NASA:s Europa Clipper är nu på väg mot månen Europa för att undersöka om dess hav innehåller liv

 

Bild wikipedia som visar en ritning på Europa Clipper

Europeiska Europa Clipper-team har med sin sond med samma namn påbörjat den första resan till en havsvärld bortom jorden", beskriver NASA-administratören Bill Nelson. "NASA är världsledande när det gäller utforskning och upptäckter i rymden och Europa Clipper-uppdraget är inget undantag.

Genom att utforska det okända kommer Europa Clipper att hjälpa oss att bättre förstå om det finns potential för liv, inte bara i vårt solsystem, utan även bland de miljarder månar och planeter som finns bortom solen. Huvudmålet med uppdraget är att avgöra om det finns förutsättningar för liv i Europas hav (i dess isiga vatten under den isiga ytan). Europa är ungefär lika stor som vår egen måne och den fjärde i storlek av Jupiters månar. Men dess inre är annorlunda än vår månes. Information från NASA:s Galileo-uppdrag på 1990-talet visade starka bevis på att det under Europas is finns ett enormt saltvattens hav med mer vatten än alla jordens hav tillsammans.

Forskare har också funnit bevis för att Europa kan hysa organiska föreningar och energikällor under dess yta."Vi är extatiska över att skicka Europa Clipper på väg för att utforska en potentiellt livaktig havsvärld, tack vare våra kollegor vilket gjorts möjligt genom våra partners som har arbetat hårt för att ta oss till denna dag.

Europa Clipper kommer utan tvekan att leverera häpnadsväckande vetenskap. Även om det alltid är bitterljuvt att skicka iväg något som vi har kämpat med i åratal för att möjliggöra denna långa resa så vet vi att detta anmärkningsvärda team och denna rymdfarkost kommer att utöka vår kunskap om vårt solsystem och inspirera framtida utforskning, "beskriver Laurie Leshin, chef för NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien.

Detta projekt om det lyckas är ett av de intressantaste projekten hittills i rymdforskningen. Minst lika spännande som Mars projektet. Men som vanligt är jag tveksam till att man finner liv under isen. 

Månarna Enceladus och Europa kan ha liv under sina isiga ytor.

 

Jupiters måne Europa och Saturnus måne Enceladus har enligt nuvarande kunskap hav under sina isskorpor.

I ett av NASA utfört experiment tyds att om dessa hav stöder liv skulle signaturer av det livet i form av organiska molekyler (t.ex. aminosyror, nukleinsyror, etc.) kunna överleva precis under isens yta trots den hårda kosmiska strålningen som dessa månar utsätts för. Om robotlandare skickas till dessa månar för att leta efter livstecken skulle de inte behöva borra särskilt djupt för att hitta aminosyror som har överlevt (om de finns) utan att förändrats eller förstörts av strålning (om nu vattnet innehåller detta)

"Baserat på våra experiment är det 'säkra' provtagningsdjupet för att leta efter aminosyror på Europa ca 20 centimeter (under isens tjocklek) på höga latituder på det bakre halvklotet (halvklotet motsatta riktningen för Europas rörelse runt Jupiter) det område där ytan inte har störts för mycket av meteoritnedslag", beskriver Alexander Pavlov vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt. Maryland, huvudförfattare till en artikel om forskningen som publicerades den 18 juli i Astrobiology.

Provtagning under ytan på Enceladus för att detektera aminosyror är än enklare dessa molekyler överlever radiolys (nedbrytning genom strålning) på vilken plats som helst på Enceladus yta under några millimeter från isytan.

De iskalla ytorna på dessa nästan atmosfärfria månar är däremot  omöjliga för livsformer av alla slag på grund av strålning från både höghastighetspartiklar som fångats i Saturnus eller Jupiters magnetfält och från kraftfulla händelser i rymden, som ex supernovor. 

Båda månarna har hav under sina isiga ytor som värms upp av tidvatten vars orsak är  gravitationskraften från Saturnus inklusive Jupiter och närliggande månar. Dessa underjordiska hav kan hysa liv om där finns exempelvis energiförsörjning samt grundämnen och föreningar som  biologiska molekyler består av.

Vi får säkert svar vid framtida sonders borrningar på dessa is höljda månar.

Bild Wikipedia på Sarturnus måne Enceladus tagen av sonden Cassini 2014.

Järnsnö i månen Europas hav.

 

 I en ny studie publicerad i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences (2024) fördjupar sig Dr. John Senko, professor i geomikrobiologi vid UA, och och hennes medarbetare Dr. Doug LaRowe, docent i geovetenskap vid University of Southern California, i bioenergetiken i Jupiters fjärde måne Europamåne Europa i storlek  Europas hav i artikeln "Bioenergetics of Iron Snow Fueling Life on Europa".  Senko har med sofistikerade datormodellsimuleringar utforskat potentialen för olika former av bakteriell metabolism att frodas i det europeiska havet, inklusive järnreduktion, sulfatreduktion och metanogenes 

Iron snow är kristalliserade partiklar av järn som tros fällas ut genom den yttre kärnan på vissa jordiska planeter och månar då dess kärna långsamt svalnar, ungefär som snöflingor  på jorden.

Det som skiljer denna forskning åt är den innovativa "järnsnö"-modellen som föreslagits av Dr. Sahai och hennes team. Genom att dra paralleller till dräneringssystem för sura gruvor på jorden, erbjuder denna nya mekanism en rimlig förklaring till den ökade bakteriella primära produktiviteten som observerats i det europeiska havet. Genom att eliminera behovet av att transportera mycket reaktiva syrearter (ROS) från ytan till havsbotten, ökar järnsnömodellen inte bara sannolikheten för att upptäcka liv utan mildrar också de skadliga effekterna av ROS på biologiska molekyler.

Implikationerna av denna forskning är djupgående. Det kastar inte bara ljus över den potentiella livsmöjligheten i Europas hav utan det utökar också vår förståelse för de förhållanden som krävs för att liv ska trivas i extrem miljö. Den större mångfalden av mikrobiella metabolismer som identifierats av Dr. Sahai och hennes team tyder på en mängd potentiella biosignaturmolekyler som skulle kunna upptäckas vilket för oss ett steg närmare att lösa mysteriet med livet bortom jorden och sökandet efter detta.

Bild vikipedia (engelska) Europa, fotograferad av rymdfarkosten Juno, september 2022. Talrika mörka linjer korsar dess geologiskt unga yta.

Frågan om encelligt liv på månen Europa

 

Europa är Jupiters fjärde måne i storleksordning. Den är täckt av is och har troligen ett saltvattenshav under sin istäckta yta.

Det första stället att leta efter liv utanför jorden är i vårt solsystem där avstånden mellan oss och potentiellt beboeliga världar fortfarande är hanterbara för förbiflygningar av rymdfarkoster och till och provtagningsuppdrag. Jupiters och Saturnus många månar är inom avstånd och av intresse för astrobiologin. Månen Europa en av Jupiters 95 månar, är en av de intressantaste. Europa är en isig havsvärld med en yttemperatur av -140 till 190C.

Encelliga organismer var de första livsformerna som utvecklades på jorden för miljarder år sedan och de har funnits mycket längre här än människor och andra flercelliga organismer. De är också metaboliskt olika och kan leva i miljöer som vi människor anser vara extrema – till exempel på havets botten i rykande heta hydrotermiska skorstenar, i extremt salta sjöar och till och med i sten. Det är detta slag av liv vi söker under Europas isiga yta.

Jill Mikucki, Ph.D., docent vid University of Tennessee, Knoxville studerar en sådan analog plats på jorden. Platsen är  Blood Falls en plats som färgar Taylorglaciärens slutstation i McMurdo Dry Valleys i Antarktis röd. Förklaringen är att det där läcker ett salt ut från ett subglacialt grundvattenekosystem en järnhaltig saltlösning. Järnet oxiderar vid kontakt med luft, vilket färgar det utströmmande vattnet rostrött och ger Blood Falls dess spöklika utseende och namn (något man ser i små rännilar som flyter ut i floder och bäckar lite varstans även i Sverige många av dessa platser var under 17-1800 talet hälsokällor med järnhaltigt vatten).

"Det känns utomjordiskt att arbeta och campa i de torra dalarna", beskriver Mikucki. "Det kan vara extremt tyst. Men om vinden tilltar kan den ryta. En del av Blood Falls attraktionskraft som analog kommer från dess unika geo- och hydrologiska egenskaper. "Jag tror att Blood Falls är en bra analogi för havsvärldsstudier eftersom det är en av de få platser där vätska passerar från isens undre till ytan", förklarade Mikucki. "Dessutom är den salt så det är som en minihavsvärld som periodvis släpper ut subglaciala vätskor – med dess mikrobiella innehåll.Vid Blood Falls kan vi studera hur livet under isen är, vad passagen till ytan innebär och hur överlevnaden vid ytan är", beskriver Mikucki.

År 2009 publicerade Mikucki med kollegor en artikel som beskriver hur mikrober under Taylorglaciären kan cirkulera i svavel och använda järn som en terminal elektronacceptor, en roll som syre spelar för många organismer på jordens yta. Denna typ av metabolism sker under anaeroba förhållanden (när syre är begränsat) vilket kan ske i vissa miljöer när fotosyntetiserande organismer som producerar O2 saknas.

Mikucki har arbetat med subglaciala miljöer i över 2 decennier men är fortfarande förbluffad över några av hennes teams upptäckter. Till exempel växer de mikrobiella cellerna mycket långsamt under is de kan ta ett år eller mer på sig för att för att dela sig.

  Framtida resor till månen Europa kan ge svaret om här har funnits eller finns liv och hur det kan ha uppstått där.

Både ESA och NASA planerar att skicka rymdsonder dit inom en nära framtid. En rymdsond skulle kunna borra sig igenom isen på Europas yta för att sedan nå ner till oceanen under för att studera oceanen och leta efter liv eller tecken på liv.

Bild vikipedia på det ovan omnämnda Blood Falls, 2006 i Antarktis..

Webb upptäckte kol på månen Europas yta vilket ger än mer trolighet för liv i månens hav.

 

Europa är Jupiters fjärde största måne i storlek och är täckt av is. Tidigare forskning har visat att under  isen finns vatten. Ett saltvattenhav med stenig havsbotten. Planetforskare hade dock inte bekräftat om havet innehåller de mineral som behövs för liv ex kol.

Med hjälp av data från NASA:s rymdteleskop James Webb har nu astronomer identifierat koldioxid i en specifik region av Europas isyta. Analysen indikerar att detta kol sannolikt har sitt ursprung från havet under isen och inte av meteoriter eller andra externa källor. Upptäckten ger trolighet till att det kan finnas liv i månens hav.

Livets kemiska mångfald är stort. Men enligt vår förförståelse är allt liv vi känner till baserat på kol. Att förstå kemin i Europas hav kommer att hjälpa oss att avgöra om det är fientligt mot liv som vi känner det eller inte, skriver Geronimo Villanueva från NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, huvudförfattare till en av två oberoende artiklar som beskriver resultatet av studien.

NASA planerar att sända upp sin Europa Clipper rymdfarkost i oktober 2024. Denna kommer att utföra dussintals nära förbiflygningar av Europa för att undersöka om där finns förhållanden som är lämpligt för liv,.

Webbteleskopet upptäckte att det på Europas yta är koldioxid vanligast i en region som heter Tara Regio - ett geologiskt ungt område. Isen på ytan här har störts och det har sannolikt skett ett utbyte av material mellan det underjordiska havet och den isiga ytan. Forskare diskuterar nu hur mycket Europas hav har kontakt med ytan.

Båda forskarlagen identifierade koldioxiden med hjälp av data från den integrerade fältenheten i Webbs Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec). Detta instrument ger spektra i en upplösning av 320 x 320 kilometer av ytan på Europa vilket gör det möjligt för astronomer att bestämma var specifika mineraler finns. Koldioxid är dock inte stabilt på Europas yta.

Ovan observationer tog bara några minuter av James Webbs teleskopets observatorietid, beskriver Heidi Hammel från Association of Universities for Research in Astronomy, en tvärvetenskaplig forskare vid Webbteleskopet som leder Webbs Cycle 1 Guaranteed Time Observations of the solar system. Men även  denna korta tid räckte för att ge  stor vetenskap. Detta arbete ger en första antydan om all den fantastiska solsystemvetenskap vi kommer att kan göra med hjälp av Webbteleskopet.

Villanuevas team letade även efter bevis på vattenplymer  som bryter ut från Europas yta (gejsrar). Forskare som använder NASA: s rymdteleskop Hubble rapporterade preliminära upptäckter av vattenplymer under 2013, 2016 och 2017. Det har dock varit svårt att hitta definitiva bevis på  om detta fenomen finns.

Webbteleskopet visade inga tecken på sådan aktivitet. Teamet betonar dock att detta inte utesluter plymer.

Det finns alltid en möjlighet att dessa plymer är variabla och att du bara kan se dem under vissa tider. Allt vi kan säga med 100 % säkerhet är att vi inte upptäckte en vattenplym på Europa när vi gjorde dessa observationer med Webb, skriver Hammel.

Webbs resultat kan hjälpa till att ge uppdrag till NASA: s kommande Europa Clipper färd som ska starta i oktober 2024 liksom till ESA:s (Europeiska rymdorganisationens) Jupiter Icy Moons Explorer som är på väg sedan april 2023.  

Bild vikipedia på Europa i äkta färg, med ytan övervägande i vit färg. Fotograferad den 29 september 2022 av rymdfarkosten Juno

Rymdfarkosten JUICE mot månen Europa men besöket blir för kort.

 

European Space Agency (ESA) rymdfarkost Jupiter IcyMoons Explorer (JUICE) kommer att göra en rundtur bland Jupiters månar. Framme vid Jupiter är den om ca 8 år. Uppdragets längd beräknas till ca 12 år. Det innebär endast ett kort besök över den potentiellt livsbärande månen Europa.

 Utmaningarna börjar här. Jupiters magnetfält är 10000 gånger starkare än jordens vilket kan påverka JUICE mätningsinstrument säger Justin Byrne, chef för vetenskapsprogram vid Airbus Defence and Space vilken ledde konsortiet som byggde JUICE, i ett uttalade till space.com Värst av allt är att detta magnetfält fångar in  överladdade partiklar som Jupiter tillsammans med den vulkaniskt hyperaktiva närmaste månen Io pumpar ut i rymden runt planeten. Resultatet är att strålningsnivån i planetens närhet blir lika högt som i epicentret av en kärnexplosion.

Europa är den måne som ligger näst närmast  Jupiter. Strålningsnivåerna runt Europa är inte riktigt lika höga som runt den närmaste månen Io. Men forskare vet att strålningsdosen för ett objekt i omloppsbana runt Europa inom en dag skulle  få 5,4 Sievert, mer än två gånger det värde som orsakar allvarlig strålsjuka för människor. Strålningsnivåer bortom vad rymdfarkostdesigners är vana att bygga för.

Ganymedes den största månen i hela solsystemet är den enda som är känd för att generera sitt eget magnetfält. År 2034, tre år efter JUICE: s ankomst till Jupiter (om allt går enligt plan), kommer Ganymedes att bli den första månen förutom jordens egen måne som får en rymdfarkost i sin omloppsbana.

Ganymedes kretsar kring Jupiter på ett avstånd av 1 070 000 km och är den tredje närmast Jupiter av de fyra huvudmånarna. Strålningen runt Ganymedes är ungefär 100 gånger svagare jämfört med den vid Europa, säger Byrne. Ändå skulle  JUICE inte kunna existera i denna miljö en längre tid utan strålskydd. Skyddet av Juice instrument är ett 2,7 ton blyfodrat valv som rymmer all elektronik (förutom de vetenskapliga instrument som är utformade för att studera den extrema miljön i Jupiter-systemet).

Blyfodralet begränsar effektivt mängden strålning som kan påverka elektroniken och förlänger dettas livslängd. Men så småningom kommer elektroniken likväl att förstöras då skyddet är inte perfekt.

Om farkosten skulle gå till Europa och kretsa runt denna måne eller landa skulle denna blyfodrade nukleära minibunker behöva vara mycket mer robust, tillade Byrne. Men medan det finns en lösning för att skydda de elektroniska systemen något är solpanelerna helt utsatta för strålningen. Byrne tror att nedbrytningen av JUICEs solpaneler i den hårda miljön runt Jupiter kommer att leda till uppdragets slut.

På grund av Jupiters avstånd från solen och den låga intensiteten av solljus runt Jupiter måste JUICEs solpaneler vara enorma. De är utformade som två korsformade vingar och täcker ett område av 85 kvadratmeter. Trots denna enorma storlek och rekordeffektivitet på cirka 3 0 % producerar matriserna inte ens tillräckligt med el för att driva en hårtork på jorden, enligt Byrne.

Det är redan en mycket liten mängd kraft och när de försämras under sin livstid på grund av strålningen kommer deras prestanda att gå ner till en punkt där det inte kommer att finnas tillräckligt med kraft för uppdraget att fungera, tillägger  Byrne.

JUICE är utformad för att överleva fyra år i Jupiters system i denna följd av förbiflygningar  först kretsande vid  Jupiter och sedan Ganymedes. Innan JUICE går in i Ganymedes omloppsbana kommer rymdfarkosten att göra två förbiflygningar av Europa, 21 vid den mest avlägsna och minst utforskade månen Callito och 12 vid Ganymedes. Byrne är övertygad om att Airbus ingenjörer och deras medarbetare från hela Europa byggt rymdfarkosten tillräckligt robust för att klara sitt uppdrag. Det är dock osannolikt att JUICE kommer att överleva sin förväntade livslängd, till skillnad mot vad  många andra farkoster gjort.

Det kan överleva lite längre men det kommer inte att vara i 10 år som många andra uppdrag gjort, enligt uttalande av Byrne.

Förutom den extrema strålningsmiljön kommer uppdraget också att förbruka en enorm mängd bränsle på grund av den stora mängden bränsleförbrukande förbiflygningar av Jupiters månar. Men det betyder även att det är omöjligt att ha en rymdfarkost som kretsar kring Europa två gånger, den mest sannolika platsen i solsystemet för att vara värd för utomjordiskt liv?

I den otroliga strålningsmiljö som finns på och över Europa anser jag däremot att där absolut inte kan finnas liv.

Byrne säger att ingenjörer för närvarande studerar möjligheten att skicka en steril landare till Europa i en avlägsen framtid.

Det är en utmaning som man tittar på, enligt Byrne och tillägger. Det skulle behövas mycket mer effektivt skydd för elektroniken och förmodligen mycket större solpaneler. Det betyder mycket mer massa. Men vi kan nog göra det i framtiden. Men Juice däremot kommer enbart att  göra två förbiflygningar av Europa denna gång.

Bild vikipedia; Illustration av rymdfarkosten JUICE.

Europa Clipper är en stor farkost som ska färdas till Jupiters måne Europa

 

Europa är Jupiters fjärde största måne i storleksordning. Den tycks vara täckt av is vilket skulle förklara varför den nästan helt ses sakna kratrar (de är täckta av is). Under istäcket tror man att ett flytande hav troligen finns. Jupiters starka magnetfält och den vulkaniska aktiviteten under ytan skulle kunna ge värme till havet och man spekulerar i om det eventuellt finns primitiva livsformer där.

Europa Clipper är en interplanetär rymdsond under utveckling av NASA. Planen är att den ska sändas upp under 2020-talet för att studera månen Europa genom en serie av förbiflygningar.

Arbetet med farkosten görs från: JPL (jet Propulsion Laboratory.) som drivs av Caltech i Pasadena, Kalifornien, varifrån utvecklingen sker av Europa Clipper-uppdraget i samarbete med Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL), i Laurel, Maryland, för NASA: s Science Mission Directorate i Washington. APL designade farkosten i samarbete med JPL och NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Planetary Missions Program Office vid NASA: s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, vilka utför programhantering av Europa Clipper-uppdraget.

För mer teknisk data om hur farkosten ser ut och byggs upp. Följ denna länk. 

Bild vikipedia på Europa Clipper som den ska se ut.

Skarpa bilder av Jupiters måne Europa

 

Den bild med  störst upplösning  under NASA: s Juno-uppdrag  någonsin tagits på en specifik del av Jupiters måne Europa ses det en detaljerad bild av en förbryllande region av månens kraftigt brutna isiga skorpa.

Bilden täcker cirka 150 kilometer av Europas yta och avslöjar en region genomkorsad av ett nätverk av fina spår och dubbla åsar (långa parallella linjer som indikerar förhöjda åsar i isen). Nära bildens övre högra del, liksom  till höger och under mitten av denna ses  mörka fläckar som möjligen är kopplade till något som finns under isens yta och som bryter ut på ytan. Under mitten och till höger av bilden finns en yta som påminner om en  kvartsnot i notvärlden och som mäter 67 kilometer nord-syd och 37 kilometer öst-västlig riktning. De vita prickarna i bilden är effekter av högenergipartiklar från strålningsmiljön runt månen.

Junos Stellar Reference Unit (SRU) är en stjärnkamera som används för att orientera rymdfarkosten. Den svartvita bilden togs under rymdfarkostens förbiflygning av Europa den 29 september 2022 på ett avstånd av cirka 412 kilometer. Med en upplösning som sträcker sig från 256 till 340 meter per pixel togs bilden när Juno flög förbi med en hastighet av cirka 24 kilometer per sekund över en del av ytan som på månens natt dom då är svagt upplyst av "Jupiters sken" - solljus som reflekteras från Jupiters molntoppar.

"Bilden visar  en otrolig detaljnivå i en region som inte tidigare avbildats i en sådan upplösning och under sådana avslöjande belysningsförhållanden", säger Heidi Becker, ledande medutredare av SRU;s insamling. "Teamets användning av en stjärnspårningskamera för vetenskap är ett bra exempel på Junos banbrytande kapacitet. Dess funktioner är spännande för att förstå hur isen bildades – och hur de ansluter till Europas historia – informerar oss om interna och externa processer som formar den isiga skorpan.”

Europa är solsystemets sjätte största måne och är cirka 90 % av storleken av  jordens måne. Forskare är övertygade om att ett saltvattenhav finns under de milstjocka isen på Europa vilket väckt frågor om havets potentiella livsmöjligheter. I början av 2030-talet kommer NASA:s rymdfarkost Europa Clipper att anlända och sträva efter att kunna ge svar på om det kan finnas liv under isen.

Bild från https://www.jpl.nasa.gov fler bilder och en film finns med i länken överst i detta inlägg.

NASA:s Juno-sond ska försöka se under ytan på Jupiters månes istyngda yta

 

Torsdag den 29 september 2022 kommer NASA:s sond Juno att utföra den närmaste förbiflygningen av Jupiters isiga måne Europa på över 20 år när rymdfarkosten ger sig ut på ett uppdrag att sondera djupt ner i Europas is på jakt efter fickor med flytande vatten.

När rymdfarkosten närmar sig månen förväntas den ge värdefull kunskap - och anmärkningsvärda bilder - för NASA: s kommande Europa Clipper-uppdrag.

Torsdagen den 29 september klockan 2:36 PDT (5:36 EDT) kommer NASA: s rymdfarkost Juno att befinns sig inom 358 kilometer från ytan på Jupiters istäckta måne Europa. Den soldrivna rymdfarkosten förväntas ta   bilder med högst upplösning som någonsin tagits av delar av Europas yta, samt samla in värdefull data om månens inre, ytsammansättning och jonosfär, och ge kunskap om Europas interaktion med Jupiters magnetosfär.

Sådan information gynnar framtida uppdrag, inklusive byråns Europa Clipper, som kommer att lanseras 2024 för att studera den isiga månen än mer. "Europa är en spännande måne för framtida NASA-uppdrag", säger Junos huvudutredare Scott Bolton vid Southwest Research Institute i San Antonio. "Vi är glada att kunna samla in data som kan hjälpa Europa Clipper-teamet med uppdragsplanering, samt ge nya vetenskapliga insikter om denna isiga värld."

Bild vikipedia på månen Europa och hur den är uppbyggd enligt nuvarande rön.

Natten till idag krockade sonden DART avsiktligt med  asteroiden (månen) Dimorphos som kretsar kring den större jordnära asteroiden Didymos. Målet var att knuffa till Dimorphos så att den åker in i en ny  omloppsbana om Didymos  så att kursen ändras. Något som tar några månader nu innan vi vet om så sker. Men syftet är att så ska ske och då ge insikt om att vi kan använda metoden om en asteroid kommer på kollisionskurs mot Jorden för att avvärja dennas kurs. Så vi gratulerar NASA för krocken och hoppas resultatet blir som vi hoppas. 

Snöfall under istäcket på månen Europa

 

Europa är Jupiters fjärde måne i storleksordning. Den är täckt av is. Under detta flera mil tjocka istäcke tror man det finns ett flytande hav av vatten. Jupiters starka magnetfält och den vulkaniska aktiviteten under Europas yta kan ge värme till havet och det gör att det eventuellt kan finnas primitiva livsformer här.

Under den tjocka globala isytans globala hav faller snö uppåt mot inverterade istoppar och nedsänkta raviner i undersidan av isen . Denna form av undervattenssnöfall är känt och förekommer under ishyllorna på jorden också. Ett skeende har betydelse för uppbyggnaden av isen både här på jorden och på månenEuropa.

Undervattenssnö är mycket renare än andra typer av snö då snöfallet sker under isen och inte påverkas av partiklar i en atmosfär . Det betyder att Europas istäcke kan vara mycket mindre salthaltigt än man tidigare trott utifrån antagandet att havet under isen är salt (dock vet man inte salthalten i havet). Det är viktig information att få för uppdragsforskare som förbereder NASA: s rymdfarkost Europa Clipper  som kommer att använda radar för att skanna under istäcke för att undersöka om Europas hav kan vara möjligt för eller innehålla livsformer. Den nya informationen att salthalten i havet kan vara låg eller ingen alls är viktig eftersom salt som fångats i isen kan påverka  hur djupt radarn kan att se ner genom isen. Att kunna förutsäga vad isen består av hjälper forskare att förstå den data som samlas in.

Den nya studien som utformades från University of Texas i Austin, varifrån även ledningen finns till utvecklingen av Europa Clippers isgenomträngande radarinstrument.  Studien publicerades i augustiutgåvan av tidskriften Astrobiology.

"När vi utforskar Europa är vi intresserade av salthalten och sammansättningen av havet då det är en av de saker som kommer att bestämma dess potentiella former av liv där kan finnas", säger studiens huvudförfattare Natalie Wolfenbarger, doktorandforskare vid University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) i UT Jackson School of Geosciences.

Månen Europa är en stenig värld under det globala havet. Den  är av ungefär samma storlek som vår måne (se bild ovan). Enligt tidigare forskning visar det sig att temperaturen, trycket och salthalten i Europas hav närmast isen liknar vad du skulle hitta under en ishylla på Antarktis. Med vetskap om detta undersöktes i den aktuella forskningen de två distinkta processer genom vilka vatten fryser under ishyllor: kongelationsis och frazilis. Kongelationsis växer till direkt under ishyllan. Frazilis bildas som isflingor i iskallt havsvatten som flyter uppåt som snöfall genom vattnet och lägger sig på ishyllans botten (isens nedre kant sett från månens yta).

Båda sätten ger is som är mindre salt än havsvatten på jorden. När man analyserade utifrån storleken på isen och åldern på Europas is fann Wolfenbarger att isen kan vara ännu mindre salt än man tidigare ansett. Enligt hennes beräkningar kan dessutom frazilis  innehålla endast en liten del av saltet i havsvattnet i övrigt  och vara mycket vanligt på Europa. Det kan betyda att Europas isskal kan ha mindre salyhalt än man tidigare ansett. Denna skillnad påverkar allt från dess styrka till hur värme rör sig genom den  krafter som kan driva en slags is-tektonik (rörelser i isen). 

"Studien öppnar en helt nya möjligheter att tänka på då det handlar om havsvärldar och hur de fungerar", säger Steve Vance, forskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory (JPL) vilken dock inte var inblandad i studien. "Det lägger grunden till hur vi bör förbereda Europa Clippers uppdrag  av att analysera av isen."

Enligt medförfattaren Donald Blankenship är forskningen en validering av att använda jorden som modell för att förstå månen Europas isvärld. Blankenship är senior forskare vid UTIG och huvudutredare för utformning Europa Clippers isgenomträngande radarinstrument.

Kan det finnas liv i månen Europas hav även om det består av enbart sötvatten (min anm)? Ja enkla former av liv kan det likväl finnas. Men i saltvatten kan det finnas mer avancerat liv och fler livsformer.

Bild vikipedia av Storleksjämförelse mellan månen Europa (längst ner till vänster), jordens måne (uppe till vänster) och jorden (fotomontage)

Svavelresternas ursprung på månen Europa

 

SwRI (Southwest Research Institute i San Antonio, Texas, USA) varifrån man studerar månen Europa  ska snart få hjälp med studierna av Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS) som ska finnas ombord på NASAs Europa Clipper vilken planeras att lanseras sändas upp under 2024.

Forskare är i dag nästan helt säkra på att det under månen Europas isiga yta finns ett saltvattenhav som innehåller nästan dubbelt så mycket vatten som alla jordens hav tillsammans. Månen kan även vara den mest lovande platsen i vårt solsystem i sökande efter liv utanför Jorden.

"Europas relativt unga yta består till största delen av vatten fruset till is", säger Dr. Tracy Becker, huvudförfattare till den rapport som beskriver dessa UV-observationer. "Att avgöra om de material utöver is är ursprungliga på Europa eller ditkomna utifrån ex meteoritnedslag är viktigt i  förståelsen av Europas bildande och utveckling."

En bedömning av ytmaterialet kan  ge insikter i sammansättningen av det underjordiska havet. SwRI: s datainsamling är den första som producerat en nästan global karta som visar att svaveldioxid på månen korrelerar med storskaligt mörkare regioner på både synliga och ultravioletta våglängder.

"Resultaten är inte förvånande, men i detta arbete fick vimycket bättre täckning och upplösning än under tidigare observationer", säger SwRI: s Dr. Philippa Molyneux, medförfattare till rapporten. "Det mesta av svaveldioxiden finns på ena halvklotet av Europa. Det är sannolikt koncentrerat där på grund av att Jupiters samroterande magnetfält fångar svavelpartiklar som sprutar upp från månen Ios vulkaner och ger dessa partiklar  kurs mot denna sida av månen Europa.

Io är en av Jupiters största månar och det mest vulkanaktiva objektet i vårt solsystem. Jupiters magnetfält kan orsaka kemiska reaktioner mellan isen och svavlet vilket då skapar svaveldioxid på Europas yta.

"Förutom att studera svaveldioxiden på Europa fortsätter vi att försöka förstå varför Europa vars yta domineras av is inte ser ut som man förväntar sig av fruset vatten i ultravioletta våglängder vilket beskrivs i rapporten, säger Becker och tillägger. "Vi arbetar aktivt vidare för att förstå varför."

Rapporten om ovan publicerades  nyligen i The Planetary Science Journal.

Varför vatten som fryser inte ser ut som is på jorden här i detta ljus kan diskuteras (min anm.). Kan det vara svavelfärgat, Kan det vara ett tunt isskikt där vi ser underliggande lager av mineral? Tankar man får. Kan det vara Europas atmosfär som färgar isen? Strålning eller gas mellan oss och månen? Inget vet än.

Bild på månen Europa från vikipedia.

Fickor av vatten kan finnas närma ytan på månen Europa

 

Europa är i storleksordning Jupiters fjärde största måne. Den tycks vara täckt helt av is vilket skulle förklara varför den nästan helt saknar kratrar (de ses inte under det tjocka istäcket). Under istäcket misstänks att ett flytande hav av vatten kan finnas. Jupiters starka magnetfält och den vulkaniska aktiviteten under Europas yta skulle kunna ge värme till havet och man spekulerar därför i om det eventuellt skulle kunna finnas primitiva livsformer i havet.

Om vi nu ser på ett forskningsprojekt på Grönlands där det tjocka istäcket har genomträngts med radar och där det då upptäcktes vattenfickor i en "dubbel ås av is"  veckad is i form av åsar finns även på Europas yta. I dessa åsar tränger vatten upp och bildar troligen vattenfickor likt det bevisats gör på Grönland. Analysen och resultatet  bekrivs i Nature Communications i en artikel den19 april. Studiens seniorförfattare är Dustin Schroeder, docent i geofysik vid Stanford University's School of Earth, Energy & Environmental Sciences (Stanford Earth).

 Dubbla åsar av is (se film från youtube  här på hur man kan se det ske) på Europa framträder som dramatiska konturer på månens isiga yta, med kammar som når nästan 300 meter upp åtskilda av dalar som är ungefär en halv mil breda. Forskare har känt till dessa formationer sedan månens yta fotograferades av Galileo-rymdfarkosten under 1990-talet men har inte kunnat ge en definitiv förklaring till hur de bildats.  Men troligen likt på Grönland av vatten som träcker upp genom tryck nerifrån och frysts.

 

Genom analyser av ythöjningsdata och isgenomträngande radar som samlats in från 2015 till 2017 av NASA:s Operation IceBridge avslöjade forskarna hur den dubbla åsen på nordvästra Grönland producerades när isen bröts upp runt en ficka med genom hårt vattentryck som sedan frös inuti istäcket, vilket resulterade i  att två istoppar steg upp till den distinkta form vi nu ser. 

"På Grönland bildas denna dubbla ås på en plats där vatten från ytsjöar och strömmar ofta rinner ut nära ytan och fryser till igen", säger huvudförfattaren till rapporten Riley Culberg, doktorand i elektroteknik vid Stanford. "Ett sätt av liknande grunda vattenfickor kan bildas på Europa genom att vatten från det underjordiska havet tvingas upp genom isskalet i spricker något som då skulle visa att det kan finnas en vattenrörelse  inuti isen."

 Istället för att bete sig som ett block av is verkar Europas isyta genomgå en mängd olika geologiska och hydrologiska processer - det är en teori som stöds av denna studie om existensen av vattensamlingar som bryter ut mot ytan. En rörligt isyta stödjer möjligheten av existensen av livsformer eftersom det underlättar utbytet mellan havet under ytan och näringsämnen från närliggande himlakroppar som ackumuleras på ytan exempelvis från vulkanism från månen Io.

"Människor har studerat dessa dubbla åsar av is i över 20 år nu, men det här är första gången vi faktiskt kunde se och undersöka  liknande åsar på jorden", säger studiens medförfattare Gregor Steinbrügge,  planetforskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory (JPL) som började arbeta med detta projekt som postdoktor vid Stanford. "Vi tar nu ett mycket större steg i riktning mot att förstå vilka processer som faktiskt dominerar fysiken och dynamiken på månen Europas isiga yta."

Troligen finns vatten under isen men det kan vara helt utan all form av organiskt liv (min anm.)

Bild Jupiters måne Europa två modeller av förslag av hur den kan se ut invändigt. Bild från vikipedia.

I Jupiters måne Europas underjordiska hav kan syre finnas och därmed liv.

 

Europa är Jupiters fjärde måne i storleksordning. Dess yta är täckt av is vilket kan förklara varför den nästan helt saknar kratrar (synliga sådana). Månen Europas hav kan innehålla syre och då möjligheten av liv i detta hav under månens isiga yta.

I teorin ges tyngd åt tanken att rikligt med syre kan finnas i Europas undervattenshav efter att detta har strilat ned från månens isiga skal när terrängen där bildades. Faktum är att syrenivåerna i Europas underjordiska hav kan vara lika höga som i jordens hav enligt en ny studie. Något som ger trovärdighet åt månens beboelighet för enkelt liv.

Europa kan hysa liv under isen, säger marc Hesse, professor vid University of Texas at Austin's department of geological sciences i ett uttalande. Vi känner redan till att syre finns på Europas yta vilket innebär att den nya studien nu fokuseras på i vilken utsträckning syre träcker  ner i havet under det 15 kilometer tjocka  isstäcket. Isskorpan  består av väte och syre (fruset vatten). Strålning till månens yta från den närliggande Jupiter reagerar med isen och skapar fritt syre tillsammans med andra föreningar av oxidanter (såsom väteperoxid.)

Den nya studien, som involverar en fysikbaserad datorsimulering av processerna av Europas yta visade att när månens is delvis smälter skapas slask i form av saltlake. Kraften i denna slask träcker genom isen då porer i isen tillfälligt uppstår och vidgas. Det  uppstår då  en väg för den syrerika saltlaken att sippra ner genom isen till havet. Det är dock oklart hur mycket syre som spolas ner den vägen.

 Modellen förutsätter  olika scenarier av ett  "brett spektrum av syrenivåer"  till Europas hav över tid, med magnituder som sträcker sig med en faktor på 10000. Endast den högsta uppsättningen av uppskattning ger syrenivåer i Europas hav som liknar de i jordens hav säger medförfattaren till studien forskaren Steven Vance vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory i ett uttalande.

Men om de högsta syrenivåerna är fallet, säger Vance, "är det lockande att tänka att någon form av aeroba organismer lever i havet under isen". ("Anaerob" är enkla organismer som trivs under syresatta förhållanden.

Om liv finns där kan även mer komplexa och större djur eller växter finnas (enligt mig). 

Bild från vikipedia på månen Europa av Ett konstnärligt grepp hur en termisk borr borrar sig igenom isen och dess utplacerade "hydrobot" som kommer ner till oceanen.

På Jupiters isiga måne Europa är det fullt av nedslag i isen

 

Jupiters måne Europa och dess hav under isen kan enligt nuvarande rön ha förhållanden som är lämpliga för liv. Forskare studerar processer på den isiga ytan när de nu förbereder sig för att utforska havet under ytan i en förhoppningsvis inte allt för avlägsen framtid.

 

Det är lätt att se effekterna av nedslagen av meteoriter på vår måne där den gamla, misshandlade ytan är täckt med kratrar och ärr. På Jupiters isiga måne Europa däremot där meteoritnedslagen ses i isytan sker även en stark strålning från Jupiter i form av högenergielektroner.

NASA-finansierade forskare studerar nu de kumulativa effekterna på Europas yta när de nu förbereder sig för att i framtiden utforska  Europa genom det som kallas  Clipperuppdaget. Ett uppdrag med syfte att studera möjligheterna till en framtida landning på Europa. Europa är av särskilt vetenskapligt intresse eftersom dess salta hav under ett tjockt lager is kan ha förhållanden som är lämpliga för liv. Vattnet kan även ta sig upp på månens yta.

 

I ny forskning uppskattas hur långt ner ytan  processen som kallas "impact gardening" sker i form av störningar. 

I studien som publicerades den 12 juli i Nature Astronomy uppskattas att det på Europas yta sker små effekter till ett genomsnittligt djup på cirka 30 centimeter över en tidsrymd av tiotals miljoner år (av strålningen från Jupiter). Alla molekyler som kan kvalificera sig som potentiella biosignaturer vilket inkluderar kemiska tecken av liv kan påverkas till det djupet. " Om vi hoppas hitta orörda, kemiska biosignaturer måste vi titta under detta djup i isen där effekterna av impact gardening inte har skett ", säger huvudförfattaren till studien Emily Costello forskare vid University of Hawaii i Manoa. "Kemiska biosignaturer i områden som är grundare än den zonen kan ha utsatts för destruktiv strålning."

Även om impact gardening  länge ansetts vara sannolikt på Europa och andra atmosfärtomma  kroppar i solsystemet ger den nya modellering den mest omfattande bilden hittills av processen. Faktum är att det är den första som tar hänsyn till sekundära effekter som orsakas av skräp som regnar ner på Europas yta efter att ha blivit utkastat  av en första meteoritkollision. Forskning visar att Europas mellan- och höggradiga breddgrader skulle påverkas mindre av dessa dubbla nedslag och strålning.

"Vårt arbete breddar vår förståelse av de grundläggande processerna på ytor över hela solsystemet", säger Cynthia Phillips, Europaforskare vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i södra Kalifornien och medförfattare till studien. " Om vi vill förstå de fysiska egenskaperna och hur planeter i allmänhet utvecklas, måste vi förstå den roll som impact gardening har i att omforma dem."

 

Europa Clipper, som drivs av JPL för NASA, kommer att bidra till att utveckla den förståelsen. Rymdfarkosten siktas bli uppskjuten 2024 och kommer då att genomföra en serie nära förbiflygningar av Europa när den kretsar runt Jupiter. Den kommer att bära instrument för syftet att noggrant undersöka månen, samt undersöka damm och gaser som kommit finns på ytan. 

 

Uppdraget som Europa Clipper bidrar till tillhör astrobiologins område, den tvärvetenskapliga forskningen om variablerna och förhållandena i avlägsna världar som kan hysa livet som vi känner det. Europa Clipper är inte ett uppdrag där liv söks utan kommer att genomföra detaljerad spaning över Europa och undersöka om den isiga månen, med sitt underjordiska hav har förmågan att stödja liv. Att förstå om Europa har biologiska livsformer kommer att hjälpa forskare att bättre förstå hur livet utvecklades på jorden och potentialen att finna liv bortom vår planet.

 

Bild från vikipedia på månen Europa tagit 1996 då rymdfarkosten Gallileo besökte några av Jupiters månar.  

Natriumklorid finns på månen Europas yta vilket är positivt.

Jupiters måne Europas isiga skorpa döljer ett hav av saltvatten. Botten i detta är stenigt enligt vad vi antar. Sammantaget gör det Europas hav till en spännande plats att söka liv i.

 Havets potential att stödja liv är dock starkt beroende av dess sammansättning och kemikalieenergibudget som fortfarande i stort sett är okänt. För närvarande är vårt bästa undersökningsfält att försöka förstå Europas geologiskt unga och aktiva yta. Nuvarande tolkning från spektra från Galileo Near-Infrared Mapping Spectrometer (NIMS) visar en yta dominerad av tre kemiska slag fruset vatten, svavelsyrehydrat, och ett ytterligare icke-is material, som sedan tiden efter Galileos överflygning har tolkats som endogena sulfatsalter från havet under ytan.

 Men medan den sannolika förekomsten av svavelsyrehydrat förutspåtts som ett resultat från radiolytisk kemi som förekommer på kraftigt bestrålade och svavel-bombarderade ytor har sammansättningen av icke-is material begränsats av NIMS data i så motto att det inte säkert kunnat analyserats.

Men spektra som erhållits med rymdteleskopet Hubble genom detektion ur en 450 nm absorption tyder på bestrålad natriumklorid på ytan. Spektret från Hubble visar att detta korrelerar med geologiskt störd kaos-terräng.

  Laboratorieexperiment har visat att färgcentra bildas från natriumklorid (NaCl) och NaCl saltlake under Europa-liknande ytförhållanden (månen Europa menas här). Färgspektret i laboratorieprovsexperiment verkar visuellt likna dem som tagits av Galileo bilder av Europas yta.

Att det finns natriumklorid (vanligt koksalt) på månen Europas yta är en positiv upptäckt då det bekräftar havets troliga salthet och ger än mer trolighet för att liv kan ha uppstått i detta.

Alternativt (min anm.) kan det vid eventuellt behov om inget liv finns i detta betyda möjlighet för framtida generationer att odla jordiska fisk eller växtarter i detta hav.

Bild från vikipedia på månen Europa.

Analys av bilder på månen Europa visar en kaos-yta.

Ytan på Jupiters måne Europa har ett mycket varierat landskap av  åsar isiga bandlika formationer, små rundade iskupoler och terräng som geologer kallar "kaos terräng."

Tre analyserade bilder tagna av NASA:s rymdfarkost Galileo i slutet av 1990-talet avslöjar detaljer av olika ytformationer på Europa. Även om de data som fångats av Galileo är mer än två decennier gamla upptäcker nu forskare som använder ny teknisk bildanalys fler detaljer. 


Det är viktigt att veta så mycket som möjligt fast bilderna enbart visar en mycket begränsad del av Europas yta från  Galileo rymdfarkostens överflygning den gången. Detta för att veta vad Europa Clipper som ska besöka månen under 2020-talet har att vänta.


 EuropaClipper kommer att genomföra dussintals överflygningar av Europa för att utforska mer om hur havet under månens tjocka isiga skorpa och hur detta interagerar med ytan. kommer att bli den första återkomsten till Europa sedan Galileo.

De långa linjära åsar och band som korsar Europas yta tros vara relaterade till Europas isiga yta då den sträcks och dras i av Jupiters starka gravitation. Åsar kan bildas när en spricka i ytan öppnas och stängs upprepade gånger och bygger upp en funktion som är några hundra meter hög, 500- 600 meter bred och sträcker sig horisontellt hundratalet mil.


Områden med så kallad kaosterräng innehåller block som har rört sig i sidled, roterat eller lutat innan de återfästs till nya platser (spår av detta finns). Men vad som är än mer intressant än en kaosartad isyta (min anm.) är om det finns vatten under ytan och om där kan finnas liv. Tråkigt nog är inte detta en del av uppdraget utan enbart nya bilder av terrängen på ytan.


Bild detaljbild av månen Europa av NASA.

Nu är det ingen tvekan längre vatten sprutar upp från isen på Jupiters måne Europa.

Jupiters måne Europa verkar likt konstaterade Saturnus måne Enceladus ha gejsrar där vattenånga sprutar upp.
  

Men det är först nu bevis kommit på detta. Till skillnad mot Enceladus regelbundet aktiva gejsrar som kan jämföras med Islands är Europas spontant aktiva på platser som ej kan förutses.


NASA: s rymdteleskop Hubble har upptäckt indirekta bevis på sådana plymer som utgår från Europa vilken under sin yta tros hysa en stor saltvattenocean. Forskarna upptäckte nyligen en plym vattenånga direkt för första gången genom Hubbleteleskopet vilket de beskriver i en ny rapport.


 "Väsentliga kemiska element (kol, väte, syre, kväve, fosfor och svavel) och energikällor är två av tre krav för livet och finns över hela solsystemet. Men den tredje, flytande vatten är något svårare att hitta bortom jorden, "säger  rapportförfattare Lucas Paganini, vetenskapsman vid NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och American University i Washington, D.C., i ett uttalande."Vi har ännu inte upptäckt flytande vatten direkt men vi har hittat det näst bästa vatten i gejserform," säger Paganinil.


Paganini och hans kollegor använde W.M. Keck Observatory på Hawaii. Forskarna observerade månen Europa under17 nätter, från februari 2016 till maj 2017. Under en av dessa nätter den 26 april fick de en stark signal som visade på vattenånga i form av en karakteristisk våglängd som detta ger. Forskarna tror att källan till detta vatten var ett gejserutbrott som har sin källa i havet under månens yta (som antas finnas) eller från en reservoar av smält is inom Europas isiga yta. 

 Det blir allt tydligare att Europas vattenkaskader är sporadiska och ej förutsägbara. I detta avseende är de mycket olika de ständiga gejserutbrotten  från sydpolen på Saturnus isiga måne Enceladus där alltid någon av dess mer än 100 kraftfulla gejsrar sprutar upp vatten liksom ex gejsrarna på Island här på jorden.


Nog(min anm) är det spännande om vi kan komma ner i vattnet på dessa månar och söka efter liv om nu detta finns där eller det är enbart vatten  framtidens forskning få visa sanningen om haven.


Bild från vikimedia  där en illustratör visar hur det kan se ut på Europas ytan med Jupiter ovan och vattenkaskad.

Nu ska livsformer sökas under Jupiters måne Europas is

Om det finns liv  i mörkret i det iskalla havets djup på Jupiters måne Europa ska  kommande NASA uppdragkunna svara på.


Europa Clipper rymdfarkost är planerad för detta uppdrag och ska lanseras i mitten av 2020 talet. Clipper kommer att samla prover under dussintals överflygningar av Europa under loppet av dess 3,5-åriga operativa liv. 


Proverna ska tas från Europas atmosfär och förhoppningsvis från de gejsrar (vilkas vatten kommer från havet under Europas istäcke) som man sett uppstår på Europa.

Forskarna har upptäckt bevis för sådana vid flera tillfällen men deras exakta utloppsplats är inte exakt kartlagd.


Bild från vikipedia av en illustratör på hur en termisk borr borrar sig igenom isen och dess utplacerande av hur en "hydrobot" kommer ner till oceanen därunder på månen Europa.