Áttörhetetlen páncél vagy védelmező burok? Kiderült, hogy 29 kilométer vastag az Europa jege

A világűr sötétjében, a Naprendszer óriásbolygója, a Jupiter körül kering egy égitest, amely évtizedek óta lázban tartja a tudományos világo...

A világűr sötétjében, a Naprendszer óriásbolygója, a Jupiter körül kering egy égitest, amely évtizedek óta lázban tartja a tudományos világot. Az Europa, ez a jeges hold, nem csupán egy kietlen szikla a kozmoszban; a felszíne alatt rejtőző hatalmas, sós vizű óceán miatt az egyik legígéretesebb helyszín a földön kívüli élet keresésére.

A NASA Juno űrszondája, amely eredetileg a Jupiter légkörének és mágneses terének vizsgálatára indult, nemrégiben olyan adatokkal szolgált, amelyek alapjaiban formálhatják át elképzeléseinket erről a titokzatos világról.

A küldetés legújabb eredményei szerint a holdat borító jégpáncél vastagsága és szerkezete sokkal összetettebb, mint azt korábban gondoltuk, ami sorsdöntő lehet az égitest lakhatóságának megítélésében.

A Juno 2022-es közelrepülése során szerzett adatok alapján a tudósoknak végre sikerült közelebb kerülniük egy régóta húzódó vita eldöntéséhez: milyen vastag valójában az Europa jégpáncélja? A mérések szerint a holdat borító merev, külső jégréteg átlagosan 29 kilométer vastag a megfigyelt területeken.

Ez a szám különösen fontos, hiszen korábban a tudományos modellek széles skálán mozogtak: egyes elméletek alig egy kilométeres, vékony jéghártyát, míg mások több tíz kilométeres, áttörhetetlen páncélt jósoltak. A Juno Microwave Radiometer (MWR) nevű műszere segítségével most először nyílt lehetőség arra, hogy a felszín alá látva, közvetlen adatok alapján tegyenek különbséget a "vékony" és "vastag" jégmodellek között.

Az Europa alig kisebb a mi Holdunknál, mégis radikálisan más világ. Míg a mi égi kísérőnk halott és száraz, az Europa felszíne alatt több víz hullámozhat, mint a Föld összes óceánjában együttvéve. Ahhoz azonban, hogy ez a víz életet adhasson, szükség van bizonyos kémiai összetevőkre, például oxigénre és tápanyagokra, amelyek elsősorban a hold felszínén, a sugárzás hatására keletkeznek.

Itt válik kritikussá a jég vastagsága: minél mélyebb a páncél, annál nehezebb az útja ezeknek az életfontosságú anyagoknak a sötét, mélyben rejtőző óceánig. A 29 kilométeres vastagság arra utal, hogy az Europa egy "vastag héjú" hold, ami azt jelenti, hogy a felszín és az óceán közötti anyagcsere folyamatai lassabbak és bonyolultabbak lehetnek, mint azt a vékonyabb jégrétegben remélők gondolták.

A kutatás során Steve Levin, a Juno projekt tudósa rámutatott, hogy ez a 29 kilométeres becslés a jégpáncél hideg, merev, külső rétegére vonatkozik. Fennáll a lehetősége, hogy ezen réteg alatt létezik egy valamivel melegebb, képlékenyebb, konvektív jégréteg is, amelyben a jég lassú áramlása zajlik. Ha ez a belső réteg valóban ott van, a teljes jégvastagság még ennél is nagyobb lehet.

Ugyanakkor, ha a jég a modellekben feltételezettnél több oldott sót tartalmaz, az némileg csökkentheti a becsült értéket, nagyjából 5 kilométerrel. Ezek az árnyalatok alapvetően meghatározzák, hogy miként zajlik a hőátadás a hold belseje és a világűr között, és hogy a mélyben zajló hidrotermális folyamatok energiája eljut-e a felsőbb rétegekbe.

A Juno adatai nemcsak a mélységről, hanem a jég belső szerkezetéről is árulkodnak. Az MWR műszer úgynevezett "szórótesteket" fedezett fel a jégben: apró repedéseket, pórusokat és üregeket, amelyek a felszín alatti néhány száz méteres mélységig terjednek. Ezek a szabálytalanságok, amelyek hasonlóan szórják a mikrohullámokat, mint ahogy a fény törik meg egy jégkockában, mindössze néhány centiméteresek.

Bár ezek a struktúrák érdekessé teszik a jég geológiai történetét, a kutatók szerint túl kicsik és sekélyek ahhoz, hogy közvetlen csatornaként szolgáljanak az oxigén és a tápanyagok szállítására az óceán felé. Ez tovább erősíti azt a nézetet, hogy az Europa felszíne és belseje közötti kapcsolatot inkább nagyléptékű geológiai folyamatok, például jéghegyek lassú vándorlása vagy hatalmas gejzírek kitörései biztosíthatják.

Az Europa vizsgálata nem csupán elméleti jelentőségű. Ez a jeges világ a NASA és az Európai Űrügynökség (ESA) következő nagy küldetéseinek célpontja. A NASA Europa Clipper űrszondája már úton van, és várhatóan 2030-ban érkezik meg a Jupiterhez, míg az ESA Juice (JUpiter ICy moons Explorer) szondája egy évvel később követi. A Juno mostani mérései kritikus kontextust biztosítanak ezen újabb missziók számára. Segítenek finomhangolni a műszereket és kijelölni azokat a területeket, ahol a legérdemesebb lesz keresni az esetleges élet nyomait vagy a felszínre törő vízpárát.

Érdekesség, hogy az Europa felszínét hatalmas vonalak és repedések hálózzák be, amelyeket a Jupiter árapályerői okoznak. Ez az állandó nyomás és feszítés hőt termel a hold belsejében, ami megakadályozza, hogy az óceán fenékig befagyjon. A Juno eredményei most rávilágítanak, hogy ez a dinamikus rendszer miként egyensúlyoz a jég vastagsága és a belső hőtermelés között.

Bár a 29 kilométernyi jég áttörhetetlen akadálynak tűnhet, a hold geológiai aktivitása – például a felszínen látható "káosz-területek", ahol a jégtáblák összetöredeztek és elmozdultak – arra utal, hogy az Europa egy élő, változó világ. A kutatók most azt vizsgálják, hogy ezek a káosz-területek vékonyabb jeget jeleznek-e, vagy éppen itt zajlik a legintenzívebb anyagcsere a felszín és a mély között.

Ahogy a Juno folytatja útját a Jupiter rendszerében, minden egyes közeli elrepülés közelebb visz minket a válaszhoz: egyedül vagyunk-e a Naprendszerben? Bár az élet létezésére még nincs közvetlen bizonyíték, az Europa vastag, de repedezett jégpáncélja alatt rejtőző sós óceán továbbra is a legjobb esélyünk arra, hogy idegen biológia nyomaira bukkanjunk.

A 2020-as évek végére és a 2030-as évek elejére tervezett missziók a Juno által most lefektetett alapokra építkezve talán végleg fellebbentik a fátylat a jeges hold titkairól, és bebizonyítják, hogy a kozmosz rideg sötétjében, egy jégpáncél oltalma alatt is létezhetnek barátságos, életet adó vizek. (1)

(1) - https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-juno