Ímyndaðu þér fullkomna íseyðimörk. Undir fótum hefur þú margra kílómetra þykka ískápu en sums staðar myndast sprungur í ísinn og upp úr þeim þeytast strókar mörg hundruð kílómetra út í geiminn.
Hér er nánast ekkert andrúmsloft sem lífverur gætu nýtt sér og hvergi er að sjá þau ummerki plantna, trjáa eða stöðuvatna sem við tengjum gjarnan við líf hér á jörðinni.
Þannig eru aðstæður á tunglinu Evrópu sem snýst um Júpíter, stærstu reikistjörnu sólkerfisins.
Spyrji maður hins vegar hvort einhverjum gæti dottið í hug að leita hér að lífverum svara stjörnufræðingarnir hiklaust játandi.
„Það er virkilega áhugavert að kanna Evrópu, því undir íshellunni er tvöfalt meira vatn en í höfum jarðarinnar samanlagt,“ útskýrir John Leif Jørgensen prófessor.
Hann starfar hjá DTU Space í Danmörku en fyrirtækið smíðaði myndavélarnar sem einmitt núna eru á hringsóli kringum Júpíter.
Það er virkilega áhugavert að kanna Evrópu, því undir íshellunni er tvöfalt meira vatn en í höfum jarðarinnar samanlagt.
John Leif Jørgensen prófessor, DTU Space
Ventilgalli breytti brautinni
Juno-geimfarið er á stærð við lítinn fólksbíl og nefnt eftir gyðjunni Juno sem var gift æðsta guði Rómverja, Júpíter. Geimfarinu var skotið á loft 5. ágúst 2011 og eftir nærri fimm ára ferðalag var það komið til Júpíters.
En þegar átti að hægja á Juno úr um 250.000 km hraða munaði minnstu að ventilgalli yrði til þess að sprengja geimfarið. Verkfræðingar NASA prufuðu þó ventilinn áður en eldflaugahreyfillinn var ræstur.
Juno er á stærð við smábíl og með 9 metra sólþiljur sem skaffa tækjunum straum.
Þessi galli olli því að menn neyddust til að hverfa frá upphaflegri áætlun um braut mun nær Júpíter.
Juno átti upphaflega að fara eina hringferð um Júpíter á hverjum 53 dögum og fara síðan enn neðar og á 14 daga braut það sem eftir væri. Svo nálæg braut hefði þýtt styttri biðtíma milli vísindalegra mælinga.
En vegna ventilgallans var ákveði að halda sig við 53 daga brautina yfir póla þessarar risaplánetu. Það er þessi vegferð sem nú hefur komið Juno að þeim stað þar sem mestar líkur eru taldar á að finna líf í sólkerfinu utan jarðarinnar.
Júpíter bræðir ísinn
Tilgangur verkefnisins var fyrst og fremst að kanna Júpíter. Með myndavélinni JunoCam hefur Juno m.a. tekið fyrstu myndirnar af norðurpól gasrisans og tæki um borð hafa mælt segulsvið plánetunnar.
Júpíter snýst svo hratt um sjálfan sig að hver sólarhringur tekur aðeins 9,5 tíma. Á svo miklum hraða bungar hnötturinn dálítið út við miðbaug og einmitt í því liggur skýringin á því að svo gaddfreðið tungl sem Evrópa geti búið yfir fljótandi vatni.
Evrópa er tiltölulega nálægt Júpíter. Fjarlægðin er um 671.000 km eða tæplega tvöföld fjarlægð tunglsins okkar frá jörðu. Þyngdarafl Júpíters þrengir að Evrópu svipað og ef við klemmum vax milli tveggja fingra.
Virkur hnöttur með íshellu
Evrópa, tungl Júpíters, er lagskiptur hnöttur. Milli innri kjarnans og íshellunnar á yfirborðinu er 150 km djúpt vatnshaf skapað af aðdráttarafli Júpíters.
30 km þykk ískápa
Gufuhvolfið á Evrópu er þunnt og í því aðallega súrefni. Hitastig við yfirborð er um -160 °C sem skapar 3-30 km ískápu sem hlífir mögulegum lífverum gegn geislun úr geimnum.
Risastórt haf gjálfrar undir íshellunni
Vatnsgos verða upp um rifur á ísnum. Vísindamenn telja að þá gjósi úr hafinu sem þeir álíta að gæti verið 150 km djúpt. Samkvæmt útreikningum er vatnsmagnið um tvöfalt á við vatnið í öllum úthöfum jarðar.
Heitur kjarni heldur hita á vatninu
Evrópa er 3.122 km í þvermál og því örlitlu smærri hnöttur en tunglið okkar. Innst eru trúlega járnkjarni og utan við hann möttull úr bráðnu bergi sem ásamt þyngdaráhrifum Júpíters heldur vatninu í fljótandi formi.
Virkur hnöttur með íshellu
Evrópa, tungl Júpíters, er lagskiptur hnöttur. Milli innri kjarnans og íshellunnar á yfirborðinu er 150 km djúpt vatnshaf skapað af aðdráttarafli Júpíters.
30 km þykk ískápa
Gufuhvolfið á Evrópu er þunnt og í því aðallega súrefni. Hitastig við yfirborð er um -150 °C sem skapar 3-30 km ískápu sem hlífir mögulegum lífverum gegn geislun úr geimnum.
Risastórt haf gjálfrar undir íshellunni
Vatnsgos verða upp um rifur á ísnum. Vísindamenn telja að þá gjósi úr hafinu sem þeir álíta að gæti verið 150 km djúpt. Samkvæmt útreikningum er vatnsmagnið um tvöfalt á við vatnið í öllum úthöfum jarðar.
Heitur kjarni heldur hita á vatninu
Evrópa er 3.122 km í þvermál og því örlitlu smærri hnöttur en tunglið okkar. Innst eru trúlega járnkjarni og utan við hann möttull úr bráðnu bergi sem ásamt þyngdaráhrifum Júpíters heldur vatninu í fljótandi formi.
Þetta losar svo mikla orku að ísinn í iðrum Evrópu bráðnar og verður að risavöxnu fljótandi hafi. Uppsprettur á hafsbotni gætu séð fyrir meiri hita og söltum sem eykur líkurnar á lífi.
Dansar ballett við tunglin
Útbungun Júpíters við miðbaug gegnir líka tilteknu hlutverki varðandi það að Juno skyldi komast svo nálægt Evrópu.
Til að koma geimfarinu til skiptis nálægt og fjarri Júpíter er braut geimfarsins höfð mjög sporöskjulaga.
Aðferðin var valin vegna þess við Júpíter eru risastór geislunarbelti með um 10.000 sinnum sterkari geislun en á jörðinni og þau myndu með tímanum eyðileggja tæki og tölvur um borð.
Sporöskjubrautin leiðir af sér að Juno „dýfir tánum“ stundum í geislunarbeltin og gerir um leið mælingar í mikilli nánd við Júpíter en í hinum enda brautarinnar fá tækin frið til að jafna sig.
Útbungunin breytir þó brautinni smám saman og um mitt ár 2021 lá leið Junos fram hjá Ganymedesi sem er stærsta tungl sólkerfisins.
Þótt aðalhreyfillinn væri úr notkun tókst að nýta 12 smærri hreyfla og þyngdarafl Ganymedesar til að stytta hringferðartímann um Júpíter úr 53 í 43 daga og um leið var stefnunni breytt þannig að leiðin lægi síðar fram hjá Evrópu í um 400 kílómetra hæð.
Og nú hefur Juno sem sagt tekist að ná myndum og gera mælingar á þessum íshnetti.
Juno færist nær Júpíter
Upphaflega átti Juno-leiðangrinum að ljúka 2018 en verkefnið hefur tvisvar verið framlengt til að koma geimfarinu nær Júpíter og tunglunum Ganymedesi, Evrópu og Io.
1. Juno byrjar á Júpíter
Juno hefur hringferðir sínar um Júpíter eftir mjög sporöskjulaga braut með 53 daga hringferðartíma. Brautin er höfð þannig til að geimfarið sé ekki lengi í einu í skaðvænlegum geislunarbeltum plánetunnar en þau gætu eyðilagt tækjabúnaðinn um borð.
2. Risatungl breytir brautartímanum
Með því að fljúga skammt frá Ganymedesi, stærsta tungli sólkerfisins, styttist brautartíminn kringum Júpíter í 43 daga. Samtímis var stefnunni breytt þannig að Juno færi þétt upp við ístunglið Evrópu í lok september 2022.
3. Evrópa þeytir Juno áfram
Þegar Juno fór fram hjá Evrópu í svipaðri hæð og ISS geimstöðin er yfir jörðu, breytti þyngdaraflið brautinni aftur og umferðartíminn er nú kominn niður í 38 daga. Stefnan gerir mögulegt að komast til Io 2023 og 2024.
Þyngdarafl Evrópu var í leiðinni notað til að stytta hringferðartímann niður í 38 daga og sú braut leiðir Juno í nánd við hið jarðvirka tungl Io.
„Flughæðin yfir Evrópu er ákvörðuð með tilliti til þess að geimfarið fari einnig fram hjá Io. Það má segja að Juno sé þannig að dansa ballett við tunglin og spari eldsneyti um leið,“ segir John Leif Jørgensen.
Hve oft myndast sprungur?
Fyrirfram gerðu menn sér vonir um að e.t.v. myndu nást myndir af gosi upp úr sprungu. NASA hefur enn sem komið er aðeins birt allra fyrstu myndirnar, enda tekur tíma að ná þessum myndum heim og greina þær.
En hvort sem gos á eftir að greinast á myndum eða ekki er ljóst að nærmyndir verða skýrari en nokkru sinni fyrr.
„Við vitum ekki hversu oft sprungur myndast í ískápunni en við vitum að þær spúa strókum nokkur hundruð kílómetra í loft upp, líkt og vatnsbunur sem ná mikilli hæð. Það var heppni að ná gosmyndum á Enceladusi (ístungli við Satúrnus, ritstj.) í Cassinileiðangrinum og það væri gaman að sjá slíkar myndir frá Evrópu,“ segir John Leif Jørgensen.
Í Janúar 2022 náði Juno þessari mynd af hluta af upplýstri hlið tröllsins Júpíters þar sem tunglin Evrópa og Io sjást líka.
Cassini-geimfarið fór lágt yfir gos á Enceladusi 2008-2009 og í strókunum mældust lífrænar sameindir, mögulega amínósýrur sem eru grunneiningar lífvera.
Sams konar sameindir kynnu að finnast á Evrópu. Hvort líf leynist þar í hafinu mun þó tæpast koma í ljós fyrr en í fyrirhuguðum leiðöngrum, svo sem JUICE eða Europa Clipper sem eiga að fara enn nær Evrópu í lok þessa áratugar. John Leif Jørgensen segir það þó munu koma á óvart ef engin lífsmörk finnast á Evrópu.
„Já, ég yrði hissa. Á Evrópu eru öll nauðsynleg lífsskilyrði og það eru meiri líkur á lífi þar en á Mars,“ segir hann.
Og finnist líf á Evrópu – jafnvel þótt það sé aðeins greinanlegt í smásjá – verður það merkasta uppgötvun sögunnar.
Þar með tækist að sanna að við séum ekki ein í alheiminum.
