Europa, een maan van Jupiter, is een fascinerende wereld. Het oppervlak van de maan lijkt vol kris-kras over het oppervlak gekerfde rood-bruine ‘littekens’ te staan. Deze ‘littekens’ zijn geëtst in een laag water-ijs waarvan aangenomen wordt dat ze minstens enkele kilometers dik is en een enorme oceaan onder de oppervlakte bedekt — waar misschien leven mogelijk is.
De littekens die te zien zijn in dit archiefbeeld van NASA’s Galileo-missie—gebaseerd op beelden die de sonde in de jaren 90 maakte—zijn een reeks lange barsten in het ijzige oppervlak van de maan. Men veronderstelt dat die ontstaan door doordat het ijs op Europa breekt onder invloed van de zwaartekracht van Jupiter. De kleuren op het maanoppervlak stellen de samenstelling en de afmetingen van de ijskorrels voor: zo bevatten rood-bruine gebieden bvb. een groot aandeel andere stoffen dan water-ijs, terwijl de blauw-witte gebieden relatief zuiver zijn.
Wetenschappers zouden graag op onderzoek uit gaan onder Europa’s dikke ijsdeken. Onrechtstreeks kan dat door op zoek te gaan naar aawijzingen voor activiteit uit de diepte. Dat is precies wat gebeurd is in een nieuwe studie geleid door de ESA-onderzoeksmedewerker Hans Huybrighs, een jonge Belg, die gepubliceerd is in Geophysical Research Letters(volg Hans op Twitter). De simulatie-gebaseerde studie bouwt verder op eerder onderzoek van het magnetisch veld door Galileo. Er werd gebprobeerd te begrijpen waarom er minder snel-bewegende protonen (sub-atomische deeltjes met een positieve elektrische lading) waargenomen dan verwacht werden in de buurt van de maan toen de Galileo-sonde er in 2000 langs vloog.
Initieel verklaarden de onderzoekers dit door het feit dat Europa de detector ‘afschermde’, waardoor die de doorgaans talrijke geladen deeltjes niet kon waarnemen. Hans en zijn collega’s ontdekten echter dat het protonen-tekort voor een deel te verklaren is door een waterdamp-pluim die de ruimte inschoot. Die verstoorde de dunne en fragiele atmosfeer van Europa en de magnetische velden in de omgeving, waardoor het gedrag en de hoeveelheid energetische protonen veranderde.
Wetenschappers hebben sinds de Galileo-missie het vermoeden dat en damppluimen bestaan op Europa, maar pas in het voorbije decennium werd indirect bewijs voor hun bestaan gevonden. Als er effectief zo’n pluimen zijn die door de ijzige schaal rond de maan breken, bieden ze mogelijk een manier om toegang te krijgen tot kennis over de samenstelling en inhoud van de oceaan onder haar oppervlakte, die zeer moeilijk te verkennen is op een andere manier.
Dat vooruitzicht is heel interessant voor ESA’s toekomstige missie Juice, die in 2022 gelanceerd zal worden om Jupiter en z’n ijzige manen te bestuderen. Juice zal instrumenten aan boord hebben die rechtstreekse stalen van deeltjes uit de waterdamp-pluimen van de maan kunnen nemen en om ze vanop afstand waar te nemen. De bedoeling is om zo de geheimen van haar enorme, mysterieuze ocean te ontrafelen.
De missie, waarvan de aankomst bij Jupiter gepland is in 2019, zal de potentiële bewoonbaarheid en de ondergrondse oceanen bestuderen van drie van de manen van de gigantische planeet: Ganymedes, Callisto en Europa. Zoals deze nieuwe studie aantoont, is het opsporen van de energetisch geladen en neutrale deeltjes in de omgeving van Europa een zeer veelbelovende manier om de atmosfeer van de maan en de ruimere kosmische omgeving te onderzoeken, en dat is precies wat men met Juice van plan is te doen.
Olivier Witasse, ESA's Juice-projectwetenschapper, is ook co-auteur van het onderzoek, samen met een aantal ESA-onderzoeksmedewerkers, waaronder Lina Hadid en Olivier Lomax, voormalige medewerkers van het directoraat Wetenschap en Mika Holmberg, een onderzoeksmedewerker in het directoraat Technologie, Engineer en Kwaliteit.
De nieuwe studie is gebaseerd op gegevens die Galileo heeft verzameld tijdens een flyby van Europa in 2000. De afbeelding bevat gegevens die zijn verkregen door het Galileo Solid-State Imaging (SSI)-instrument op de eerste en veertiende omloop van het ruimtevaartuig door het Jupiter-systeem, in 1995 en 1998 respectievelijk, en werd onlangs opnieuw verwerkt in 2014. De beeldschaal is 1,6 km / pixel en de noordpool van de maan is te zien aan de rechterkant.