Perkara yang telah lama disyaki telah disahkan: Bulan Musytari Europa mempunyai air. Seperti yang telah kita pelajari lebih lanjut mengenai Sistem Suria luar dalam beberapa tahun terakhir, Europa telah menjadi sasaran keutamaan tinggi dalam mencari kehidupan. Dengan penemuan ini, NASA baru saja melukis mata merah besar di bulan Galilea terkecil di Musytari.
"Walaupun saintis belum mengesan air cair secara langsung, kami telah menemui perkara terbaik seterusnya: air dalam bentuk wap."
Lucas Paganini, Saintis Planet NASA, Ketua Penyelidik.
Sebelum penemuan ini, para saintis sudah mempunyai beberapa bukti bahawa Europa berpotensi untuk menampung kehidupan. Bulan memiliki permukaan halus dari objek apa pun di Sistem Suria, yang menyebabkan para saintis membuat hipotesis bahawa ia mempunyai air cair di lautan bawah permukaan, yang terus berada di atas beku dengan gelombang pasang dari Musytari. Peregangan pasang surut tidak hanya menyimpan air dalam bentuk cair, tetapi juga membuat pergerakan lempeng ais yang serupa dengan lempeng tektonik di Bumi, menurut hipotesis.
Lebih banyak bukti datang dari mengkaji percikan coklat di permukaan Europa. Para saintis membuat hipotesis bahawa itu adalah bahan kimia dari lautan bawah permukaan yang telah sampai ke permukaan. Ini menunjukkan bahawa dasar laut mungkin berinteraksi dengan permukaan, pertimbangan penting ketika memikirkan kebiasaan.
Penemuan bulu cecair meningkatkan tahap kegembiraan mengenai kemungkinan kebiasaan Europa.
Pada tahun 2012, Hubble menangkap gambar Europa yang menunjukkan apa yang ditafsirkan oleh banyak orang sebagai wap air yang keluar dari celah di permukaan beku, yang mencapai ketinggian sekitar 200 km (120 batu). (Sebagai perbandingan, Gunung Everest hanya setinggi 8.8 km.) Pada tahun 2016, terdapat lebih banyak bukti dari Hubble yang mencadangkan bulu.
Kapal angkasa Galileo NASA mengesan gangguan di medan magnet Musytari dekat Europa pada waktu kapal angkasa itu di Jupiter, dari 1995 hingga 2003. Para saintis mengaitkan gangguan tersebut dengan lautan masin yang mungkin wujud di bawah permukaan beku bulan, kerana lautan masin dapat mengalirkan elektrik.
Juga, kapal angkasa Galileo mendekati 206 km (128 mil) ke permukaan Europa pada tahun 1997 dan beberapa penyelidik mencadangkan ia benar-benar terbang melalui bulu.
Tetapi dalam semua data itu, tidak ada penemuan pasti air. Sekarang sudah berubah.
"Pengenalan langsung wap air pertama di Europa ini adalah pengesahan kritikal terhadap pengesanan asal spesies atom kita ..."
Lorenz Roth, Ahli astronomi dan ahli fizik, Institut Teknologi Diraja KTH di Stockholm, pengarang bersama.
Satu pasukan saintis yang diketuai oleh Lucas Paganini, seorang saintis planet NASA, telah menerbitkan sebuah makalah yang mengumumkan penemuan air di Europa. Makalah ini bertajuk "Pengukuran wap air di tengah-tengah persekitaran yang sepi di Europa." Ia diterbitkan pada 18 November di jurnal Nature.
Dalam siaran pers, Paganini mengatakan, “Unsur-unsur kimia penting (karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, dan sulfur) dan sumber tenaga, dua dari tiga keperluan hidup, terdapat di seluruh tata surya. Tetapi yang ketiga - air cair - agak sukar dijumpai di luar Bumi. Walaupun saintis belum mengesan air cair secara langsung, kami telah menemui perkara terbaik seterusnya: air dalam bentuk wap. "
Paganini dan saintis lain mengatakan bahawa mereka mengesan cukup air untuk mengisi kolam renang berukuran Olimpik dalam beberapa minit; kira-kira 2360 kg / saat (5202 lbs / saat.) Mereka juga melaporkan bahawa air jarang muncul. "Bagi saya, perkara menarik mengenai kerja ini bukan hanya pengesanan langsung air pertama di atas Europa, tetapi juga kekurangannya dalam had kaedah pengesanan kami."
Hasilnya berpunca dari memerhatikan masa dengan W.M. Balai Cerap Keck di Hawaii. Sepanjang 17 malam pengamatan pada tahun 2016 dan 2017, pasukan ini menemui isyarat wap air yang samar-samar sekali sahaja. Wap itu dikesan di hemisfera terkemuka Europa ketika mengorbit Musytari. (Europa terkunci secara pasang ke Musytari, sama seperti Bulan ke Bumi.)
Air memancarkan cahaya inframerah dalam frekuensi tertentu ketika berinteraksi dengan sinaran matahari. Dengan menggunakan spektrograf pada teleskop Keck, para saintis mengukur komposisi kimia di hemisfera terkemuka Eropah.
"Pengenalan langsung wap air pertama di Europa ini merupakan pengesahan kritikal terhadap pengesanan asal spesies atom kami, dan ini menyoroti kelangkaan bulu-bulu besar di dunia yang berais ini," kata Lorenz Roth, ahli astronomi dan ahli fizik dari KTH Royal Institute of Teknologi di Stockholm yang mengetuai kajian Hubble 2013 dan merupakan pengarang bersama penyelidikan baru-baru ini.
Roth merujuk kepada pengesanan komponen-komponen yang membentuk air yang terdapat di atas Europa. Walaupun menarik, itu tidak sama dengan mencari air. Untuk mencari air, pasukan harus menggunakan Balai Cerap Keck dan spektrografnya, kerana tidak ada kapal angkasa yang saat ini memiliki kemampuan untuk mengesan air.
Menentukan bahawa air bukan komponen air tidak mudah, terutama dari Bumi. Pasukan di belakang kajian ini harus bersaing dengan air di atmosfer Bumi, dan untuk melakukan itu mereka bergantung pada pemodelan matematik dan pemodelan komputer yang kompleks.
Pasukan yakin dengan hasilnya, walaupun mereka mengakui bahawa misi ke Europa diperlukan untuk benar-benar memahami bulan.
"Kami melakukan pemeriksaan keselamatan dengan tekun untuk menghilangkan kemungkinan pencemaran dalam pemerhatian di darat," kata Avi Mandell, seorang saintis planet Goddard di tim Paganini. "Tetapi, akhirnya, kita harus lebih dekat dengan Europa untuk melihat apa yang sebenarnya berlaku."
Mudah-mudahan, para saintis - dan kita semua - tidak perlu menunggu terlalu lama untuk mendapatkan jawapan yang lebih pasti bagi banyak persoalan di Europa. Europa Clipper dipindahkan ke tahap reka bentuk terakhir pada bulan Ogos 2019, dan akan dilancarkan pada pertengahan 2020. Ia akan membawa seluruh instrumen untuk menyelidiki misteri Europa. Yang paling menggembirakan mungkin adalah radar yang menembusi tanah. Ia mungkin melihat melalui es dan mengesahkan adanya lautan bawah permukaan sekali dan selamanya.
Seolah-olah pengorbit tidak mencukupi, ada juga perbincangan mengenai pendarat Europa.
Pada tahun 2019, Kongres menghadiahkan NASA $ 195 juta untuk melihat pengembangan lander sebagai sebahagian daripada misi Clipper. NASA tidak pernah meminta wang itu, mungkin sebahagiannya kerana permukaan Europa adalah persekitaran yang sukar untuk didarat. Mungkin Kongres tahu bahawa pendaratan menarik banyak kepentingan awam.
Sudah tentu, bukan hanya persekitaran permukaan Europa yang bermasalah. Sinaran di sekitar Musytari sangat melampau, dan untuk berjaya, Europa Clipper harus mengikuti orbit elips lebar, hanya mendekati Europa untuk jangka waktu tertentu, sebelum mundur ke keselamatan. Ini adalah bagaimana kapal angkasa Juno NASA bersaing dengan radiasi Musytari.
Walaupun begitu, Clipper dapat secara langsung membayangkan sebarang bulu, dan juga mencontohkannya dengan spektrometer jisimnya. Ia juga dapat menyiasat permukaannya dengan lebih terperinci daripada sebelumnya.
Kita harus bersabar sekalipun. Juno mengambil masa lima tahun untuk mencapai Musytari. Sekiranya misi Europa Clipper dilancarkan pada pertengahan tahun 2020-an, kami tidak akan mendapat hasil sains sehingga tahun 2030 atau lebih baru.
Lagi:
- Siaran Akhbar: Saintis NASA Mengesahkan Wap Air di Europa
- Kertas Penyelidikan: Pengukuran wap air di tengah persekitaran yang sepi di Europa
- Video Majalah Angkasa: Meneroka Bulan Musytari Musytari. Europa Clipper NASA dan ESA's JUICE
