Evropa je najglatkiji čvrsti objekat u našem Sunčevom sistemu, zahvaljujući svojoj debeloj ljusci leda. Ipak, čini se da ispod svoje glatke spoljašnjosti, Jupiterov četvrti po veličini mesec krije tajne – naime dubok, slan okean sa intrigantnim potencijalom za vanzemaljski život.
Taj okean čini Evropu glavnom metom za naučna proučavanja, uključujući dve odvojene orbiterske misije koje treba da se lansiraju ka Jupiteru u naredne dve godine.
I dok će biti potrebno nekoliko godina da obe sonde stigne, naučnici već bacaju svetlo na Evropu na druge načine, stičući uvide iz posmatranja teleskopa, prethodnih preleta sonde, laboratorijskih eksperimenata i kompjuterskih simulacija.
U novoj studiji, istraživači iz Laboratorije za mlazni pogon (JPL) na Kalifornijskom institutu za tehnologiju u SAD i Univerzitetu Hokaido u Japanu koristili su NASA superkompjutere da ispitaju manje poznatu čudnost Evrope: Zašto se ledena školjka rotira brže od enterijer?
Prema njihovom istraživanju, nesinhronizovana rotacija površine može biti uzrokovana okeanskim strujama koje guraju odozdo. To je veliko otkriće, objašnjava glavni autor i JPL istraživač Hamish Hai, sada na Univerzitetu u Oksfordu; to je otkriće koje bi moglo ponuditi nove tragove o tome šta se dešava ispod.
„Pre ovoga, kroz laboratorijske eksperimente i modelovanje bilo je poznato da zagrevanje i hlađenje evropskog okeana može pokretati struje“, kaže Hej. „Sada naši rezultati ističu vezu između okeana i rotacije ledene školjke koja nikada ranije nije razmatrana.“
Ledena školjka pluta na okeanu Evrope, tako da može da rotira nezavisno od ostatka Meseca, uključujući okean, stenovitu unutrašnjost i metalno jezgro. Naučnici su dugo sumnjali u ovo, ali sile koje pokreću rotaciju školjke bile su misteriozne.
Evropa je podložna savijanju plime od strane Jupitera, koji izobličava Mesec svojom moćnom gravitacionom silom. Ovo kolosalno potezanje konopa izaziva pukotine u ledenoj školjki Evrope i verovatno generiše deo toplote plašta i jezgra.
Zajedno sa toplotnom energijom oslobođenom radioaktivnim raspadom, smatra se da se ova toplota iz unutrašnjosti Evrope uzdiže kroz okean ka zaleđenoj površini poput lonca vode koja se zagreva na šporetu.
U kombinaciji sa rotacijom Evrope i drugim faktorima, taj vertikalni temperaturni gradijent bi trebalo da podstakne neke prilično moćne okeanske struje.
A prema procenama u studiji, te struje bi mogle biti dovoljno moćne da pomere globalnu ledenu školjku iznad glave. Niko ne zna tačno koliko je debela školjka, ali procene se kreću od oko 15 do 25 kilometara (15 milja) debljine.
Dok su naučnici znali da se ledena školjka Evrope verovatno rotira sama od sebe, oni su se fokusirali na Jupiterov gravitacioni uticaj kao pokretačku silu.
„Za mene je bilo potpuno neočekivano da ono što se dešava u cirkulaciji okeana može biti dovoljno da utiče na ledenu školjku. To je bilo ogromno iznenađenje“, kaže koautor studije i naučnik projekta Evropa Kliper Robert Pappalardo, iz NASA-ine laboratorije za mlazni pogon.
„I ideja da bi pukotine i grebeni koje vidimo na površini Evrope mogli biti vezani za cirkulaciju okeana ispod – geolozi obično ne misle: ‘Možda to radi okean’“, dodaje on.
Istraživači su koristili NASA superkompjutere za izgradnju složenih simulacija okeana Evrope, pozajmljujući tehnike koje su korišćene za modeliranje okeana na Zemlji.
Ovi modeli im omogućavaju da uđu dublje u detalje cirkulacije vode u Evropi, uključujući i to kako na te obrasce utiče zagrevanje i hlađenje okeana.
Ključni fokus studije bio je otpor, ili horizontalna sila okeana koja gura led iznad njega. Uzimajući faktor otpora u svoje simulacije, istraživači su otkrili da neke brže struje mogu proizvesti dovoljno otpora da ubrzaju ili uspore rotaciju ledene školjke Evrope.
Iako taj efekat zavisi od brzine strujanja, istraživači primećuju da unutrašnje zagrevanje Evrope može varirati tokom vremena. To bi moglo dovesti do odgovarajućih varijacija u brzini okeanskih struja, što bi zauzvrat izazvalo bržu ili sporiju rotaciju ledene školjke.
Osim što nam pomaže da razumemo Evropu, ovo istraživanje se može primeniti i na druge svetove okeana, ističu istraživači, gde bi karakteristike površine mogle da daju nagoveštaje o vodama skrivenim ispod.
„A sada kada znamo za potencijalno spajanje unutrašnjih okeana sa površinama ovih tela, možda ćemo saznati više o njihovoj geološkoj istoriji, kao io istoriji Evrope“, kaže Hej.
ESA-in Jupiter Ici Moons Ekplorer (JUICE) bi trebalo da bude lansiran u aprilu 2023. godine, započinjući svoje putovanje radi proučavanja tri velika meseca Jupitera sa okeanom: Ganimed, Kalisto i Evropa.
Krajem 2024. NASA planira da lansira svoj orbiter Europa Clipper, koji će izvršiti skoro 50 bliskih preleta kako bi istražio potencijalnu nastanjivost Meseca. Prema autorima nove studije, moglo bi čak biti u stanju da precizno izmeri koliko brzo se ledena školjka Evrope rotira.
