Jupiters radioemissioner kunne afsløre havene på dets iskolde måner, siger planetariske geologer

Blandt de mest spændende destinationer i solsystemet er Jupiters iskolde måner Europa, Ganymedes og Callisto. Mens overfladetemperaturen på disse kroppe er kølige -160 °C, mener astronomer, at de alle skjuler oceaner af flydende vand under deres iskolde overflader. Det rejser den spændende mulighed for, at disse måner har alle de ingredienser, der kræves for livet.

Så det er ingen overraskelse, at astronomer ønsker at se nærmere på disse steder og i sidste ende besøge og prøve vandet, der ligger under. Men før det kan ske, skal de måle og karakterisere havene for bedre at forstå deres størrelse, sammensætning og potentiale for liv.

Et vigtigt spørgsmål er derfor, hvordan man bedst gør dette.

I dag får vi et slags svar takket være Andrew Romero-Wolfs og venners arbejde på Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. Disse fyre har fundet på en ny måde at måle den indre struktur af disse oceaner ved hjælp af en slags jordgennemtrængende radarsystem.

Det interessante ved deres forslag er, at det er enormt robust og relativt billigt, fordi radiobølgerne vil blive leveret af Jupiter selv, en af ​​de mest støjende radiokilder i solsystemet.

Jordgennemtrængende radar virker ved at sende radiobølger ind i Jorden og lytte efter refleksioner fra grænserne mellem lag og endda fra nedgravede genstande. Forudsat at den er følsom nok, skulle denne mekanisme let kunne se grænserne mellem is og vand mellem vand og sten.

Det er faktisk blevet brugt på forskellige missioner for bedre at forstå andre planeter, såsom det europæiske rumagenturs Mars Express-sonde og Mars Reconnaissance Orbiter bygget af Jet Propulsion Laboratory.

Jo stærkere radaren er, jo større information kan den selvfølgelig sende tilbage. Og deri ligger et problem. Strøm er en begrænset ressource på enhver rummission, især en til Jupiter, hvor dens afstand fra solen dramatisk begrænser mængden af ​​tilgængelig solenergi.

Indtast Romero-Wolf og venner. Disse fyre påpeger, at Jupiter i sig selv er en kraftig udsender af radiobølger med præcis de ti meter eller dekameter bølgelængde, som er nyttig til jordgennemtrængende radar. Faktisk er Jupiters emissioner ved disse bølgelængder omkring 3.000 gange stærkere end den galaktiske baggrund. Dette har givet dem ideen til en ny tilgang til problemet.

Deres idé er at placere en sonde mellem Jupiter og dens mål, f.eks. Europa. Denne sonde lytter efter radiosignaler, der genereres af planeten, når de går mod månen. Den lytter derefter efter eventuelle refleksioner fra månens indre struktur.

Planetgeologer tilbage på Jorden kan derefter bruge denne information til at bygge et detaljeret billede af månens struktur og eventuelle oceaner, den måtte skjule. Et instrument placeret mellem den iskolde måne og Jupiter kunne prøve den [dekametriske radio] emission sammen med dens ekkoer reflekteret i islaget på målmånen, siger de.

Den store fordel ved denne idé er, at den er fuldstændig passiv - rumfartøjet behøver ikke at generere nogen radiobølger overhovedet, kun for at lytte efter dem. Det forenkler designet, reducerer omkostningerne og øger chancerne for succes, da der er mindre, der kan gå galt. Den passive karakter af denne teknik tjener som risikoreduktion i tilfælde af radarsenderfejl, siger de.

Der er selvfølgelig udfordringer. En af dem er, at Jupiters emission af dekameter radiobølger er meget kompleks og variabel.

Disse bølger genereres af ladede partikler, der bevæger sig gennem planetens magnetfelt. De genererer radiobølger med frekvenser på mellem 10 og 40 MHz. Og de er meget retningsgivende. På Jorden opdager vi kun denne stråling, når visse dele af Jupiter vender mod os, hvilket antyder, at disse partikler fortrinsvis er fanget i visse dele af feltet.

Hvad mere er, er disse radioemissioner stærkt påvirket af samspillet mellem Jupiters magnetfelt og dets satellitter, især Io. Solen spiller også en rolle, fordi dens magnetfelt også interagerer med Jupiters. Det skaber en kompleks blanding.

Meget af denne variation kan kompenseres for af designet af missionen, som måler radiobølgerne på vej til månen samt reflekserne på vej tilbage. Ikke desto mindre vil kompleksiteten af ​​dette scenarie give noget interessant underholdning for dataanalytikerne.

Det er en interessant idé, ikke mindst på grund af dens potentiale til at sænke omkostningerne ved en fremtidig mission. Det europæiske rumagentur planlægger i øjeblikket en mission kaldet Jupiter Icy Moon Explorer eller JUICE, der skal sendes til det jovianske system i 2022. NASA har mindre veludviklede planer. Det burde være muligt for begge agenturer at udnytte denne idé.

På den ene eller anden måde burde vi have en meget bedre idé om arten af ​​vanddybderne på disse kroppe engang i 2030'erne.

Ref: arxiv.org/abs/1404.1876 : En passiv sonde for underjordiske oceaner og flydende vand i Jupiters iskolde måner

skjule