Tijdens een fly-by van Jupiters maan Europa twintig jaar geleden, NASA's ruimtesonde Galileo is mogelijk getuige geweest van een waterpluim. Een groep wetenschappers, waaronder onderzoekers van het Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) in Duitsland, hebben nu nieuw bewijs gevonden voor deze gebeurtenis. In computersimulaties probeerden ze de gegevens te reproduceren die werden verzameld door de deeltjesdetector aan boord die werd ontwikkeld en gebouwd bij MPS en in de VS. Dit lukte alleen onder de veronderstelling dat er een waterpluim in het spel was. Met zijn korst van bevroren water en ondergrondse oceaan, Europa heeft omgevingscondities die gunstig kunnen zijn voor eenvoudige vormen van leven. Waterpluimen zouden toekomstige missies naar Jupiter de mogelijkheid bieden om in direct contact te komen met het waterreservoir van de maan.

Een gelaagde binnenstructuur met een kern van vloeibaar ijzer, een dunne zuurstofrijke atmosfeer, een geïnduceerd magnetisch veld - de op drie na grootste maan van Jupiter, Europa, lijkt meer op een planeet dan op een primitieve maan. Nog een bijzonderheid:de tot 18 kilometer dikke buitenste korst van bevroren water bedekt een ondergrondse oceaan van water. Met de nieuwe berekeningen van een groep onderzoekers onder leiding van de European Space Agency (ESA) en MPS, er is nu steeds meer bewijs dat de Joviaanse maan dit water de ruimte in laat gaan, tenminste af en toe, in cryovulkaanuitbarstingen die pluimen worden genoemd. Van Saturnusmaan Enceladus is bekend dat hij soortgelijk gedrag vertoont. Tijdens NASA's Cassini-missie, de camera's aan boord maakten spectaculaire beelden van de pluimen.

Vergelijkbaar en sluitend bewijs dat ook Europa water de ruimte in spuit, ontbreekt nog. "Echter, verschillende theorieën, modellen, en sporadische waarnemingen suggereren dat Europa, te, pluimen kunnen vertonen", zegt MPS-wetenschapper dr. Elias Roussos. In recente jaren, onderzoekers van verschillende instituten in Europa en de VS hebben onafhankelijk bewijs gevonden van een specifieke pluim. Sommige van deze groepen evalueerden gegevens van de magnetometer aan boord van NASA's Galileo-ruimtevaartuig, die vanaf 1995 acht jaar besteedde aan het verkennen van het Joviaanse systeem. Tijdens een fly-by van Europa in 2000, de gemeten gegevens toonden afwijkingen in het magnetische veld van Jupiter nabij de maan. Deze kunnen te wijten zijn aan een pluim die tegelijkertijd plaatsvond.

ESA-wetenschapper Dr. Hans Huybrighs en zijn collega's hebben ook gegevens van de flyby in 2000 opnieuw bekeken, maar deze keer ze keken nog eens naar metingen van de Energetic Particles Detector (EPD). Dit instrument is ontwikkeld en gebouwd in het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins University (VS) en bij MPS. Onder andere, EPD registreerde de distributie van hoogenergetische protonen die vastzaten in het magnetische veld van Jupiter.

"Het magnetische veld van Jupiter is tot twintig keer sterker dan dat van de aarde en strekt zich enkele miljoenen kilometers uit in de ruimte, " MPS-onderzoeker Dr. Norbert Krupp beschrijft de omstandigheden binnen het Jupiterstelsel. Europa draait om Jupiter binnen dit enorme magnetische beschermende schild. Tijdens de flyby, EPD registreerde significant minder protonen in de buurt van de maan dan verwacht. Eerder, onderzoekers hadden aangenomen dat de maan zelf het zicht van de detector had belemmerd.

Echter, de huidige resultaten wijzen op een andere oorzaak. In uitgebreide computersimulaties, wetenschappers onder leiding van ESA en MPS modelleerden de bewegingen van hoogenergetische protonen tijdens de flyby in een poging de meetgegevens van EPD te reproduceren. Dit lukte alleen in de veronderstelling dat een pluim de omgeving van Europa had beïnvloed. Wanneer hoogenergetische protonen botsen met ongeladen deeltjes uit de atmosfeer of pluim van de maan, ze nemen elektronen op en worden zo zelf ongeladen deeltjes. "Dit betekent dat ze niet langer gevangen zitten in het magnetische veld van Jupiter en het systeem met hoge snelheid kunnen verlaten. " legt eerste auteur Dr. Hans Huybrighs van ESA uit.

Voor toekomstige missies naar het Jupiterstelsel, Europa's pluimen zouden de mogelijkheid bieden om in direct contact te komen met het ondergrondse waterreservoir van de maan en dit te karakteriseren. in 2022, ESA's JUICE-missie (Jupiter Icy Moon Explorer) begint aan zijn reis. MPS zal bijdragen aan het Submillimeter Wave Instrument (SWI) en de Jupiter Electron and Ion Spectrometer (JEI), een van de zes sensoren uit het Particle Environment Package (PEP), aan dit streven. NASA bereidt ook de Europa-Clipper-missie voor, die in 2023 naar het Joviaanse systeem moet worden gelanceerd. MPS is betrokken bij het wetenschappelijke team van de missie.