Jupiters maan Europa is een intrigerende wereld. Het is het gladste lichaam in het zonnestelsel en de zesde grootste maan in het zonnestelsel, hoewel het de kleinste van de vier Galilese manen is. Het meest intrigerende van alles is de ondergrondse oceaan van Europa en het potentieel voor bewoonbaarheid.
De wetenschappelijke consensus is dat Europa een ondergrondse oceaan heeft onder zijn uitzonderlijk gladde, ijzige oppervlak. De korst wordt geschat tussen 10 en 30 km (6-19 mijl) dik, en de oceaan eronder kan ongeveer 100 km (60 mijl) diep zijn. Indien waar, dan is het volume van de oceaan van Europa ongeveer twee of drie keer het volume van de oceanen van de aarde.
Het interieur van Europa wordt warm gehouden door getijdenverwarming en mogelijk door radioactief verval van elementen in de rotsachtige mantel. Maar studies tonen aan dat alleen radioactief verval niet genoeg is om de warmte in Europa te produceren. Wat de exacte warmtebron ook is, het is genoeg om de ondergrondse oceaan te creëren.
Het is waarschijnlijk een zoutwateroceaan, wat belangrijk is voor bewoonbaarheid. Aanvankelijk dachten wetenschappers dat de zoutheid afkomstig was van magnesiumchloride, wat eigenlijk Epsom-zouten zijn. Maar een nieuwe studie van wetenschappers van Caltech / JPL laat zien dat het misschien niet magnesiumchloride is, maar eerder natriumchloride, hetzelfde type zout dat de oceanen van de aarde zout maakt.
De nieuwe studie heet 'Natriumchloride op het oppervlak van Europa' en is gepubliceerd in het nummer van 12 juni van Science Advances. De auteurs zijn Samantha Trumbo, Michael Brown en Kevin Hand. Trumbo is de hoofdauteur van het artikel.
De ontdekking komt voort uit Hubble-waarnemingen van het oppervlak van Europa. Er zijn geelachtige gebieden op het maanoppervlak die tot nu toe een beetje mysterieus zijn gebleven.
Het oppervlak van Europa is een geologisch jonge, ijzige schaal. Dus alles wat aan de oppervlakte is, komt waarschijnlijk uit de oceaan beneden. Dat, en de scheuren en breuken in de ijzige schaal, is wat wetenschappers ertoe bracht te denken dat er daaronder een oceaan is. Een oceaan rijk aan sulfaatzouten.
Maar nieuwe spectrale gegevens van het Keck-observatorium suggereerden dat de zouten op het oppervlak geen magnesiumsulfaten waren. Absorptielijnen die de aanwezigheid van magnesiumsulfaten aangeven, ontbraken in de Keck-gegevens. Die soorten zouten hebben zeer onderscheidende absorptielijnen en ze waren er gewoon niet. Wetenschappers dachten dat ze natriumchloride op het oppervlak zouden zien, maar het probleem is dat natriumchloride zijn aanwezigheid niet bekend maakt in infrarood.
"We dachten dat we natriumchloriden zouden kunnen zien, maar ze zijn in wezen zonder kenmerken in een infrarood spectrum", zegt Mike Brown, de Richard en Barbara Rosenberg hoogleraar Planetaire Astronomie bij Caltech en co-auteur van de Wetenschappelijke vooruitgang papier.
Maar een collega van Brown's, en uiteindelijk co-auteur van de nieuwe paper, had inzicht in het probleem.
"Natriumchloride lijkt een beetje op onzichtbare inkt ..."
Kevin Hand, JPL, co-auteur.
Zijn naam is Kevin Hand, van JPL. Hij had oceaanzouten bestraald in een laboratorium, onder Europa-achtige omstandigheden. Hij ontdekte dat natriumchloride na bestraling in zichtbaar licht zichtbaar werd door van kleur te veranderen. De kleur waarin het veranderde? Je raadt het al: geel. Net als in de gele regio op het oppervlak van Europa, genaamd Tara Regio.
'Natriumchloride lijkt een beetje op onzichtbare inkt op het oppervlak van Europa. Vóór de bestraling kun je niet zeggen dat het er is, maar na de bestraling springt de kleur er meteen uit ', zegt Hand, wetenschapper bij JPL en co-auteur van de Wetenschappelijke vooruitgang papier.
“Niemand heeft eerder zichtbare golflengtespectra van Europa genomen met een dergelijke ruimtelijke en spectrale resolutie. De Galileo ruimtevaartuigen hadden geen zichtbare spectrometer. Het had alleen een nabij-infraroodspectrometer, 'zegt Caltech-afgestudeerde student Samantha Trumbo, de hoofdauteur van de paper.
Het drietal wetenschappers wendde zich vervolgens tot de Hubble-ruimtetelescoop om het idee verder te brengen. Ze richtten de Hubble op Europa en vonden in het zichtbare spectrum een absorptielijn die perfect overeenkwam met het bestraalde zout. Dit bevestigde de aanwezigheid van bestraald natriumchloride op Europa. En de waarschijnlijke bron daarvoor is de ondergrondse oceaan.
"We hebben de afgelopen 20 jaar de capaciteit gehad om deze analyse uit te voeren met de Hubble-ruimtetelescoop", zegt Brown. "Het is gewoon dat niemand dacht om te kijken."
Dit is een sterk bewijs ter ondersteuning van een ondergrondse oceaan met natriumchloride zoals de oceanen van de aarde. Maar het is geen slam. Het kan een bewijs zijn van verschillende materialen in de ijzige korst.
In ieder geval brengt het onderzoek meer intriges rond Europa met zich mee.
Zoals de auteurs aan het eind van hun artikel zeggen: "Ongeacht of de waargenomen NaCl rechtstreeks verband houdt met de oceaansamenstelling, vereist zijn aanwezigheid een herevaluatie van ons begrip van de geochemie van Europa."
Als het zout in de oceaan magnesiumsulfaat is, zou het uit de rotsen op de oceaanbodem in de oceaan kunnen zijn uitgeloogd. Maar als het natriumchloride is, is dat een ander verhaal.
"Magnesiumsulfaat zou gewoon uit de rotsen op de oceaanbodem in de oceaan zijn uitgeloogd, maar natriumchloride kan erop wijzen dat de oceaanbodem hydrothermisch actief is", zegt Trumbo. "Dat zou betekenen dat Europa een geologisch interessanter planetair lichaam is dan eerder werd aangenomen."
Vuur de raketten aan. Laten we het gaan ontdekken!
Bronnen:
- Persbericht: Tafelzoutverbinding gespot op Europa
- Research Paper: Natriumchloride op het oppervlak van Europa
- Space Magazine: een nucleair aangedreven tunnelrobot die in Europa naar leven kan zoeken
