Temuan mengejutkan dari Juno

Pemandangan bulan es Jupiter, Europa, ditangkap oleh gambar JunoCam di atas wahana Juno milik NASA selama penerbangan jarak dekat misi tersebut pada tanggal 29 September 2022. Wahana Europa Clipper milik badan tersebut akan mempelajari bulan tersebut ketika mencapai orbit di sekitar Jupiter pada tahun 2030. Kredit: NASA/ JPL-Caltech /SwRI/MSSS, Kevin M. Gill CC BY 3.0

Bulan Jovian yang tertutup es menghasilkan 1.000 ton oksigen setiap 24 jam – cukup untuk satu juta orang bernapas selama sehari.

Para ilmuwan dari misi Juno NASA ke Jupiter telah menghitung bahwa laju produksi oksigen di bulan Jovian, Europa, jauh lebih rendah dibandingkan kebanyakan penelitian sebelumnya. Diposting pada 4 Maret di Astronomi alamTemuan ini diperoleh dengan mengukur pelepasan hidrogen dari permukaan bulan es menggunakan data yang dikumpulkan oleh instrumen Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) milik wahana tersebut.

Penulis makalah tersebut memperkirakan jumlah oksigen yang dihasilkan sekitar 26 pon per detik (12 kilogram per detik). Perkiraan sebelumnya berkisar dari beberapa pon hingga lebih dari 2.000 pon per detik (lebih dari 1.000 kilogram per detik). Para ilmuwan percaya bahwa sebagian oksigen yang dihasilkan dengan cara ini dapat masuk ke lautan bawah permukaan bulan sebagai sumber energi metabolisme.

Potensi kehidupan di Eropa

Dengan diameter khatulistiwa sebesar 1.940 mil (3.100 kilometer), Europa adalah bulan terbesar keempat dari 95 bulan Jupiter yang diketahui dan bulan terkecil dari empat bulan Galilea. Para ilmuwan percaya bahwa lautan air asin yang luas tersembunyi di bawah kerak esnya, dan mereka bertanya-tanya apakah ada kondisi yang mendukung kehidupan di bawah permukaan.

Perhatian para ahli astrobiologi tidak hanya tertuju pada air: posisi bulan Jovian juga berperan penting dalam kemungkinan biologis. Di orbit Europa, ia terletak tepat di tengah-tengah sabuk radiasi raksasa gas tersebut. Partikel bermuatan atau terionisasi dari Jupiter membombardir permukaan es dan membelah molekul air menjadi dua, menciptakan oksigen yang dapat menemukan jalannya ke lautan bulan.

Gambar ini menunjukkan partikel bermuatan dari Jupiter menghantam permukaan Europa, memecah molekul air beku menjadi molekul oksigen dan hidrogen. Para ilmuwan percaya bahwa sebagian dari gas oksigen yang baru terbentuk ini dapat bermigrasi menuju lautan bawah permukaan bulan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Ucapan Terima Kasih: NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU

“Eropa ibarat bola es yang perlahan-lahan kehilangan air dalam arus yang mengalir. Kecuali dalam kasus ini, aliran tersebut adalah cairan partikel terionisasi yang mengalir di sekitar Jupiter dalam medan magnetnya yang luar biasa,” kata ilmuwan JADE Jamey Szalay dari Universitas Princeton di New Jersey. “Ketika partikel terionisasi ini menghantam Europa, mereka memecah molekul es air demi molekul di permukaan untuk membentuk hidrogen dan oksigen. Bisa dibilang, seluruh lapisan es terus menerus terkikis oleh gelombang partikel bermuatan yang bergulir ke atasnya.”

Intersepsi pemboman

Ketika Juno terbang dalam jarak 220 mil (354 kilometer) dari Europa pada pukul 14:36 ​​PDT pada tanggal 29 September 2022, JADE mengidentifikasi dan mengukur ion hidrogen dan oksigen yang tercipta dari pemboman partikel bermuatan dan kemudian “ditangkap” oleh medan magnet Jupiter. . bidang saat menyapu melewati bulan.

“Ketika misi Galileo NASA terbang melintasi Europa, hal ini membuka mata kita terhadap interaksi kompleks dan dinamis yang dimiliki Europa dengan lingkungannya. Juno menghadirkan kemampuan baru untuk mengukur secara langsung komposisi partikel bermuatan yang dikeluarkan dari atmosfer Europa, dan kami tidak sabar untuk mengintip lebih jauh di balik tirai dunia air yang menarik ini,” kata Szalay. “Tetapi kami tidak menyadari bahwa pengamatan Juno akan memberi kita batasan yang ketat mengenai jumlah oksigen yang dihasilkan di permukaan es Europa.”

Juno membawa 11 instrumen sains canggih yang dirancang untuk mempelajari sistem Jovian, termasuk sembilan sensor partikel bermuatan dan gelombang elektromagnetik untuk mempelajari magnetosfer Jupiter.

“Kemampuan kami untuk terbang dekat dengan satelit Galilea selama misi kami yang diperluas telah memungkinkan kami untuk mulai menangani ilmu pengetahuan secara menyeluruh, termasuk beberapa peluang unik untuk berkontribusi pada penelitian kelayakhunian Europa,” kata Scott Bolton, peneliti utama Juno di Southwest Research Lembaga. di San Antonio. “Dan kita belum selesai. Penerbangan lebih lanjut ke Bulan dan eksplorasi pertama cincin terdekat Jupiter dan atmosfer kutub masih belum terjadi.”

Produksi oksigen adalah salah satu dari banyak aspek yang akan diselidiki oleh misi Europa Clipper NASA ketika tiba di Jupiter pada tahun 2030. Misi tersebut memiliki sembilan instrumen sains canggih untuk menentukan apakah Europa memiliki kondisi yang cocok untuk kehidupan.

Kini Bolton dan tim misi Juno lainnya mengarahkan pandangan mereka ke dunia Jovian lainnya, bulan Io yang diselimuti gunung berapi. Pada tanggal 9 April, pesawat ruang angkasa itu akan berada dalam jarak sekitar 16.500 kilometer dari permukaannya. Data yang dikumpulkan Juno akan menambah temuan dari penerbangan lintas Io sebelumnya, termasuk dua pendekatan yang sangat dekat pada jarak sekitar 932 mil (1.500 kilometer) pada 30 Desember 2023 dan 3 Februari 2024.

Referensi: “Produksi oksigen dari disosiasi es air Europa” oleh JR Szalay, F. Allegrini, RW Ebert, F. Bagenal, SJ Bolton, S. Fatemi, DJ McComas, A. Pontoni, J. Saur, HT Smith, DF Strobel, SD Vance, A. Vorburger, dan RJ Wilson, 4 Maret 2024, Astronomi Alam.
DOI: 10.1038/s41550-024-02206-x

Laboratorium Propulsi Jet NASA, sebuah divisi dari Caltech di Pasadena, California, mengelola misi Juno untuk peneliti utama Scott Bolton dari Southwest Research Institute di San Antonio. Juno adalah bagian dari Program Perbatasan Baru NASA, yang dikelola di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA di Huntsville, Alabama untuk Direktorat Misi Sains badan tersebut di Washington. Badan Antariksa Italia (ASI) mendanai Pemeta Auroral InfraRed Jovian. Lockheed Martin Space di Denver membangun dan mengoperasikan pesawat ruang angkasa.