Sciencemag.cz
Doporučujeme
Před čtyřiceti lety se sondě Voyager 2 podařilo pořídit první snímek Europy, která byla do té doby jen jedním z větších měsíců obíhajících kolem Jupiteru. Na snímcích vědci spatřili nahnědlé praskliny táhnoucí se po povrchu měsíce, takže celá Europa připomínala tak trochu oční bulvu protkanou jemnými žilkami. Od té doby se toho změnilo docela dost a díky novým generacím kosmických sond jsme se dozvěděli o Europě mnohem více informací. Dnes má tento měsíc vysokou prioritu při vědeckém výzkumu a hledání mimozemského života.
Velký vliv na to má skutečnost, že se tu mohou vyskytovat všechny ingredience nezbytné pro život. Vědci mají důkazy, že jeden z těchto nezbytných předpokladů – kapalná voda – se nachází pod ledovým krunýřem měsíce a někdy je obřími gejzíry vyvrhována do kosmického prostoru. Jenže až doposud nebyl nikdo schopen potvrdit přítomnost vody v těchto výtryscích tím, že by přímo měřil vodní molekuly. Nyní se to však podařilo mezinárodnímu týmu pod vedením specialistů z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu. Ti totiž jako první dokázali přímo detekovat vodní páru nad povrchem Europy. K objevu použili pozemní teleskop na Havajských ostrovech, který patří mezi největší zařízení svého druhu.
Potvrzení, že vodní pára se nad Europou opravdu nachází, pomůže vědcům lépe porozumět vnitřním procesům tohoto měsíce. Kupříkladu může tento objev podpořit všeobecně přijímanou teorii o podpovrchovém oceánu, který může být až dvakrát větší než ten pozemský. Jiným zdrojem vody pro výtrysky mohou být podle některých vědců mělké rezervoáry roztaveného vodního ledu v mělké hloubce pod povrchem. Dříve se také spekulovalo o možnosti, že radiační prostředí v okolí Jupiteru odtrhává vodní molekuly z ledového povrchu Europy, ale ve světle aktuálního výzkumu je tento mechanismus považován za nepravděpodobný.
„Esenciální chemické prvky (uhlík, vodík, kyslík, dusík, fosfor a síra) a zdroje energie – to jsou dva ze tří základních požadavků pro život – se nachází prakticky všude možně ve Sluneční soustavě. Ale ten třetí požadavek – kapalná voda – se mimo Zemi hledá mnohem hůře,“ říká Lucas Paganini, planetární vědec z NASA, který stál v čele týmu podepsaného pod aktuálním objevem a dodává: „Vědci zatím nedokázali přímo objevit kapalnou vodu, ale my jsme detekovali něco jen o trochu méně zajímavého – vodu v plynném skupenství.“
Paganini a jeho tým o novém objevu informovali 18. listopadu v časopise Nature Astronomy. V něm doslova uvádí, že zaznamenali tak velké množství vody, že by dokázalo naplnit olympijský bazén během pár minut. Pro příznivce tradičních jednotek je to přesně 2 360 kg za sekundu. Kromě toho se podařilo zjistit, že se vodní pára objevuje nepravidelně, tedy alespoň v množstvích, která jsou ze Země detekovatelná. „Pro mne není zajímavé jen to, že jde o první detekci vodní páry nad Europou, ale také její nedostatek v rámci naší detekční metody,“ uvádí Paganini.
Paganiniho tým prováděl pozorování mezi roky 2016 a 2017, kdy měl k dispozici sedmnáct nocí a slabou, leč nezaměnitelnou stopu vodní páry zaznamenal pouze jednou. Díky využití teleskopu W. M. Keck Observatory na havajském vrcholu Mauna Kea vědci objevili molekuly vody nad přední polokoulí Europy. Jako přední polokoule se označuje hemisféra orientovaná ve směru oběhu měsíce kolem Jupiteru. Europa je totiž stejně jako náš Měsíc gravitačně vázaná s mateřskou planetou, takže přední polokoule vždy míří ve směru pohybu – naopak zadní hemisféra je orientovaná opačným směrem. Vědci použili spektrograf na Keck Observatory, který měří chemické složení atmosféry pomocí infračerveného záření, které atmosféra buďto vyzařuje nebo pohlcuje. Molekuly vody vydávají při interakci se slunečními paprsky záření o specifické vlnové délce.
Aktuální objev má potenciál na to, aby se zařadil po bok mnoha dalších fascinujících zjištění o Europě. Jedním z prvních překvapivých objevů byla pozorování sondy Galileo, která zjistila během své mise mezi roky 1995 a 2003 poruchy magnetického pole Jupiteru v okolí Europy. Tato měření se podle některých vědců dala vysvětlit přítomností vodivé kapaliny, možná i slaného oceánu pod ledovým příkrovem. Když pak vědci v roce 2018 analyzovali toto rušení podrobněji, odhalili důkazy pravděpodobných výtrysků.
Ještě předtím ale v roce 2013 NASA oznámila, že využila Hubbleův teleskop k pozorování Europy. Tehdy se zde podařilo v okolí měsíce objevit vodík a kyslík, které společně tvoří vodu. O několik let později se Hubble k pozorování vrátil a pomohl jiné skupině vědců nasbírat další důkazy o pravděpodobných gejzírech. Jejich stopy se objevily na snímku siluety měsíce v době, kdy přecházel před Jupiterem. „Aktuální první přímá detekce vodní páry nad Europou je klíčovým potvrzením našich původních detekcí jednotlivých prvků a ukazuje evidentní řídkost velkých výtrysků na tomto ledovém světě,“ říká astronom a fyzik Lorenz Roth z KTH Královského technologického institutu ve švédském Stockholmu, který byl vedoucím výzkumu z roku 2013 a u aktuální studie působil jako spoluautor.
Rothův výzkum spolu s dalšími dřívějšími objevy Europy pouze změřil složky vody nad povrchem měsíce. Objevit vodu na jiném kosmickém tělese je složité. Současné kosmické sondy mají omezené možnosti jejího objevení a vědci využívající pozemní teleskopy zase musí při svých pozorováních zohlednit chybu měření způsobenou vlhkostí v zemské atmosféře. Aby se tento efekt alespoň minimalizoval, vytvořil Paganiniho tým komplexní matematický počítačový model simulující podmínky v zemské atmosféře, aby se mohly ve výsledcích odlišit výsledky způsobené vodou v atmosféře od vody z Europy.
„Provedli jsme důkladná opatření, která mají z pozemních pozorování odebrat případná rušení,“ říká Avi Mandell, planetární vědec z Goddardova střediska a člen Paganiniho týmu a dodává: „Ale zřejmě se budeme muset dostat k Europě mnohem blíže, abychom porozuměli tomu, co se tam děje.“ Zřejmě již za několik let se vědci dočkají – velmi blízko k Europě se má dostat chystaná sonda Europa Clipper. Právem jsou do ní vkládané velké naděje z hlediska možných odpovědí na otázky spojené s vnitřními i vnějšími procesy, které na Europě probíhají a které z ní dělají potenciální místo pro existenci života.
Až Europa Clipper dorazí k Jupiteru, bude mít za úkol provádět detailní průzkum povrchu Europy, měření vnitřních struktur, slabé atmosféry, podpovrchového oceánu a možná i menších výtrysků. Sonda se také pokusí vyfotit tyto gejzíry a má také hmotnostními spektrometry analyzovat molekuly, které zachytí v atmosféře. Jejím úkolem bude také vytipování vhodného místa, kam by v budoucnu mohl přistát lander, který odebere vzorky a provede jejich analýzu. Tyto projekty by mohly odkrýt mnohá tajemství Europy a jejího potenciálu pro život.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
autor: Dušan Majer
Převzato z Kosmonautix.cz, upraveno
