Europa produceert minder zuurstof dan werd aangenomen
Met behulp van gegevens van het JADE-instrument aan boord van de Juno ruimtesonde van de NASA hebben planeetwetenschappers berekend dat de hoeveelheid zuurstof die door de ijsmaan Europa wordt geproduceerd aanzienlijk minder is dan eerdere studies aangaven.
Met een equatoriale diameter van 3100 kilometer is Europa de vierde grootste van de 95 bekende manen van Jupiter en de kleinste van de vier Galileïsche manen.
De maan herbergt een interne vloeibare oceaan met potentieel bewoonbare omstandigheden onder zijn bevroren korst.
Het oppervlak wordt voortdurend gebombardeerd door straling die de ijskorst opsplitst in zuurstof en waterstof, waarvan de meeste vrijkomen van het oppervlak, de ruimte in ontsnappen of achterblijven om de atmosfeer van Europa te vormen.
De overvloed aan deze atmosferische gassen en ionen – en bijgevolg hun productiesnelheid aan het oppervlak – is grotendeels afgeleid uit teledetectiewaarnemingen en kent grote onzekerheden.
Europa is als een ijsbal die langzaam zijn water verliest in een stromende beek, aldus de onderzoekers.
Behalve dat de stroom in dit geval een vloeistof is van geïoniseerde deeltjes die door zijn buitengewone magnetische veld rond Jupiter worden geveegd.
Wanneer deze geïoniseerde deeltjes Europa treffen, breken ze het waterijs molecuul voor molecuul op het oppervlak af om waterstof en zuurstof te produceren.
In zekere zin wordt de hele ijsschaal voortdurend geërodeerd door golven van geladen deeltjes die erop aanspoelen.
In de nieuwe studie analyseerden dr. Szalay en collega’s van de Princeton University gegevens van een vlucht langs Europa op 29 september 2022 uitgevoerd door de Juno ruimtesonde. De ruimtesonde kwam daarbij tot op 353 kilometer boven het oppervlak van Europa.
Met behulp van het JADE-instrument hebben ze de hoeveelheid aan verschillende pick-up-ionen geëxtraheerd, dit zijn geladen deeltjes die worden gegenereerd door het uiteenvallen van atmosferische neutrale stoffen wanneer ze botsen met energetische straling of andere deeltjes.
Op basis van deze gegevens berekenden ze dat aan het oppervlak van Europa iedere seconde ongeveer 12 kilogram zuurstof wordt geproduceerd.
Dit ligt aan de onderkant van de verwachtingen afgeleid van eerdere modellen, die varieerden van 5 tot 1100 kilogram per seconde.
De resultaten geven aan dat er mogelijk minder zuurstof op het oppervlak van Europa aanwezig is dan eerder werd gedacht en dat dit een kleiner bereik impliceert om de bewoonbaarheid van de ondergrondse oceaan van Europa te ondersteunen.
Het vermogen om tijdens deze uitgebreid emissie dicht langs de Galileïsche manen te vliegen stelde wetenschapers in staat een breed terrein van de wetenschap aan te pakken, waaronder enkele unieke mogelijkheden om bij te dragen aan het onderzoek naar de bewoonbaarheid van Europa.
Er staan nog meer scheervluchten langs manen op het programma en Juno zal ook nog de atmosfeer aan de polen van Jupiter nader gaan bestuderen.
De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy
J.R. Szalay et al. Oxygen production from dissociation of Europa’s water-ice surface. Nat Astron, published online March 4, 2024; doi: 10.1038/s41550-024-02206-x
Eerste publicatie: 5 maart 2024
Bron: sci-news
