοποιήσαμε φασματόμετρο και κάθε είδος πάγου είχε διαφορετικό φάσμα».

Ένα φεγγάρι που είναι ορατό στον νυχτερινό ουρανό μπορεί να μην φαντάζει ως κάτι ασυνήθιστο εκ πρώτης όψεως: Τη Σελήνη την βλέπουμε επειδή αντανακλά το φως του ήλιου. Ωστόσο η λάμψη της Ευρώπης προέρχεται από έναν διαφορετικό μηχανισμό- ένα φεγγάρι που λάμπει συνέχεια, ακόμα και στη νυχτερινή του πλευρά (αυτήν που δεν «βλέπει» στον ήλιο).

«Αν η Ευρώπη δεν δεχόταν αυτή την ακτινοβολία, θα φαινόταν όπως το φεγγάρι μας- σκοτεινή στη σκιώδη πλευρά» είπε ο Γκουντιπάτι. «Αλλά επειδή βομβαρδίζεται από την ακτινοβολία από τον Δία, λάμπει στο σκοτάδι».

Σημειώνεται πως στα μέσα της δεκαετίας αναμένεται η εκτόξευση της αποστολής Europa Clipper, που θα πραγματοποιήσει παρατηρήσεις στην επιφάνεια του φεγγαριού. Επιστήμονες εξετάζουν τα νέα ευρήματα για να διαπιστώσουν κατά πόσο μια λάμψη θα ήταν ανιχνεύσιμη από τα όργανά του. Οι πληροφορίες που θα συγκεντρώσει το σκάφος θα μπορούσαν να συνδυαστούν με τις μετρήσεις της νέας έρευνας, ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα για την επιφάνεια της Ευρώπης.

Πηγές: M.S. Gudipati, B.L. Henderson and F.B. Bateman. Laboratory predictions for the night-side surface ice glow of Europa. Nature Astronomy. Published online November 9, 2020. doi: 10.1038/s41550-020-01248-1. - https://www.nasa.gov/feature/jpl/europa-glows-radiation-does-a-bright-number-on-jupiters-moon - https://www.naftemporiki.gr/story/1657092/ta-mustika-enos-pagomenou-feggariou-tou-dia-pos-i-europi-mporei-na-lampei-sto-skotadi