Çalışma, Jüpiter’in uydusu Europa’nın buzlu kabuğundaki sığ göllerin patlayabileceğini gösteriyor

Dünya’nın ötesinde yaşam arayışında, dış güneş sistemimizdeki yer altı su kütleleri en önemli hedeflerden bazılarıdır. Bu nedenle NASA, Europa Clipper uzay aracını Jüpiter’in uydusu Europa’ya gönderiyor: Ayın kalın bir buz kabuğunun altında potansiyel olarak yaşanabilir olabilecek küresel bir okyanus barındırdığına dair güçlü kanıtlar var.

Ancak bilim adamları, okyanusun Europa’daki tek su olmadığına inanıyor. NASA’nın Galileo yörünge aracından elde edilen gözlemlere dayanarak, tuzlu sıvı rezervuarlarının ayın buzlu kabuğunun içinde olabileceğine inanıyorlar – bazıları buzun yüzeyine yakın ve birkaç mil aşağıda.

Bilim adamları Europa’nın elinde bulundurduğu su hakkında ne kadar çok şey anlarsa, NASA 2024’te Europa Clipper’ı ayrıntılı bir araştırma yürütmesi için gönderdiğinde onu nerede arayacaklarını bilmeleri daha olasıdır. Uzay aracı, Jüpiter’in yörüngesinde olacak ve Ay’ın yanından yaklaşık 50 kez uçarken bilim verilerini toplamak için karmaşık araç takımını kullanacak.

Şimdi, araştırmalar bilim adamlarının Europa’daki yeraltı göllerinin nasıl görünebileceğini ve nasıl davrandıklarını daha iyi anlamalarına yardımcı oluyor. Yakın zamanda yayınlanan bir makalede önemli bir bulgu Gezegen Bilimi Dergisi suyun, ya buhar bulutları ya da kriyovolkanik aktivite (düşün: erimiş lavdan ziyade akan, sulu buz) olarak Europa yüzeyinin üzerinde potansiyel olarak patlayabileceği fikrini desteklemektedir.

Gazetedeki bilgisayar modellemesi daha da ileri gidiyor ve Europa’da püskürmeler varsa, bunların büyük olasılıkla buzun içine gömülü sığ, geniş göllerden geldiğini ve çok aşağıdaki küresel okyanustan gelmediğini gösteriyor.

NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda Europa bilim adamı ve araştırmanın baş yazarı Elodie Lesage, “Tüylerin veya kriyolava akışlarının, Europa Clipper’ın tespit edebileceği, aşağıda sığ sıvı rezervuarları olduğu anlamına gelebileceğini gösterdik” dedi. “Sonuçlarımız, tüyler de dahil olmak üzere yüzey aktivitesini yönlendiren suyun ne kadar derin olabileceğine dair yeni bilgiler veriyor. Ve su, birden fazla Europa Clipper cihazı tarafından tespit edilebilecek kadar sığ olmalıdır.”

Farklı derinlikler, farklı buz

Lesage’nin bilgisayar modellemesi, bilim adamlarının yüzeydeki patlamaları gözlemlemeleri durumunda buzun içinde ne bulabileceklerine dair bir plan ortaya koyuyor. Modellerine göre, muhtemelen, buzun en soğuk ve en kırılgan olduğu yer kabuğunun 2,5 ila 5 mil (4 ila 8 kilometre) üst kısmında, yüzeye nispeten yakın rezervuarları tespit edeceklerdi.

Bunun nedeni, oradaki yeraltı buzunun genişlemeye izin vermemesidir: Su cepleri donup genişledikçe, çevreleyen buzu kırabilir ve tıpkı bir dondurucudaki bir kutu sodanın patlamasına benzer şekilde patlamaları tetikleyebilir. Ve patlayan su cepleri muhtemelen krep gibi geniş ve düz olacaktır.

Buz tabakasında daha derindeki rezervuarlar -kabuğun 8 kilometreden daha fazla altındaki tabanları ile- genişledikçe etraflarını saran daha sıcak buza doğru iterler. Bu buz, bir yastık görevi görecek kadar yumuşaktır ve patlamak yerine basıncı emer. Bir kutu soda gibi davranmak yerine, bu su cepleri daha çok, içindeki sıvı donup genişledikçe balonun gerildiği sıvı dolu bir balon gibi davranır.

İlk elden algılama

Europa Clipper misyonundaki bilim adamları, bu araştırmayı, uzay aracı 2030’da Europa’ya ulaştığında kullanabilir. Örneğin, Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface (REASON) olarak adlandırılan radar aracı, buzdaki su ceplerini aramak için kullanılacaktır.

Austin’deki Texas Üniversitesi Jeofizik Enstitüsü’nden Don Blankenship, “Yeni çalışma, sığ yeraltındaki su kütlelerinin, streslerin buzun gücünü aşması durumunda kararsız olabileceğini ve yüzeyin üzerinde yükselen tüylerle ilişkili olabileceğini gösteriyor” dedi. Radar enstrüman ekibine liderlik eden Texas. “Bu, REASON’ın, tüyleri gördüğünüz yerlerde su kütlelerini görebileceği anlamına geliyor.”

Europa Clipper, yeni araştırmanın teorilerini test edebilecek diğer araçları da taşıyacak. Bilim kameraları, Europa’nın yüksek çözünürlüklü renkli ve stereoskopik görüntülerini yapabilecek; termal emisyon görüntüleyici, Europa’nın sıcaklıklarını haritalamak ve kriyovolkanizma dahil olmak üzere jeolojik aktivite hakkında ipuçları bulmak için bir kızılötesi kamera kullanacak. Tüyler püskürüyorsa, ultraviyole ışığını analiz eden cihaz olan ultraviyole spektrograf tarafından gözlemlenebilirler.