Da allora il Galileo sonda ha fornito prove convincenti dell'esistenza di un oceano globale sotto la superficie dell'Europa negli anni '90, gli scienziati si sono chiesti quando potremmo essere in grado di inviare un'altra missione su questa luna ghiacciata e cercare possibili segni di vita. La maggior parte di questi concetti di missione richiede un orbita o un lander che studierà la superficie di Europa, cercando nel foglio ghiacciato i segni di biosignature scoperte dall'interno.
Sfortunatamente, la superficie di Europa è costantemente bombardata dalle radiazioni, che potrebbero alterare o distruggere il materiale trasportato in superficie. Utilizzo dei dati dal Galileo e Voyager 1 veicoli spaziali, un team di scienziati ha recentemente prodotto una mappa che mostra come le radiazioni variano sulla superficie di Europa. Seguendo questa mappa, future missioni come la NASA Europa Clipper sarà in grado di trovare i punti in cui è più probabile che esistano ancora le biosignature.
Come molte missioni hanno rivelato studiando la superficie di Europa, la luna sperimenta scambi periodici tra l'interno e la superficie. Se c'è vita nel suo oceano interno, allora il materiale biologico potrebbe teoricamente essere portato in superficie dove potrebbe essere studiato. Poiché le radiazioni del campo magnetico di Giove distruggerebbero questo materiale, sapere dove è più intenso, quanto è profondo e come potrebbe influenzare l'interno sono tutte domande importanti.
Come ha spiegato Tom Nordheim, ricercatore presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, in un recente comunicato stampa della NASA:
"Se vogliamo capire cosa sta succedendo nella superficie di Europa e in che modo si collega all'oceano sottostante, dobbiamo capire le radiazioni. Quando esaminiamo i materiali che sono emersi dal sottosuolo, cosa stiamo guardando? Questo ci dice cosa c'è nell'oceano o è quello che è successo ai materiali dopo che sono stati irradiati? ”
Per rispondere a queste domande, Nordheim e i suoi colleghi hanno esaminato i dati di Galileo"Flybys di Europa e misurazioni di elettroni dalla NASA" Voyager 1 navicella spaziale. Dopo aver osservato da vicino gli elettroni che fanno esplodere la superficie della luna, Nordheim e il suo team hanno scoperto che le dosi di radiazioni variano in base alla posizione. La radiazione più dura è concentrata nelle zone attorno all'equatore e la radiazione diminuisce più vicino ai poli.
Lo studio che descrive i loro risultati è apparso di recente sulla rivista scientifica Natura sotto il titolo "Conservazione di potenziali biosignature nel sottosuolo superficiale dell'Europa". Lo studio è stato condotto da Nordheim ed è stato co-autore di Kevin Hand (anche con la JPL) e Chris Paranicas del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory di Laurel, nel Maryland.
"Questa è la prima previsione dei livelli di radiazione in ogni punto sulla superficie dell'Europa ed è un'informazione importante per le future missioni dell'Europa", ha affermato Paranicas. Ora che gli scienziati sanno dove trovare le regioni meno alterate dalle radiazioni, saranno in grado di designare aree di studio per il Europa Clipper, una missione guidata da JPL che dovrebbe essere lanciata già nel 2022.
Per motivi di studio, Nordheim e il suo team sono andati oltre una mappa bidimensionale convenzionale per costruire modelli 3D che hanno esaminato la profondità di penetrazione della radiazione sotto la superficie. Per testare la profondità di sepoltura del materiale organico per sopravvivere, Nordheim e il suo team hanno testato l'effetto delle radiazioni sugli aminoacidi (i mattoni di base per le proteine) per capire come l'esposizione di Europa alle radiazioni influenzerebbe le potenziali biosignature.
I risultati indicano quanto in profondità gli scienziati dovranno scavare o perforare durante una potenziale futura missione di lander Europa per trovare eventuali biosignature che potrebbero essere preservate. Nelle zone a più alta radiazione attorno all'equatore, la profondità alla quale si potevano trovare le biosignature variava da 10 a 20 cm (da 4 a 8 pollici). Alle medie e alte latitudini, più vicino ai poli, le profondità diminuiscono a circa 1 cm (0,4 pollici). Come indicato dalla mano:
"Le radiazioni che bombardano la superficie di Europa lasciano un'impronta digitale. Se sappiamo che aspetto ha quell'impronta digitale, possiamo comprendere meglio la natura di qualsiasi sostanza organica e possibili biosignature che potrebbero essere rilevate con missioni future, siano esse astronavi che volano o atterrano su Europa. ”
Quando il Europa Clipper la missione raggiunge il sistema gioviano, l'astronave orbiterà attorno a Giove e condurrà circa 45 voli ravvicinati di Europa. La sua avanzata suite di strumenti scientifici includerà telecamere, spettrometri, strumenti al plasma e radar che studieranno la composizione della superficie della luna, il suo oceano e il materiale che è stato espulso dalla superficie.
"Il team di missione di Europa Clipper sta esaminando i possibili percorsi dell'orbita e le rotte proposte passano attraverso molte regioni d'Europa che presentano livelli di radiazioni più bassi", ha affermato Hand. "Questa è una buona notizia per guardare materiale oceanico potenzialmente fresco che non è stato pesantemente modificato dall'impronta digitale delle radiazioni."
Con questa nuova mappa delle radiazioni, il team della missione sarà in grado di restringere la gamma di possibili siti di ricerca. Questo, a sua volta, aumenterà la probabilità che la missione orbiter sarà in grado di risolvere il mistero secolare di se ci sia o meno vita nel sistema gioviano.
