Europa. İmaj kredisi: NASA Ayrıntı için tıklayınız
Jüpiter'in moon Europa'nın büyük olasılıkla donmuş buzlu kabuğunun altında soğuk ve tuzlu bir okyanusa sahip olduğu keşfi, Europa'yı astrobiyologların daha fazla çalışmak istediği güneş sistemimizdeki nesnelerin kısa listesine koydu. Kanada, Calgary'deki Dünya Sistem Süreçleri II konferansında, Arizona, Phoenix'teki Arizona Eyalet Üniversitesi'nde gezegen jeoloğu ve jeoloji profesörü Ron Greeley, Jüpiter ve uyduları hakkında bilineni ve keşfedilmeyi bekleyen şeyleri özetleyen bir konuşma yaptı. .
Jüpiter sistemini keşfeden altı uzay aracı var. İlk ikisi, 1970'lerde Jüpiter sistemi tarafından uçup bazı kısa gözlemler yapan Pioneer uzay aracıydı. Bunları, Galya uydularından ilk ayrıntılı görüşlerimizi veren Voyager I ve II uzay aracı takip etti. Ancak elimizdeki bilgilerin çoğu Galileo misyonundan geldi. Daha yakın zamanlarda, Jüpiter'in gittiği ve şu anda faaliyette olduğu Satürn'e giderken gözlemler yapan Cassini uzay aracının bir uçuşu vardı. Ancak Jüpiter sisteminin ve özellikle de Galil uydularının (Io, Europa, Ganymede ve Callisto) jeolojisi hakkında bildiğimiz neredeyse her şey Galileo misyonundan geldi. Galileo bize, bugün hala analiz aşamasında olduğumuz inanılmaz bir bilgi zenginliği verdi.
Dört Galili uydusu vardır. En içteki Io, güneş sistemindeki volkanik olarak en aktif nesnedir. Europa ve Jüpiter arasında itildiği için iç enerjisini iç mekandaki gelgit gerilmesinden alır. Gördüğümüz patlayıcı volkanizma çok etkileyici. Yüzeyin yaklaşık 200 kilometre (124 mil) üzerinde çıkan tüyler vardır. Ayrıca yüzeye dökülen lav akıntıları biçiminde efüzif volkanizmanın da olduğunu görüyoruz. Bunlar çok yüksek sıcaklık, çok sıvı akışlarıdır. Io'da bu akışların yüzey boyunca yüzlerce kilometre boyunca uzandığını görüyoruz.
Tüm Galil uyduları eliptik yörüngelerdedir, bu da bazen Jüpiter'e daha yakın oldukları, diğer zamanlarda daha uzakta oldukları ve komşuları tarafından itildiği anlamına gelir. Bu, Io durumunda iç mekanı eritmek ve volkanları “sürmek” için yeterli seviyelere kadar iç sürtünme oluşturur. Aynı süreçler Europa için de geçerlidir. Europa'daki buzlu kabuğun altında silikat volkanizması olasılığı vardır.
Ganymede, güneş sistemindeki en büyük uydudur. Dış buzlu bir kabuğa sahiptir. Silikat çekirdeği ve belki de küçük bir iç metal çekirdeği üzerinde bir buz altı sıvı su okyanusuna sahip olduğunu düşünüyoruz. Ganymede, kuruluşundan bu yana jeolojik süreçlere maruz kalmaktadır. Tektonik süreçlerin egemen olduğu karmaşık bir tarihe sahiptir. Çok eski özelliklerin ve çok genç özelliklerin bir kombinasyonunu görüyoruz. Yüzeyinde eski kırık modellerini kesen karmaşık fraksiyon desenlerini görebiliriz. Yüzey, görünüşte sıvı olan iç kısımda kaymış bloklara ayrılmıştır. Erken bombalama döneminden kalma etki tarihini de görüyoruz. Ganymede'nin tektonik tarihinin çözülmesi devam eden bir çalışmadır.
Callisto, Galil uydusunun en dış noktasıdır. Ayrıca, genel olarak güneş sisteminin ve özellikle Jüpiter sisteminin erken birikim tarihini yansıtan darbe bombardımanına maruz kalmıştır. Yüzeye her boyutta krater hakimdir. Ancak çok küçük darbe kraterlerinin görünmez olması bizi şaşırttı. Komşusu Ganymede üzerinde çok küçük darbe kraterleri görüyoruz; onları Callisto'da görmüyoruz. Bizce, küçük kraterleri silen bir süreç var - ama sadece ayın belirli bölgelerinde. Bu çözülmemiş bir gizemdir: Bazı bölgelerdeki küçük kraterleri kaldıran süreç nedir veya alternatif olarak, bir sebepten dolayı orada oluşmamış olabilirler mi? Yine, bu devam eden bir araştırma konusudur.
Öncelikle bahsetmek istediğim şey Europa. Europa, Dünya'nın ayının büyüklüğündedir. Öncelikle silikat bir cisimdir, ancak yüzeyi dondurulmuş bir H2O dış kabuğuna sahiptir. Silikat iç kısmını kaplayan toplam su hacmi Dünyadaki tüm suyu aşıyor. Suyun yüzeyi donmuş. Soru şudur: Donmuş kabuğun altında ne var? Dibe kadar katı buz var mı, yoksa sıvı bir okyanus var mı? Buzlu kabuğun altında sıvı su olduğunu düşünüyoruz, ama kesin olarak bilmiyoruz. Fikirlerimiz modellere dayanmaktadır ve tüm modeller gibi daha fazla çalışmaya tabidir.
Europa'da sıvı bir okyanus olduğunu düşünmemizin nedeni, Europa'nın etrafında Galileo'daki manyetometre ile ölçülen indüklenmiş manyetik alanın davranışından kaynaklanmaktadır. Jüpiter muazzam bir manyetik alana sahiptir. Buna karşılık, sadece Europa'da değil, aynı zamanda Ganymede ve Callisto'da da manyetik bir alan oluşturur. İndüklenen manyetik alanın davranış şekli, sadece Europa'da değil, aynı zamanda Ganymede ve Callisto'da da bir yüzey altı tuzlu sıvı okyanusun varlığı ile tutarlıdır.
Yüzeyin su buzu olduğunu biliyoruz. Çeşitli tuzlar içeren buz olmayan bileşenlerin mevcut olduğunu biliyoruz. Ve yüzeyin jeolojik olarak işlendiğini biliyoruz: tekrar tekrar kırıldı, iyileşti, kırıldı. Ayrıca yüzeyde nispeten az sayıda darbe kraterleri görüyoruz. Bu, yüzeyin jeolojik olarak genç olduğunu gösterir. Europa bugün jeolojik olarak aktif olabilir. Özellikle bir bölgenin görüntüleri ciddi şekilde parçalanmış bir yüzey gösterir. Buzlu plakalar parçalanmış ve yeni pozisyonlara kaydırılmıştır. Malzeme çatlaklar arasına sızmış, sonra görünüşte donmuş ve bunun belki de daha önce bahsettiğim gelgit ısınmasıyla yükselen malzemenin bulunduğu yerlerden biri olabileceğini düşünüyoruz.
Gezegen bilimlerindeki şeylerin ölçeğini unutma eğilimindeyiz. Ancak bu buzlu bloklar çok büyük. Gelecekteki keşifleri düşündüğümüzde, yüzeye inmek ve bazı önemli ölçümler yapmak istiyoruz. Bu yüzden bu tür arazilere inebilecek uzay aracı sistemlerini düşünmeliyiz. Bu yerler buzun altından türetilen malzeme olabileceğinden, keşif için en yüksek önceliktir. Ve yine de, gezegensel keşiflerde olduğu gibi, en ilginç yerler ulaşmak için en zor yerlerdir.
Ne bilmek istiyoruz? İlk ve en temel şey “okyanus kavramı” dır. Sıvı su var mı yok mu? Buz kabuğu kalın mı ince mi? Orada bir okyanus varsa, o buzlu kabuk ne kadar kalın? Europa'da olası bir sıvı okyanusu keşfetmeyi düşündüğümüzde bunu bilmek çok önemlidir: Okyanusa girmek istiyorsak, buzdan ne kadar derine gitmeliyiz? Yüzeyin yaşı kaçtır? “Genç” diyoruz ama bu sadece göreceli bir terim. Binlerce, yüz binlerce, milyonlarca hatta milyarlarca yaşında mı? Modeller, darbe krater frekansına bağlı olarak yaşlarda oldukça yayılmaya izin verir. Bugün astrobiyoloji için elverişli ortamlar nelerdir? Geçmişteki ortamlar neydi? Aynı mıydılar, yoksa zaman içinde değiştiler mi? Bu soruların cevapları için yeni veriler gerekmektedir.
Galilyalı uyduları keşfetmeye olan ilgimizi artıran bir başka şey de jeolojik tarihlerini anlamaya çalışmaktır. Io'dan Avrupa'ya, Ganymede ve Callisto'ya kadar gördüğümüz çeşitlilik, bir dereceye kadar, sistemi yönlendiren gelgit enerjisi miktarıyla ilişkilendirilebilir. Maksimum gelgit enerjisi Io'da baskın olan volkanizmayı yönlendirir. Diğer uçta, Callisto üzerindeki çok az gelgit enerjisi, darbe-krater kaydının korunmasına neden olur. Europa ve Ganymede bu iki uç durum arasında.
Jüpiter'in üç buzlu ayının (Europa, Ganymede ve Callisto) toplam yüzey alanı Mars'ın yüzey alanından daha büyüktür ve aslında Dünya'nın tüm kara yüzeyine eşdeğerdir. Bu yüzden buzlu Galilean uydularının keşfini tartıştığımızda, kapsayacak çok arazi var.
Gelecekteki keşiflere gelince, biraz tarih paylaşmama izin verin. Üç yıl önce NASA, Prometheus projesini kurdu. Prometheus projesi, bir süredir ciddiye alınmamış bir şey olan nükleer güç ve nükleer tahrikin geliştirilmesini içeriyor. Prometheus projesinde atılan ilk görev Jüpiter Buzlu Aylar Orbiter veya JIMO'ydu. Amaç Jüpiter sistemi bağlamında üç buzlu uyduyu keşfetmekti. Çok iddialı bir projeydi. Bu yılın başlarında JIMO iptal edildi. Ama bu önümüzdeki yıl Europa için jeofizik bir yörüngenin onayı olacak gibi görünüyor. Bu uzay aracının başlaması için ilk adımlar şimdi dikkate alınmaktadır. Europa, keşif için çok yüksek bir önceliktir ve bu önceliğin tanınmasıyla, bu görevin gerçekleşmesi muhtemeldir.
Europa ile neden bu kadar ilgileniyoruz? Astrobiyoloji hakkında konuşurken, yaşam için üç bileşeni düşünürüz: su, doğru kimya ve enerji. Onların varlığı, yaşamın sihirli kıvılcımının gerçekleştiği anlamına gelmez, ancak bunlar yaşam için gerekli olduğunu düşündüğümüz şeylerdir. Ve böylece, belirttiğim gibi, Jüpiter'in buzlu uydularının üçü de potansiyel hedeflerdir. Ancak Europa en yüksek önceliktir, çünkü maksimum iç enerjiye sahip gibi görünmektedir.
Tabii ki, önce bilmek istiyoruz: Bir okyanus var mı, evet mi hayır mı?
Peki, buzlu kabuğun üç boyutlu konfigürasyonu nedir? Organizmaların Arktik buzda kırık ve çatlaklarda yaşayabileceğini biliyoruz. Bu tür çatlakların Europa'da da bulunması muhtemeldir ve astrobiyolojiye yüksek ilgi duyan nişler olabilir.
Sonra organik ve inorganik yüzey bileşimlerini haritalamak istiyoruz. Bugün var olan verilerde yüzeyin heterojen olduğunu görüyoruz. Sadece yüzeydeki saf buz değil. Buz olmayan bileşenlerde diğer yerlerden daha zengin gibi görünen bazı alanlar vardır. Bu materyali haritalamak istiyoruz.
Ayrıca ilginç yüzey özelliklerini haritalamak ve inişler de dahil olmak üzere gelecekteki keşifler için en önemli yerleri belirlemek istiyoruz.
Sonra Europa'yı Jüpiter ortamı bağlamında anlamak istiyoruz. Örneğin, Jüpiter'in uyguladığı radyasyon ortamı Europa'daki yüzey kimyasını nasıl etkiler?
Sonuçta, yüzeye inmek istiyoruz, çünkü sadece yüzeyden yapabileceğimiz birkaç şey var. Galileo misyonundan çok büyük bir veri zenginliğimiz var ve potansiyel Europa misyonundan daha fazlasını almayı umuyoruz, ancak uzaktan algılama verileri. Ardından, uzaktan algılama verilerini bağlama yerleştirmek için yüzeye bazı kritik zemin-gerçek ölçümleri yapabilen bir iniş yapmak istiyoruz. Ve böylece bilimsel topluluk içinde, Europa ve Jüpiter sistemi için bir sonraki görevin bir tür iniş paketi olması gerektiğini düşünüyoruz. Ama bu gerçekleşecek ya da olmayacak, bizi izlemeye devam edin!
Orijinal Kaynak: NASA Astrobiyoloji
