Apa yang telah lama dicurigai kini telah dikonfirmasi: Bulan Jupiter di Europa memiliki air. Karena kami telah belajar lebih banyak tentang Tata Surya luar dalam beberapa tahun terakhir, Europa telah menjadi target prioritas tinggi dalam pencarian kehidupan. Dengan penemuan ini, NASA baru saja melukis mata merah besar di bulan Galilea terkecil di Jupiter.
"Sementara para ilmuwan belum mendeteksi air cair secara langsung, kami telah menemukan hal terbaik berikutnya: air dalam bentuk uap."
Lucas Paganini, Ilmuwan Planet NASA, Peneliti Utama.
Sebelum penemuan ini, para ilmuwan sudah memiliki beberapa bukti bahwa Europa memiliki potensi untuk melindungi kehidupan. Bulan memiliki permukaan paling halus dari objek apa pun di Tata Surya, yang membuat para ilmuwan berhipotesis bahwa ia memiliki air cair di samudera bawah permukaan, yang terus berada di atas titik beku dengan peregangan pasang-surut dari Yupiter. Peregangan pasang-surut itu tidak hanya membuat air dalam bentuk cair, itu menciptakan gerakan lempeng es yang mirip dengan lempeng tektonik di Bumi, menurut hipotesis.
Lebih banyak bukti datang dari mempelajari bercak coklat di permukaan Europa. Para ilmuwan berhipotesis bahwa itu adalah bahan kimia dari samudera bawah permukaan yang telah sampai ke permukaan. Ini menunjukkan bahwa dasar laut mungkin berinteraksi dengan permukaan, suatu pertimbangan penting ketika berpikir tentang kelayakhunaan.
Penemuan bulu-bulu cair meningkatkan tingkat kegembiraan tentang potensi kelayakhunian Europa.
Pada 2012 Hubble menangkap gambar Europa yang menunjukkan apa yang ditafsirkan banyak orang sebagai semburan uap air yang keluar dari retakan di permukaan beku, melesat hingga sekitar 200 km (120 mil) tinggi. (Sebagai perbandingan, Gunung Everest hanya setinggi 8,8 km.) Pada 2016, ada lebih banyak bukti dari Hubble yang menyarankan bulu.
Pesawat ruang angkasa NASA Galileo mendeteksi gangguan di medan magnet Jupiter dekat Europa selama waktu pesawat ruang angkasa itu di Jupiter, dari 1995 hingga 2003. Para ilmuwan menghubungkan gangguan itu dengan laut asin yang mungkin ada di bawah permukaan beku bulan, karena lautan asin dapat menghantarkan listrik.
Juga, pesawat ruang angkasa Galileo sedekat 206 km (128 mil) ke permukaan Europa pada tahun 1997 dan beberapa peneliti menyarankan itu benar-benar terbang melalui bulu-bulu.
Tetapi dalam semua data itu, tidak ada penemuan air yang pasti. Sekarang sudah berubah.
"Identifikasi langsung uap air pertama di Europa ini adalah konfirmasi kritis terhadap deteksi awal spesies atom kami ..."
Lorenz Roth, Astronom dan fisikawan, KTH Royal Institute of Technology di Stockholm, penulis bersama.
Sebuah tim ilmuwan yang dipimpin oleh Lucas Paganini, seorang ilmuwan planet NASA, telah menerbitkan sebuah makalah yang mengumumkan penemuan air di Europa. Makalah ini berjudul "Pengukuran uap air di tengah lingkungan yang sebagian besar diam di Europa." Itu diterbitkan pada 18 November di jurnal Nature.
Dalam siaran pers, Paganini mengatakan, “Unsur kimiawi penting (karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, dan belerang) dan sumber energi, dua dari tiga persyaratan untuk kehidupan, ditemukan di seluruh tata surya. Tetapi yang ketiga - air cair - agak sulit ditemukan di luar Bumi. Sementara para ilmuwan belum mendeteksi air cair secara langsung, kami telah menemukan hal terbaik berikutnya: air dalam bentuk uap. "
Paganini dan ilmuwan lain mengatakan mereka mendeteksi cukup air untuk mengisi kolam renang ukuran Olimpiade dalam hitungan menit; sekitar 2360 kg / detik (5202 lbs / detik). Mereka juga melaporkan bahwa air hanya jarang muncul. "Bagi saya, hal yang menarik tentang karya ini tidak hanya deteksi langsung pertama air di atas Europa, tetapi juga kekurangannya dalam batas-batas metode deteksi kami."
Hasil berasal dari mengamati waktu dengan W.M. Keck Observatory di Hawaii. Selama 17 malam pengamatan pada tahun 2016 dan 2017, tim menemukan sinyal uap air yang samar hanya sekali. Uapnya terdeteksi di belahan bumi terkemuka Eropa saat mengorbit Jupiter. (Europa terkunci pada Jupiter, sama seperti Bulan bagi Bumi.)
Air memancarkan cahaya inframerah dalam frekuensi tertentu ketika berinteraksi dengan radiasi matahari. Dengan menggunakan spektograf pada teleskop Keck, para ilmuwan mengukur komposisi kimia di belahan bumi terkemuka Eropa.
"Identifikasi langsung uap air pertama di Europa ini adalah konfirmasi kritis terhadap deteksi awal kami terhadap spesies atom, dan menyoroti kekuarangan nyata bulu-bulu besar di dunia es ini," kata Lorenz Roth, seorang astronom dan ahli fisika dari KTH Royal Institute of Teknologi di Stockholm yang memimpin studi Hubble 2013 dan merupakan rekan penulis penyelidikan baru-baru ini.
Roth mengacu pada deteksi komponen yang membentuk air yang ditemukan di atas Europa. Meskipun menarik, itu tidak sama dengan menemukan air. Untuk menemukan air, tim harus menggunakan Observatorium Keck berbasis darat dan spektografnya, karena tidak ada pesawat ruang angkasa saat ini memiliki kemampuan untuk mendeteksi air.
Menentukan bahwa air bukan hanya komponen air tidaklah mudah, terutama dari Bumi. Tim di balik penelitian ini harus bersaing dengan air di atmosfer Bumi, dan untuk melakukan itu mereka mengandalkan pemodelan matematika yang rumit dan pemodelan komputer.
Tim percaya diri dalam hasil mereka, bahkan ketika mereka mengakui bahwa misi ke Europa diperlukan untuk benar-benar memahami bulan.
"Kami melakukan pemeriksaan keamanan yang rajin untuk menghilangkan kemungkinan kontaminan dalam pengamatan di darat," kata Avi Mandell, seorang ilmuwan planet Goddard di tim Paganini. "Tapi, pada akhirnya, kita harus lebih dekat ke Europa untuk melihat apa yang sebenarnya terjadi."
Semoga, para ilmuwan — dan kita semua — tidak perlu menunggu terlalu lama untuk mendapatkan jawaban yang lebih pasti untuk banyak pertanyaan di Europa. Europa Clipper dipindahkan ke tahap desain terakhir pada Agustus 2019, dan dijadwalkan akan diluncurkan pada pertengahan 2020-an. Ini akan membawa seluruh rangkaian instrumen untuk menyelidiki misteri Europa. Yang paling menarik dari semuanya mungkin adalah radar penembus tanahnya. Mungkin melihat menembus es dan mengkonfirmasi keberadaan samudera bawah permukaan untuk selamanya.
Seolah-olah pengorbit tidak cukup, ada juga pembicaraan tentang pendarat Europa.
Pada 2019, Kongres memberi NASA $ 195 juta untuk melihat mengembangkan pendarat sebagai bagian dari misi Clipper. NASA tidak pernah meminta uang itu, mungkin sebagian karena permukaan Europa adalah lingkungan yang sulit untuk didaratkan. Mungkin Kongres tahu bahwa pendaratan menarik minat publik dalam jumlah besar.
Tentu saja, bukan hanya lingkungan permukaan Europa yang bermasalah. Radiasi di sekitar Jupiter ekstrem, dan agar berhasil, Europa Clipper harus mengikuti orbit elips yang lebar, hanya mendekati Europa untuk jangka waktu tertentu, sebelum mundur ke tempat yang aman. Inilah bagaimana wahana antariksa Juno milik NASA bersaing dengan radiasi Jupiter.
Namun demikian, Clipper akan dapat langsung membayangkan setiap bulu, dan bahkan mengambil sampelnya dengan spektrometer massa. Itu juga akan dapat menyelidiki permukaan secara lebih rinci daripada sebelumnya.
Kita harus bersabar. Juno membutuhkan waktu lima tahun untuk mencapai Jupiter. Jika misi Europa Clipper diluncurkan pada pertengahan 2020-an, kami tidak akan mendapatkan hasil sains apa pun hingga 2030 atau lebih.
Lebih:
- Siaran Pers: Ilmuwan NASA Mengonfirmasi Uap Air di Europa
- Makalah Penelitian: Pengukuran uap air di tengah lingkungan yang sebagian besar diam di Europa
- Video Majalah Luar Angkasa: Menjelajahi Icy Moons of Jupiter. Europa Clipper dan JUICE ESA NASA
