De zoektocht naar leven buiten de aarde heeft vele vormen aangenomen. Mars, onze buurwereld, ziet eruit alsof het ooit bewoonbaar was. Misschien ook Venus, ondanks de huidige helse omstandigheden. Maar de laatste jaren is de blikken van wetenschappers zijn elders getrokken. Hoe zit het met de manen van Jupiter?

Drie van de vier grootste manen van Jupiter zijn ijskoud, en in 1998 ontdekte NASA's Galileo-ruimtevaartuig verleidelijke hints van een oceaan eronder, Europa. Vanaf dat moment, verdere studies hebben tekenen gedetecteerd van waterpluimen die mogelijk uit deze oceaan losbarsten.

De andere twee grote ijzige manen, Ganymedes en Callisto, er wordt ook gedacht dat ze oceanen onder hun oppervlak hebben. Nutsvoorzieningen, nieuwe vragen worden gesteld:als er water op deze manen is, zou er leven zijn? En kunnen we ernaar zoeken?

Om die vraag te helpen beantwoorden, de European Space Agency is van plan om in 2022 een ruimtevaartuig naar Jupiter te sturen, genaamd de Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). Gepland voor aankomst in 2029, het zal meerdere flybys van Europa en Callisto uitvoeren voordat het in een baan rond Ganymedes komt van 2032-2034 - het eerste ruimtevaartuig dat in een baan om een ​​andere maan dan de maan van de aarde draait. Gedurende deze periode, het zal onschatbare gegevens terugsturen naar de aarde.

Nog voordat het zover is, echter, wetenschappers zijn al bezig met het bestuderen van deze manen op tekenen van bewoonbaarheid, en het voorbereiden van de gegevens die door de missie zullen worden geretourneerd.

Gevangen

De oceanen onder deze manen zijn waarschijnlijk groot, die de hele omtrek van de manen bestrijken en zich tientallen kilometers diep uitstrekken. Maar ze zitten ook vast onder tientallen kilometers ijs, studies ervan erg moeilijk maken.

Een van onze beste benaderingen tot nu toe was om te zoeken naar de effecten van zout in de oceanen op hun elektrische geleidbaarheid door magnetische velden rond de manen te bestuderen. Maar deze studies 'hebben meestal alle andere effecten verwaarloosd die magnetische velden genereren, " zei professor Joachim Saur, een planetaire wetenschapper van de Universiteit van Keulen, Duitsland, zoals dunne atmosferen rond de manen. "Het is heel belangrijk om de effecten die echt uit de oceaan komen te ontwarren."

Prof. Saur is de projectcoördinator op Exo-Oceans, die deze vraag hoopt te beantwoorden. Het project maakt gebruik van modellen en gegevens van NASA's Galileo-ruimtevaartuig, die van 1995 tot 2003 in het Jupiterstelsel cirkelde, samen met metingen van NASA's Juno-ruimtevaartuig dat momenteel in Jupiter is en observaties op afstand van telescopen zoals Hubble, om deze oceanen te onderzoeken.

"Onze resultaten zullen het idee van een oceaan niet omverwerpen, " over Europa en Ganymedes zei Prof. Saur, hoewel hij opmerkte dat ze er misschien een over Callisto zouden ondervragen. Maar het is te hopen dat ze een betere indicatie kunnen geven over zaken als de dikte van de oceanen, hun zoutgehalte, en hun afstand tot de ijskappen erboven.

Dit alles heeft belangrijke implicaties voor de bewoonbaarheid van de manen. Om het leven te kunnen ondersteunen, men denkt dat de oceanen in contact moeten zijn met de rots op de bodem om het leven een bron van 'voedsel, " en momenteel wordt gedacht dat alleen Europa aan die voorwaarde voldoet.

"Europa is een van de beste kandidaten voor bewoonbaarheid omdat het vloeibare water in direct contact staat met de silicaatmantel, " zei Prof. Saur. "Dus er is een mogelijkheid dat mineralen uit de korst in de oceaan uitspoelen. En hoe rijker het is aan chemische verbindingen, hoe beter het is voor de evolutie van het leven."

Maar er is maar zoveel dat kan worden gedaan voordat JUICE arriveert. Als het eenmaal zo is, zijn magnetometerinstrument zal nuttige metingen leveren van de magnetische velden van de manen, ons essentiële gegevens over de onderliggende oceanen geeft. "Hierdoor kunnen we alle verschillende effecten scheiden, " zei prof. Saur.

straling

Een andere belangrijke factor met betrekking tot de bewoonbaarheid van de manen is hoeveel straling van Jupiter ze raakt. Jupiter produceert veel schadelijke straling, zo veel dat het ruimtevaartuigen kan schaden die te dichtbij komen.

Een manier om dit te bestuderen is door aurorae op de manen te observeren, geproduceerd wanneer geladen deeltjes van Jupiter magnetische velden om hen heen raken. Europa, bijvoorbeeld, heeft een constante aurora die kan worden waargenomen in ultraviolette beelden van Hubble.

"Het heeft betrekking op hoe de maan wordt blootgesteld aan deze straling, omdat de geladen deeltjes van de straling de aurora creëren, " zei dr. Lorenz Roth, een planetaire astronoom en natuurkundige van het KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, Zweden. "Dus het is een soort meting voor hoeveel straling er is."

Dr. Roth werkte aan het AuroraMHD-project, die een aantal van deze poollichtobservaties van Europa en Jupiters vulkanisch actieve maan Io probeerde te gebruiken om meer over hen te weten te komen. Hoewel het project werd gehinderd door de COVID-19-pandemie, het leverde wel enkele bruikbare gegevens op.

Vooral, het hielp het bestaan ​​van waterpluimen op Europa te bevestigen, en onderzocht hoe ze in wisselwerking stonden met de atmosfeer. En het is te hopen dat op dit werk kan worden voortgebouwd, met SAP, om de bewoonbaarheid van de ijzige manen van Jupiter verder te bestuderen.

"De kwestie van bewoonbaarheid en leven blijft altijd op de achtergrond hangen, " zei Dr. Roth. "In alle opzichten, inclusief maat, de grote Jupiter-manen zijn als planeten:ze lijken op of groter dan Mercurius, men heeft een magnetisch veld, ze hebben sferen, ze hebben oceanen (enzovoort).

"Europa is veelbelovender (omdat zijn) water zeer waarschijnlijk direct verbonden is met het rotsachtige materiaal op de zeebodem, waardoor enige reactie kan plaatsvinden."

JUICE zal worden uitgerust met een eigen ultraviolet-instrument dat de aurorae van de manen in meer detail kan bestuderen, wetenschappers helpen uit te zoeken hoe de straling van Jupiter hun kansen op leven kan beïnvloeden. "Als JUICE eenmaal in een baan om de aarde is, we krijgen veel informatie, "zei Dr. Roth. "Het kan continu de magnetische velden rond de manen meten."

Potentiële bewoonbaarheid

op zichzelf, Van JUICE wordt niet verwacht dat het ons definitief vertelt of er leven is op de manen van Jupiter. Maar zijn gegevens, samen met NASA's Europa Clipper-missie die op hetzelfde moment in het Jupiter-systeem zal aankomen om Europa te bestuderen, nuttige informatie kunnen verschaffen over hun potentiële bewoonbaarheid.

Op dezelfde manier waarop de eerste missies naar Mars de bewoonbaarheid ervan beoordeelden, voordat latere missies - zoals NASA's onlangs gelande Perseverance rover - werden gestuurd om naar leven te zoeken, zo zou ook soortgelijk onderzoek kunnen plaatsvinden voor de manen van Jupiter.

"Hoewel JUICE en de Europa Clipper nog niet eens zijn gelanceerd, er zijn al discussies over wat het volgende zou kunnen zijn, " zei prof. Saur, zoals landers die boren gebruiken om het ijs in te gaan en deze oceanen te bemonsteren. "Er wordt al parallel gewerkt aan wat de volgende stappen zouden kunnen zijn, " hij zei.