Jupiterov mjesec Europa je manji od Zemljinog Mjeseca, no ocean skriven u njoj može sadržavati više od dvostruko više vode nego svi oceani na Zemlji zajedno. Svijet promjera samo 3120 kilometara mogao bi sadržavati globalno more duboko otprilike 60 do 150 km, omotano oko stijene i zatvoreno od svemira.

Novo mjerenje NASA-ine misije Juno otkrilo je prosječno 29 kilometara leda u regiji koju je promatrao njezin mikrovalni instrument. To je kao tri Mount Everesta, pa još 2,45 kilometra povrh toga. 

Otkriće zaoštrava pitanje najvažnije za moguću nastanjivost Europe: ne samo postoji li veliki ocean, već može li korisna kemija putovati između tog oceana, stijene ispod i ozračene površine daleko iznad.

Juno je izgrađen prvenstveno za istraživanje Jupitera, ne za mapiranje unutrašnjosti Europe. Njegov mikrovalni radiometar (MWR) dizajniran je za gledanje ispod Jupiterovih oblaka mjerenjem mikrovalne emisije na šest frekvencija.

Svemirska letjelica prošla je 29. rujna 2022. godine na oko 360 km od Europe. Tijekom tog preleta, MWR je prikupio mjerenja na otprilike polovici površine tog mjeseca.

Mikrovalno mjerenje

Rezultati istraživanja su objavljeni u časopisu Nature Astronomy. Korišteno je 129 mjerenja u svakom frekvencijskom kanalu za procjenu temperatura na različitim dubinama.

Led emitira mikrovalno zračenje. Niže frekvencije mogu prenositi informacije iz dubljih slojeva od viših frekvencija, ovisno o temperaturi i neprozirnosti leda. 

Istraživači su modelirali kako se temperatura svjetline mijenja preko MWR-ovih kanala i kako se dio dolaznog radio zračenja iz Jupiterovih radijacijskih pojaseva i Galaksije reflektira od Europe.

Model koji najbolje odgovara proizveo je prosječnu debljinu vodljive ljuske od 29 kilometara. NASA-in prikaz rezultata naziva ga prvim mjerenjem koje je sposobno razlikovati ideje tanke ljuske manje od kilometra od modela koji se protežu na desetke kilometara.

Reflektirana radio emisija s Jupitera komplicirala je signal, ali njegov promjenjivi kut također je pomogao timu u ograničavanju koliko je led reflektirajući. Dio šuma postao je dio mjerenja.

Različite moguće interpretacije

Autori su procijenili kako u promatranom području ima 29 plus ili minus 10 kilometara. Na donjem kraju, 19 kilometara, ljuska ne bi bila viša od tri Everesta. Na gornjem kraju, 39 kilometara, premašila bi četiri. 

Model također pretpostavlja čisti vodeni led i nedostatak toplijeg konvektivnog sloja ispod krutog vodljivog leda. Te pretpostavke vuku interpretaciju u različitim smjerovima.

Otopljena sol čini led neprozirnijim za mikrovalove. NASA kaže kako bi umjerena količina soli, kakva se koristi u nekim modelima Europe, mogla smanjiti procjenu debljine za oko pet kilometara.

Konvektivni sloj bi učinio suprotno od ukupne barijere. Rezultat od 29 kilometara opisuje hladni vanjski sloj koji prenosi toplinu uglavnom kondukcijom. Ako se topliji led ispod polako prevrće, puna čvrsta ljuska između površine i oceana mogla bi biti deblja.

Tu je i geografija. MWR je uzorkovao oko polovice Europe tijekom jednog bliskog susreta, a analiza je koristila lateralno uniformni model iako su grebenaste ravnice Europe i poremećeni kaotični teren vidljivo drugačiji.

Tekuća voda je neophodna za život kakav poznajemo, ali veliki ocean nije automatski nastanjiv. Europi su također potrebni izvori kemijske energije i biološki korisnih elemenata, zajedno s procesima koji ih spajaju tijekom dugih razdoblja.

Život ne treba otpisati

Dno oceana može doći u kontakt sa stijenama. Plimno savijanje i zadržana unutarnja toplina mogli bi potaknuti reakcije vode i stijena, možda stvarajući kemijske gradijente usporedive u širem smislu s onima koje koriste neki ekosustavi oko otvora na Zemljinom morskom dnu.

Površina nudi još jedan izvor. Jupiterovo zračenje razgrađuje vodu i druge molekule u gornjem ledu, stvarajući oksidanse koji bi mogli osigurati kemijsku energiju ako dođu do oceana.

Junovi mikrovalni podaci otkrili su plitke raspršivače koji bi mogli biti pukotine, pore, praznine ili inkluzije. Preferirani model dao im je karakterističnu vertikalnu skalu od oko 219 metara. 

NASA kaže da se protežu samo stotine metara ispod površine. Autori studije smatraju kako je malo vjerojatno da će sami uočeni plitki oblici pružiti glavni put za kisik i hranjive tvari sve do oceana.

To ne dokazuje da se razmjena između površine i oceana nikada ne događa. Veliki rasjedi, recikliranje slično subdukciji, udarni događaji, dijapiri toplog leda i džepovi taline mogli bi stvoriti putove koje prosječni model ne obuhvaća. To znači kako vidljive pukotine ne bi trebale biti automatski prikazane kao otvorene cijevi koje dosežu globalno more.