Jüpiter’in buzlu uydusu Europa, sondalarının sistemden geçmesinden bu yana bir hayranlık kaynağı olmuştur. Ay’ın “kaos alanı”, indüklenen manyetik alanı ve yüzey bulutları da dahil olmak üzere çok sayıda kanıta dayanarak, bilim adamları Europa’nın iç kısmında derin bir okyanus olduğu sonucuna varıyorlar. Dahası, çekirdek-manto sınırında (çekirdeğindeki gelgit esnemesi sayesinde) hidrotermal aktivite yaşadığına dair güçlü kanıtlar var. Bu, Europa’nın iç okyanusunun yaşamı destekleyebileceğini gösteriyor.
Şu anda, yörüngeden yüzeyini araştırmak ve bu okyanusta yaşam içerip içermediğini belirlemek için iki görev Europa’ya doğru gidiyor: ESA’nın Jüpiter Buzlu Ay Kaşifi (JUICE) ve NASA’nın Europa Clipper. Bu misyonlarda biyolojik imzalara ilişkin potansiyel kanıtlar bulunursa, bilim insanları buzlu yüzeyi ve iç kısmı keşfetmek için Europa Lander ve Deeper Access, Deeper Understanding (DADU) denizaltısı gibi takip misyonları göndermeyi umuyorlar.
Ne yazık ki, Rutgers Üniversitesi bilim insanı Lujendra Ojha tarafından yürütülen yeni çalışması , bu okyanusa ulaşmanın önceden düşünülenden daha zor olabileceğini gösteriyor. Ojha, Rutgers Sanat ve Bilim Okulu‘dan doçenttir. Kendisine Johns Hopkins Üniversitesi’nden Yardımcı Araştırma Bilimcisi Ankit Barikve Dartmouth College Thayer Mühendislik Okulu’ndan gezegen bilimcisi Jacob Buffokatıldı. Çalışmaları yakın zamanda Nature Astronomydergisinde yayınlandı.
Bu çizim, kalın bir buz örtüsü ve derin bir okyanusla Europa’nın iç kısmının nasıl görünebileceğini göstermektedir. Buzlu kabukta su birikintileri bulunabilir ve deniz tabanında hidrotermal menfezler bulunabilir. Resim Kredisi: NASA/JPL-Caltech
Europa’nın iç okyanusuna ulaşmak için en umut verici seçeneklerden biri, buz tabakasındaki olası rezervlere ulaşmak için yüzey buzundaki çatlaklara ulaşmaktır. Bu tür rezervuarların mevcut olması, gelecekteki görevlerin alttaki okyanustan örnekleri tespit etmesini ve/veya almasını çok daha kolaylaştıracaktır. Bu teoriyi test etmek için Ojha ve meslektaşları bilgisayar simülasyonları kullanarak Europa’nın iç okyanusundan gelen sıvı suyun buzdaki çatlaklardan çıkıp yüzeye daha yakın sığ rezervuarlarda toplanıp toplanamayacağını test etti.
Ancak bu rezervuarlar okyanusa bağlı değilse Europa’nın iç kısmında neler olup bittiğine dair ipucu sağlayamayabilirler. Ojha ve ekibi, teorik olarak okyanustan gelen suyun yüzeye doğru yükselmesine izin verebilecek dar çatlaklara veya kırıklara (seddeler) odaklandı. Bu, Europa’da ve Güneş Sistemi’ndeki diğer birçok buzlu uyduda (Ceres, Enceladus, Titan ve Triton) meydana gelen kriyovolkanizma ile tutarlıdır. Bununla birlikte, kayalık mantodaki çatlaklardan yükselen magma yerine, sıvı suyun buzun içinden hareket etmesi söz konusu.
Sonuçlar, derin okyanustan sığ yüzey buzuna giden yolun muhtemelen bilim adamlarının düşündüğünden çok daha zor olduğunu gösterdi. Önceki çalışmalarda kullanılan modeller genellikle Europa’nın buzundan yükselen suyun nispeten düzenli bir şekilde hareket ettiğini varsayıyordu. Ancak Rutgers simülasyonları, suyun buzdaki çatlaklar boyunca türbülanslı bir şekilde hareket etme olasılığının daha yüksek olacağını ve buz duvarlarıyla temas ettiğinde ısı kaybedeceğini öne sürüyor. Su soğudukça buz kristalleri oluşup birikerek yolu tıkayabilir.
Ojha, “Yukarı çıkacak bu su çalkantılı olacak” dedi. “Sola ve sağa olacak, yukarı ve aşağı olacak, dönme hareketi yapacak. Ve bu gerçekleştiğinde, sıvı su yüzeye yaklaştıkça çok çok hızlı soğuyacak.” Simülasyonlar, bu koşullar altında dar çatlakların birkaç saat içinde donabileceğini gösterdi. İdeal koşullar altında, daha geniş çatlaklar yüzeye çok fazla su taşıyabilir, ancak türbülans bu senaryoların olasılığını çok daha azaltır.
Sanatçının Europa Clipper misyonu konsepti. NASA bu görevi 2020’lerde başlatmayı planlıyor. Kredi: NASA/JPL
Kısacası, yüzeyin altındaki rezervuarlara yeterli su iletebilmek için Avrupa’nın kabuğunun son derece uzun veya bol olması gerekir. Sonuçlar, eğer sığ rezervuarlar mevcutsa, bunların okyanustan yükselmek yerine bölgesel ısınma ve erime yoluyla oluşmuş olabileceğini gösteriyor. Ojha’nın özetlediği gibi:
Çözmek istediğimiz gizem, bu yolculuğun gerçekten mümkün olup olmadığıydı. Sıvı su, Europa’nın derin okyanusundan yüzeye doğru donmadan yükselebilir mi? Buzlu bir kabuk var, altında su var ve bu suyun yerin derinliklerinden nasıl gelip yolda donmadan yukarıya kadar çıkabileceğine dair tüm spekülasyonlar var. Gerçekten de çürüttüğümüzü düşündüğümüz şey bu.
Ay yüzeyinin altında rezervuarlar mevcutsa, bunlar Europa okyanusundan gelen suyu içermeyebilir ve yerel olarak kabuktaki buzun erimesinden oluşmuş olabilir. Bu bulguların, sırasıyla Temmuz 2031 ve Nisan 2030’da Jüpiter’in çevresine ulaşması planlanan JUICE ve Europa Clipper da dahil olmak üzere, Avrupa’nın gelecekteki keşifleri için önemli sonuçları var. Bu görevlerin, Avrupa’nın buzlu kabuğu ve yüzey bileşimi hakkında daha ayrıntılı bir görünüm sağlaması ve sığ rezervuarların var olup olmadığını ve bunların nasıl yapılandırıldığını belirlemesi bekleniyor.
Ojha, “Çalışmamız Europa’nın buz kabuğunun okyanus ile yüzey arasında önceden varsayıldığından daha güçlü bir bariyer olabileceğini gösteriyor” dedi. “Bu, gelecekteki misyonların bulduklarını yorumlamalarına ve yaşanabilirlik işaretlerini nerede arayacaklarını daha iyi anlamalarına yardımcı oluyor.”
İlave Okumalar: ,
Kaynak: Universe Today
