2020.11.12.

Miként világít az Europa?

A jeges holdat új módszerrel vizsgálták, földi laborkísérletekben, s a kísérletekből úgy tűnik, a hold világít, ráadásul az egyébként sötét oldalán.

A hold a Jupiter környezetének hatalmas sugárzásán úszik keresztül keringése során, a nagyenergiás elektronok, protonok, és más töltött részecskék folyamatosan bombázzák az Europa felszínét, s a hold, e sugárzás hatására világíthat is a sötétben. A NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL – Sugárhajtás Laboratórium) által végzett vizsgálat feltárhatja azt is, hogy miféle ez a fény, amelyet a kis hold kibocsáthat. A jégben lévő különféle sós összetevők eltérő módon reagálnak a sugárzásra, és a sajátosságaiknak megfelelően eltérő fényt bocsátanak ki. Szabad szemmel nézve ez a ragyogás néha kissé kékes, néha zöldes lenne, különböző fényességű fehér, attól függően, milyen anyag világít. A részletek megismerése és mérése a közeljövőben a rejtelmes Europa vizsgálatára induló szonda feladatai közé is bekerül.

A tudományos vizsgálatokban spektrométert használnak ahhoz, hogy elkülönítsék a különféle hullámhosszú fényléseket, s ezekből aztán a jég összetevőire lehet következtetni. Az olyan égitestek, mint az Europa esetében, a legtöbb megfigyelést a nappali oldal felszínéről visszaverődő fény spektroszkópos vizsgálatával végzik, ez viszont a kutatók számára érdekes összetevőkről csak igen hiányos adatokkal szolgál. Az új vizsgálat azonban a hold éjszakai arcát mutathatja meg, és válaszokat adhat a kérdéseinkre is. Majd az Europa Clipper nevű, néhány év múlva induló szonda vizsgálhatja meg a helyszínen, és vonhat le következtetéseket a jég pontos összetételéről, amikor átrepül a hold éjszakai oldala felett.

A jégben lévő adalékok, mint akár a nátrium, a magnézium sói, vagy a kloridok, karbonátok, szulfátok jelezhetik a felszíni jég, illetve a mélybeli óceán összetevőit, valamint a mélység és a felszín közti anyagáramlás jellemzőiről is árulkodhatnak. Ezek felismerése az általában használt visszaverődéses, infravörös közeli spektroszkópia révén nem megoldható, ugyanis ez alapján több összetevő is nagyon hasonló képet mutatna, ezért mindenképp szükség van valamiféle más, megkülönböztetésre alkalmas módszerre is.

Ebben nyújthat segítséget a sugárzás okozta fénylés. Ahhoz, hogy pontosan meghatározzák, mit is észlelhet majd az űrszonda, földi laboratóriumban az Europa éjjeli oldalához hasonló körülményeket szimulálva végeztek előzetes méréseket. Kimondottan az Europa körülményeit szimuláló eszköz egy alumínium csőből áll, amelyen keresztül folyékony nitrogént áramoltatva érik el és tartják fenn a kívánt hőmérsékletet, miközben nagyenergiás elektronnyalábot irányítanak a jégdarabra.

A besugárzott jégkeverékek fénylését egy 10 méterre elhelyezett kamerával rögzítették, miközben az egyébként föld alatti teremben lévő laborban minden fényt lekapcsoltak. Ugyanitt végezték el a spektrális méréseket is aztán s jeges keverék által kibocsátott fénylésen. A -173 Celsius-fokos hőmérsékletűre hűtött jégen különböző összetevőkkel, és eltérő energiájú (10,5-25 MeV) besugárzással végezték a vizsgálatokat, és utánuk a kibocsátott jégfénylésre vonatkozó méréseket is, ezzel készítve elő a terepet a majdani helyszíni méréseknek.

A kutatók eredetileg egészen más céllal vágtak bele a kísérletekbe, arra voltak kíváncsiak, hogy az esetleges szerves anyagok miként viselkednek a Jupiter környezetében lévő sugárzás hatására. Az eltérő összetételű jeges keverékek vizsgálata közben vették észre azok jól megkülönböztethető fénylését, s ekkor döntötték el, hogy más irányba mozdítják el a kísérleteket. Fred Bateman, a Nature Astronomy folyóiratában megjelent tanulmány egyik szerzője elmondta: „Amikor megláttuk, hogy a nátrium-kloridos jég sokkal halványabban világít, akkor döbbentünk rá, hogy a vizsgálatainkat új irányba kell vinnünk.”

Általában fordítva szoktak történni az efféle felfedezések: az űrszondák látnak meg valami érthetetlen dolgot, amelyet utólag modelleznek a földi kutatók a magyarázatért. Most viszont előbb született meg a földi modell és a felfedezés, amihez majd az Europa Clipper küldetése során a méréseket a hold feletti átrepülések során elvégezhetik. A hold jegének összetétele az alatta lévő óceánról, s annak esetleges, élethez alkalmas körülményeiről árulkodik majd.

A JPL beszámolója itt1, valamint a Nature Astronomy-ben november 9-én közzé tett tanulmány itt2 található.

Fordította: Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)
Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: