Sejak itu Galileo Penyelidikan memberikan bukti kuat untuk keberadaan lautan global di bawah permukaan Europa pada 1990-an, para ilmuwan bertanya-tanya kapan kita bisa mengirim misi lain ke bulan sedingin es ini dan mencari tanda-tanda kehidupan yang mungkin. Sebagian besar konsep misi ini membutuhkan pengorbit atau pendarat daripada yang akan mempelajari permukaan Europa, mencari lembar es untuk tanda-tanda biosignatures yang muncul dari interior.
Sayangnya, permukaan Europa terus dibombardir oleh radiasi, yang dapat mengubah atau menghancurkan bahan yang diangkut ke permukaan. Menggunakan data dari Galileo dan Voyager 1 pesawat ruang angkasa, tim ilmuwan baru-baru ini menghasilkan peta yang menunjukkan bagaimana radiasi bervariasi di seluruh permukaan Europa. Dengan mengikuti peta ini, misi masa depan seperti NASA Europa Clipper akan dapat menemukan tempat di mana biosignatures kemungkinan besar masih ada.
Seperti yang diungkapkan oleh banyak misi dengan mempelajari permukaan Europa, bulan mengalami pertukaran periodik antara interior dan permukaan. Jika ada kehidupan di laut dalam, maka materi biologis secara teoritis dapat dibawa ke permukaan tempat ia bisa dipelajari. Karena radiasi dari medan magnet Jupiter akan menghancurkan materi ini, mengetahui di mana benda itu paling intens, seberapa dalam, dan bagaimana hal itu dapat mempengaruhi interior adalah semua pertanyaan penting.
Seperti yang dikatakan Tom Nordheim, seorang ilmuwan penelitian di Jet Propulsion Laboratory NASA, dalam siaran pers NASA baru-baru ini:
"Jika kita ingin memahami apa yang terjadi di permukaan Europa dan bagaimana kaitannya dengan laut di bawahnya, kita perlu memahami radiasi. Ketika kita memeriksa bahan-bahan yang muncul dari bawah permukaan, apa yang kita lihat? Apakah ini memberitahu kita apa yang ada di lautan, atau apakah ini yang terjadi pada materi setelah mereka dipancarkan? ”
Untuk menjawab pertanyaan ini, Nordheim dan rekannya memeriksa data dari GalileoFlybys pengukuran Europa dan elektron dari NASA Voyager 1 pesawat ruang angkasa. Setelah melihat dari dekat pada elektron yang meledakkan permukaan bulan, Nordheim dan timnya menemukan bahwa dosis radiasi bervariasi berdasarkan lokasi. Radiasi paling keras terkonsentrasi di zona di sekitar khatulistiwa, dan radiasi berkurang mendekati kutub.
Studi yang menggambarkan temuan mereka baru-baru ini muncul di jurnal ilmiah Alam dengan judul "Pelestarian biosignature potensial di permukaan bawah dangkal Europa". Penelitian ini dipimpin oleh Nordheim dan ditulis bersama oleh Kevin Hand (juga dengan JPL) dan Chris Paranicas dari Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins di Laurel, Maryland.
"Ini adalah prediksi pertama tingkat radiasi pada setiap titik di permukaan Europa dan merupakan informasi penting untuk misi Eropa di masa depan," kata Paranicas. Sekarang para ilmuwan tahu di mana menemukan daerah yang paling sedikit diubah oleh radiasi, mereka akan dapat menunjuk area studi untuk Europa Clipper, misi yang dipimpin JPL yang diperkirakan akan diluncurkan pada awal 2022.
Demi penelitian mereka, Nordheim dan timnya melampaui peta dua dimensi konvensional untuk membangun model 3D yang meneliti seberapa jauh di bawah permukaan radiasi yang ditembus. Untuk menguji seberapa dalam bahan organik harus dikubur agar dapat bertahan hidup, Nordheim dan timnya menguji efek radiasi pada asam amino (blok pembangun dasar untuk protein) untuk mengetahui bagaimana paparan Eropa terhadap radiasi akan mempengaruhi potensi biosignature.
Hasilnya menunjukkan bagaimana para ilmuwan dalam perlu menggali atau mengebor selama misi pendarat Europa potensial di masa depan untuk menemukan setiap biosignature yang mungkin dilestarikan. Di zona radiasi tertinggi di sekitar khatulistiwa, kedalaman di mana biosignatures dapat ditemukan berkisar antara 10 hingga 20 cm (4 hingga 8 inci). Di lintang tengah dan tinggi, lebih dekat ke kutub, kedalamannya berkurang sekitar 1 cm (0,4 inci). Seperti yang ditunjukkan tangan:
“Radiasi yang membombardir permukaan Europa meninggalkan sidik jari. Jika kita tahu seperti apa sidik jari itu, kita bisa lebih memahami sifat dari setiap organik dan kemungkinan biosignature yang mungkin terdeteksi dengan misi di masa depan, apakah mereka pesawat ruang angkasa yang terbang dengan atau mendarat di Europa. "
Ketika Europa Clipper Misi mencapai sistem Jovian, pesawat ruang angkasa akan mengorbit Jupiter dan melakukan sekitar 45 flybys dekat Europa. Rangkaian instrumen ilmiah canggih ini akan mencakup kamera, spektrometer, plasma, dan instrumen radar yang akan menyelidiki komposisi permukaan bulan, lautnya, dan material yang telah dikeluarkan dari permukaan.
"Tim misi Europa Clipper sedang memeriksa kemungkinan jalur orbit, dan rute yang diusulkan melewati banyak wilayah Europa yang mengalami tingkat radiasi yang lebih rendah," kata Hand. "Itu kabar baik untuk melihat bahan samudera yang berpotensi segar yang belum banyak dimodifikasi oleh sidik jari radiasi."
Dengan peta radiasi baru ini, tim misi akan dapat mempersempit berbagai kemungkinan lokasi penelitian. Hal ini, pada gilirannya, akan meningkatkan kemungkinan bahwa misi pengorbit akan dapat menyelesaikan misteri yang telah berlangsung selama puluhan tahun tentang ada atau tidaknya kehidupan dalam sistem Jovian.
