Avrupa. Resim kredisi: NASA Büyütmek için tıklayın
Jüpiter'in uydusu Europa'nın büyük olasılıkla donmuş buzlu kabuğunun altında soğuk, tuzlu bir okyanusa sahip olduğu keşfi, Europa'yı güneş sistemimizdeki astrobiyologların daha fazla araştırmak istediği kısa nesneler listesine koydu. Kanada, Calgary'deki Dünya Sistem Süreçleri II konferansında, gezegen jeologu ve Phoenix, Arizona'daki Arizona Eyalet Üniversitesi'nde jeoloji profesörü olan Ron Greeley, Jüpiter ve uyduları hakkında bilinenleri ve keşfedilmeyi bekleyenleri özetleyen bir konuşma yaptı. .
Jüpiter sistemini araştıran altı uzay aracı olmuştur. İlk ikisi 1970'lerde Jüpiter sistemi tarafından uçan ve bazı kısa gözlemler yapan Pioneer uzay aracıydı. Bunları bize Galilean uydularının ilk ayrıntılı görüntülerini veren Voyager I ve II uzay aracı izledi. Ancak elimizdeki bilgilerin çoğu Galileo misyonundan geldi. Daha yakın zamanda, Jüpiter'in yanından geçen ve şu anda faaliyette olduğu Satürn'e giderken gözlemler yapan Cassini uzay aracının bir uçuşu vardı. Ancak Jüpiter sisteminin jeolojisi ve özellikle Galile uyduları (Io, Europa, Ganymede ve Callisto) hakkında bildiğimiz neredeyse her şey Galileo misyonundan geldi. Galileo bize bugün hala analiz etme sürecinde olduğumuz inanılmaz bir bilgi hazinesi verdi.
Dört Galile uydusu vardır. En içteki Io, güneş sistemindeki volkanik olarak en aktif nesnedir. Europa ve Jüpiter arasında itilip-çekildiğinden, iç enerjisini iç kısımdaki gelgit baskısından alır. Orada gördüğümüz patlayıcı volkanizma çok etkileyici. Yüzeyin yaklaşık 200 kilometre (124 mil) yukarısına fırlatılan tüyler var. Ayrıca yüzeye püsküren lav akıntıları şeklinde coşkulu volkanizma görüyoruz. Bunlar çok yüksek sıcaklıklı, çok akışkan akışlardır. Io'da, yüzey boyunca yüzlerce kilometre boyunca uzanan bu akışları görüyoruz.
Galilean uydularının tümü eliptik yörüngelerdedir, bu da bazen Jüpiter'e daha yakın oldukları, diğer zamanlarda daha uzak oldukları ve komşuları tarafından itilip çekildiği anlamına gelir. Bu, Io durumunda, iç kısmı eritmek ve yanardağları 'sürmek' için yeterli seviyelerde iç sürtünme üretir. Europa'da da aynı süreçler yaşanıyor. Ve Europa'daki buzlu kabuğun altında silikat volkanizmasının meydana gelme olasılığı var.
Ganymede, güneş sistemindeki en büyük uydudur. Buzlu bir dış kabuğu vardır. Silikat bir çekirdek ve belki de küçük bir iç metalik çekirdek üzerinde bir buz altı sıvı su okyanusuna sahip olduğunu düşünüyoruz. Ganymede, oluşumundan bu yana jeolojik süreçlere maruz kalmıştır. Tektonik süreçlerin hakim olduğu karmaşık bir tarihe sahiptir. Çok eski özelliklerin ve çok genç özelliklerin bir kombinasyonunu görüyoruz. Yüzeyinde daha eski kırılma modellerini çapraz kesen karmaşık oluşum modellerini görebiliriz. Yüzey, baskın, görünüşe göre sıvı olan iç kısımda kaydırılan bloklara bölünmüştür. Erken bombardıman döneminden kalma darbe tarihini de görüyoruz. Ganymede'nin tektonik tarihini çözmek, devam eden bir çalışmadır.
Callisto, Galilean uydularının en dıştakiidir. O da, genel olarak güneş sisteminin ve özel olarak Jüpiter sisteminin erken yığılma tarihini yansıtan darbe bombardımanına maruz kaldı. Yüzeye her boyutta krater hakimdir. Ancak çok küçük çarpma kraterlerinin bariz eksikliği bizi şaşırttı. Komşusu Ganymede'de çok küçük çarpma kraterleri görüyoruz; onları Callisto'da görmüyoruz. Küçük kraterleri silen bir süreç olduğunu düşünüyoruz - ama sadece ayın seçilmiş bölgelerinde. Bu çözülmemiş bir gizemdir: Bazı bölgelerdeki küçük kraterleri ortadan kaldıran süreç nedir veya alternatif olarak, başlangıçta herhangi bir nedenle orada oluşmamış olabilirler mi? Yine, bu devam eden bir araştırma konusudur.
Öncelikle bahsetmek istediğim şey Europa. Europa, Dünya'nın uydusu büyüklüğündedir. Öncelikle silikat bir nesnedir, ancak yüzeyi donmuş bir H2O dış kabuğuna sahiptir. Silikat içini kaplayan toplam su hacmi, Dünya'daki tüm suyu aşıyor. O suyun yüzeyi donmuş. Soru şu: Bu donmuş kabuğun altında ne var? Dibe kadar katı buz mu var yoksa sıvı bir okyanus mu var? Buzlu kabuğun altında sıvı su olduğunu düşünüyoruz, ancak bunu kesin olarak bilmiyoruz. Fikirlerimiz modellere dayanmaktadır ve tüm modeller gibi onlar da daha fazla çalışmaya tabidir.
Europa'da sıvı bir okyanus olduğunu düşünmemizin nedeni, Galileo'daki manyetometre tarafından ölçülen Europa çevresinde indüklenen manyetik alanın davranışından kaynaklanmaktadır. Jüpiter'in muazzam bir manyetik alanı vardır. Sadece Europa'da değil, aynı zamanda Ganymede ve Callisto'da da bir manyetik alan indükler. İndüklenen manyetik alanın davranış şekli, sadece Europa'da değil, aynı zamanda Ganymede ve Callisto'da da yer altı tuzlu sıvı okyanusun varlığı ile tutarlıdır.
Yüzeyin su buzu olduğunu biliyoruz. Çeşitli tuzlar içeren buz olmayan bileşenlerin mevcut olduğunu biliyoruz. Yüzeyin jeolojik olarak işlendiğini biliyoruz: defalarca kırıldı, iyileştirildi, parçalandı. Ayrıca yüzeyde nispeten az sayıda çarpma krateri görüyoruz. Bu, yüzeyin jeolojik olarak genç olduğunu gösterir. Europa bugün jeolojik olarak aktif bile olabilir. Özellikle bir bölgenin görüntüleri, ciddi şekilde parçalanmış bir yüzeyi göstermektedir. Buzlu plakalar parçalandı ve yeni pozisyonlara kaydırıldı. Çatlakların arasından malzeme sızmış, sonra görünüşe göre donmuş ve buranın, daha önce bahsettiğim gelgit ısıtmasından kaynaklanan, yukarı doğru yükselen malzemenin olduğu yerlerden biri olabileceğini düşünüyoruz.
Gezegen bilimlerindeki şeylerin ölçeğini unutmaya meyilliyiz. Ancak bu buzlu bloklar çok büyük. Gelecekteki keşifleri düşündüğümüzde, yüzeye çıkmak ve bazı önemli ölçümler yapmak isteriz. Dolayısıyla bu tür bir araziye inebilecek uzay aracı sistemleri hakkında düşünmek zorundayız. Buzun altından elde edilen malzemeye sahip olabilecek yerler bu yerler olduğu için, keşif için en yüksek önceliğe sahiptir. Yine de, gezegen keşiflerinde sıklıkla olduğu gibi, en ilginç yerler, ulaşılması en zor olan yerlerdir.
Peki ne bilmek isteriz? Birincisi ve en temel olanı “okyanus kavramıdır”. Sıvı su var mı yok mu? Buz kabuğu kalın mı yoksa ince mi? Orada bir okyanus varsa, bu buzlu kabuk ne kadar kalın? Europa'da olası bir sıvı okyanusu keşfetmeyi düşündüğümüzde bunu bilmek çok önemlidir: Okyanusa girmek istiyorsak buzun ne kadar derinine inmeliyiz? Yüzeyin yaşı nedir? “Genç” diyoruz ama bu sadece göreceli bir terim. Binlerce, yüzbinlerce, milyonlarca, hatta milyarlarca yaşında mı? Modeller, çarpma krater frekansına bağlı olarak çağlarda oldukça geniş bir yayılıma izin verir. Bugün orada astrobiyoloji için elverişli olan ortamlar nelerdir? Ve geçmişte ortamlar nelerdi? Aynı mıydılar, yoksa zamanla değiştiler mi? Bu soruların cevapları yeni veriler gerektiriyor.
Galilean uydularını keşfetmeye ilgimizi çeken bir başka şey de onların jeolojik tarihlerini anlamaya çalışmaktır. Bir dereceye kadar, Io'dan Europa'ya, Ganymede ve Callisto'ya kadar gördüğümüz çeşitlilik, sistemi yönlendiren gelgit enerjisi miktarıyla bağlantılı olabilir. Maksimum gelgit enerjisi, Io'da çok baskın olan volkanizmayı yönlendirir. Diğer uçta, Callisto'daki çok az gelgit enerjisi, çarpma kraterleme kaydının korunmasına neden olur. Europa ve Ganymede bu iki uç durum arasındadır.
Jüpiter'in üç buzlu ayının (Europa, Ganymede ve Callisto) toplam yüzey alanı, Mars'ın yüzey alanından daha büyüktür ve aslında, Dünya'nın tüm kara yüzeyine eşdeğerdir. Bu yüzden buzlu Galilean uydularının keşfini tartıştığımızda, ele alınacak çok fazla alan var.
Gelecekteki keşiflere gelince, biraz tarihçeyi paylaşmama izin verin. Üç yıl önce NASA, Prometheus projesini kurdu. Prometheus projesi, bir süredir ciddiye alınmayan nükleer güç ve nükleer tahrikin geliştirilmesini içeriyor. Prometheus projesinde uçulacak ilk görev Jüpiter Icy Moons Orbiter veya JIMO idi. Amaç, Jüpiter sistemi bağlamında üç buzlu ayı keşfetmekti. Çok iddialı bir projeydi. Bu yılın başlarında JIMO iptal edildi. Ama görünüşe göre önümüzdeki yıl Europa için bir jeofizik yörünge aracı için onay gelecek. Bu uzay aracını harekete geçirmek için atılacak ilk adımlar şu anda değerlendiriliyor. Europa, keşif için çok yüksek bir önceliktir ve bu önceliğin bilincinde olarak, bu görevin gerçekleşmesi muhtemeldir.
Europa ile neden bu kadar ilgileniyoruz? Astrobiyoloji hakkında konuştuğumuzda, yaşamın üç bileşenini dikkate alıyoruz: su, doğru kimya ve enerji. Onların varlığı, yaşamın sihirli kıvılcımının gerçekleştiği anlamına gelmez, ancak bunlar yaşam için gerekli olduğunu düşündüğümüz şeylerdir. Ve böylece, özetlediğim gibi, Jüpiter'in üç buzlu uydusu da potansiyel hedeflerdir. Ama Avrupa en yüksek önceliğe sahip çünkü maksimum iç enerjiye sahip görünüyor.
O halde, elbette, önce şunu bilmek isteriz: Bir okyanus var mı, evet mi hayır mı?
Öyleyse, buzlu kabuğun üç boyutlu konfigürasyonu nedir? Organizmaların Arktik buzundaki çatlak ve çatlaklarda yaşayabileceğini biliyoruz. Bu tür çatlakların Europa'da da bulunması muhtemeldir ve astrobiyoloji için yüksek ilgi uyandıran nişler olabilir.
Daha sonra organik ve inorganik yüzey bileşimlerinin haritasını çıkarmak istiyoruz. Yüzeyin heterojen olduğunu bugün var olan verilerde görüyoruz. Yüzeydeki sadece saf buz değil. Buz içermeyen bileşenlerde diğer yerlerden daha zengin görünen bazı alanlar var. Bu malzemeyi haritalamak istiyoruz.
Ayrıca ilginç yüzey özelliklerini haritalamak ve iniş yapanlar da dahil olmak üzere gelecekteki keşifler için en önemli yerleri belirlemek istiyoruz.
O zaman Europa'yı Jüpiter ortamı bağlamında anlamak istiyoruz. Örneğin, Jüpiter'in dayattığı radyasyon ortamı, Europa'daki yüzey kimyasını nasıl etkiler?
Nihayetinde yüzeye çıkmak istiyoruz, çünkü sadece yüzeyden yapabileceğimiz birçok şey var. Galileo misyonundan çok zengin bir veriye sahibiz ve potansiyel Europa misyonundan daha fazlasını elde etmeyi umuyoruz, ancak bunlar uzaktan algılama verileri. Ardından, uzaktan algılama verilerini bağlama yerleştirmek için bazı kritik yer gerçeği ölçümleri yapabilen yüzeye bir iniş aracı almak istiyoruz. Ve böylece bilim topluluğu içinde, Europa ve Jüpiter sistemine yapılacak bir sonraki görevin bir tür iniş paketine sahip olması gerektiğini düşünüyoruz. Ama bu gerçekten olacak mı olmayacak mı, bizi izlemeye devam edin!
Orjinal kaynak: NASA Astrobiyoloji