NASA's Hubble Space Telescope waarnemingen van Jupiter's ijzige maan Europa hebben de aanwezigheid van aanhoudende waterdamp onthuld maar, mysterieus genoeg, slechts in één halfrond. Europa herbergt een enorme oceaan onder zijn ijzige oppervlak, die mogelijk geschikt is voor leven. Dit resultaat vergroot het inzicht van astronomen in de atmosferische structuur van ijzige manen en legt de basis voor geplande wetenschappelijke missies naar het Joviaanse stelsel, onder andere om te onderzoeken of een omgeving op een halve miljard kilometer van de zon leven kan herbergen.
Eerdere waarnemingen van waterdamp op Europa werden in verband gebracht met uitbarstende pluimen door het ijs, zoals gefotografeerd door de Hubble in 2013. Ze zijn vergelijkbaar met geisers op aarde, maar reiken meer dan 60 mijl hoog. Ze produceren kortstondige klodders waterdamp in de atmosfeer van de maan, die slechts een miljardste van de oppervlaktedruk van de atmosfeer van de aarde heeft. De nieuwe resultaten tonen echter vergelijkbare hoeveelheden waterdamp aan, verspreid over een groter gebied van Europa in Hubble-waarnemingen van 1999 tot 2015. Dit suggereert een langdurige aanwezigheid van een waterdampatmosfeer alleen in Europa's achterste halfrond, dat deel van de maan dat altijd tegengesteld is aan zijn bewegingsrichting langs zijn baan. De oorzaak van deze asymmetrie tussen het voorste en het achterste halfrond is niet volledig bekend. Deze ontdekking is gedaan door Lorenz Roth van het KTH Royal Institute of Technology, Space and Plasma Physics, Zweden, aan de hand van een nieuwe analyse van Hubble-beelden en -spectra, waarbij gebruik wordt gemaakt van een techniek die onlangs heeft geleid tot de ontdekking van waterdamp in de atmosfeer van Jupiters maan Ganymedes.
"De waarneming van waterdamp op Ganymedes en aan de achterkant van Europa vergroot ons begrip van de atmosferen van ijzige manen," zei Roth. "De detectie van een stabiele waterovervloed op Europa is echter een beetje verrassender dan op Ganymedes, omdat Europa's oppervlaktetemperaturen lager zijn dan die van Ganymedes." Europa weerkaatst meer zonlicht dan Ganymedes, waardoor het oppervlak 60 graden Fahrenheit koeler blijft dan Ganymedes. De hoogste temperatuur overdag op Europa is een ijskoude -260°F. Toch suggereren de nieuwe waarnemingen dat zelfs bij de lagere temperatuur waterijs sublimeert, dat wil zeggen, direct van vaste stof in damp verandert zonder een vloeibare fase - van Europa's oppervlak, net als op Ganymedes.
Om deze ontdekking te doen, dook Roth in archiefbestanden met Hubble-gegevens en selecteerde hij ultraviolette waarnemingen van Europa uit 1999, 2012, 2014 en 2015 toen de maan zich op verschillende posities in zijn baan bevond. Deze waarnemingen zijn allemaal gedaan met de Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) van de Hubble-telescoop. Met de ultraviolette STIS-waarnemingen kon Roth de hoeveelheid zuurstof - een van de bestanddelen van water - in de atmosfeer van Europa bepalen, en door de sterkte van de emissie op verschillende golflengten te interpreteren kon hij de aanwezigheid van waterdamp afleiden. Deze ontdekking effent het pad voor diepgaande studies van Europa door toekomstige sondes, waaronder NASA's Europa Clipper en de Jupiter Icy Moons Explorer-missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA). Inzicht in de vorming en evolutie van Jupiter en zijn manen helpt astronomen ook inzicht te krijgen in Jupiter-achtige planeten rond andere sterren.
Deze resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters. De Hubble-ruimtetelescoop is een project van internationale samenwerking tussen de NASA en de ESA. Het Goddard Space Flight Center van de NASA in Greenbelt, Maryland, beheert de telescoop. Het Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, voert de wetenschappelijke werkzaamheden van de Hubble-telescoop uit. Het STScI wordt voor de NASA beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C.
Bron: NASA
