Luna înghețată a lui Jupiter, Europa, poate străluci în întuneric

Luna înghețată a lui Jupiter, Europa, ar putea da cuvântului „lumina lunii” un sens cu totul nou. Noi experimente de laborator sugerează că partea de noapte a acestei luni strălucește în întuneric.

Suprafața Europei, considerată a fi în mare parte gheață de apă împletită cu diferite săruri, este bombardată continuu cu electroni energetici de câmpul magnetic intens al lui Jupiter (SN: 5/19/15). Când cercetătorii au simulat acea interacțiune în laborator, împușcând electroni în mostre de gheață sărată, gheața a strălucit. Strălucirea acestei străluciri depindea de tipul de sare din gheață, raportează cercetătorii online pe 9 noiembrie Astronomia naturii.

Dacă aceeași interacțiune pe Europa creează acest tip de lumină al lunii nemaivăzut până acum, o misiune viitoare acolo, cum ar fi sonda spațială Europa Clipper planificată de NASA, ar putea fi capabilă să folosească această strălucire de gheață pentru a mapa compoziția suprafeței Europei. Aceasta, la rândul său, ar putea oferi o perspectivă asupra salinității oceanului despre care se crede că se pândește sub crusta de gheață a Europei (SN: 14/06/19).

„Asta are implicații pentru temperatura acelei ape lichide – punctul de îngheț; are implicații pentru grosimea învelișului de gheață; are implicații pentru locuibilitatea acelei ape lichide”, spune Jennifer Hanley, un om de știință planetar la Observatorul Lowell din Flagstaff, Arizona, care nu este implicat în noua lucrare. Oceanul subteran al Europei este considerat unul dintre cele mai promițătoare locuri pentru a căuta viața extraterestră în sistemul solar (SN: 4/8/20).

Europa Clipper de la NASA cu Jupiter în fundal
Misiunea planificată a NASA Europa Clipper (ilustrată) poate fi capabilă să repereze strălucirea Europei atunci când face un zbor al părții întunecate a lunii. Variațiile de luminozitate ar putea dezvălui diferențe în compoziția chimică a crustei de gheață a Europei.JPL-Caltech/NASA

Descoperirea potențialului strălucire de gheață a Europei „a fost o serendipitate”, spune Murthy Gudipati, care studiază fizica și chimia gheții la Laboratorul de propulsie cu reacție al NASA din Pasadena, California. gheața de suprafață a Europei. Dar în imaginile video ale experimentelor lor inițiale, echipa a observat că mostrele de gheață aruncate cu electroni emanau o strălucire neașteptată.

Intrigați, cercetătorii și-au întors fasciculul de electroni pe mostre de gheață de apă pură, precum și pe gheață de apă amestecată cu diferite săruri. Fiecare miez de gheață a fost răcit la temperatura de suprafață a Europei (aproximativ –173° Celsius) și a fost acoperit cu electroni care aveau aceleași energii ca și cei care lovesc Europa. Peste 20 de secunde de iradiere, un spectrometru a măsurat lungimile de undă ale luminii sau spectrul emis de gheață.

Probele de gheață au emis toate o strălucire albicioasă, deoarece au emis lumină la multe lungimi de undă diferite. Dar luminozitatea fiecărei probe de gheață depindea de compoziția sa. Gheața care conține clorură de sodiu, cunoscută și sub denumirea de sare de masă sau carbonat de sodiu, părea mai slabă decât gheața de apă pură. Pe de altă parte, gheața amestecată cu sulfat de magneziu a fost mai strălucitoare.

„Făceam câteva calcule din spatele plicului [of] care ar fi strălucirea Europei, dacă ar fi să stăm pe ea în întuneric”, spune Gudipati. „Este aproximativ… la fel de strălucitor ca mine când merg pe plajă în lumina lunii pline.”

Pe baza specificațiilor propuse pentru o cameră care să zboare în misiunea Europa Clipper, Gudipati și colegii lor estimează că nava spațială ar putea vedea strălucirea gheții Europei în timpul unui zbor al părții întunecate a Lunii. Petele întunecate ale Europei ar putea dezvălui regiuni bogate în sodiu, în timp ce zonele mai luminoase pot fi bogate în magneziu.

Dar faptul că gheața strălucește în laborator nu înseamnă neapărat că se întâmplă la fel și pe Europa, avertizează Hanley. Luna înghețată a lui Jupiter a fost bombardată de electroni de înaltă energie pentru mult mai mult de 20 de secunde. „Există vreodată un punct în care s-ar putea descompune sărurile, iar această strălucire nu se mai întâmplă?” se întreabă ea.

Alți oameni de știință planetar, între timp, nu sunt convinși că suprafața Europei este foarte sărată. Acești cercetători, inclusiv Roger Clark de la Institutul de Științe Planetare din Lakewood, Colorado, cred că indicii aparente de săruri de pe Europa sunt de fapt create de acizi, cum ar fi acidul sulfuric. Suprafața Europei poate fi acoperită atât cu săruri, cât și cu acizi, spune Clark. „Ce [the researchers] Trebuie să facem în continuare să iradiezi acizi… pentru a vedea dacă pot face diferența dintre sare cu apă cu gheață și acizi cu apă cu gheață.”