Galileo’s nalatenschap: hoe de ontdekking van de manen van Jupiter 415 jaar geleden de moderne astronomie vormgaf
De ontdekking van de vier manen van Jupiter in 1610 door Galileo Galilei bracht een revolutie teweeg in de astronomie en ondersteunde heliocentrische theorieën. In de daaropvolgende eeuwen werden er meer manen ontdekt en verschoof de focus naar Europa waarvan werd aangenomen dat er mogelijk leven zou kunnen zijn, wat leidde tot de ontwikkeling van geavanceerde verkenningsmissies.

Op 7 januari 1610 gebruikte de Italiaanse astronoom Galileo Galilei zijn onlangs verbeterde zelfgemaakte telescoop, die objecten 20 keer vergrootte, om de planeet Jupiter waar te nemen. In de buurt van de planeet zag hij drie lichtpuntjes waarvan hij aanvankelijk dacht dat het verre sterren waren. Toen hij ze echter meerdere nachten volgde zag hij iets ongewoons: deze lichtpuntjes bewogen op een manier die niet overeenkwam met de achtergrondsterren. Ze bleven dicht bij Jupiter en verschoven van posities ten opzichte van elkaar.
Vier dagen later zag Galileo een vierde lichtpuntje dat zich op dezelfde manier gedroeg. Op 15 januari realiseerde hij zich dat dit geen verre sterren waren maar vier manen die om Jupiter draaiden. Deze baanbrekende ontdekking leverde sterk bewijs voor de theorie van Copernicus, die stelde dat hemellichamen niet om de Aarde draaien.

Publicatie en naamgeving van Jupiters manen
In maart 1610 publiceerde Galileo zijn bevindingen in een boek met de titel “Siderius Nuncius”, waarin hij zijn waarnemingen van Jupiters manen en andere hemelverschijnselen beschreef. Als hun ontdekker had Galileo het voorrecht om de manen een naam te geven. Hij stelde voor om ze te vernoemen naar zijn beschermheren, de Medici, en gedurende een groot deel van de 17de eeuw werden ze de ”Mediciaanse sterren” genoemd.
In zijn persoonlijke aantekeningen nummerde Galileo ze echter eenvoudigweg als I, II, III en IV op basis van hun afstand tot Jupiter. Tegenwoordig staan deze vier manen gezamenlijk bekend als de Galileïsche manen, een eerbetoon aan hun ontdekker.
Uitbreiding van Jupiters manenfamilie
In 1614 stelde de Duitse astronoom Johannes Kepler voor om de manen te vernoemen naar mythologische figuren die met Jupiter in verband werden gebracht, namelijk Io, Europa, Ganymedes en Callisto, maar zijn idee sloeg pas na meer dan 200 jaar aan. In 1892 ontdekte de Amerikaanse astronoom E.E. Barnard de vijfde maan van Jupiter, Amalthea, die veel kleiner is dan de Galileïsche manen en dichter bij Jupiter is dan Io. Het was de laatste maan in ons zonnestelsel die door middel van visuele waarnemingen werd gevonden. Alle daaropvolgende ontdekkingen vonden plaats via fotografie of digitale beeldvorming. Tot op heden hebben astronomen 95 manen geïdentificeerd die rond Jupiter draaien.

Europa: een kandidaat voor buitenaards leven
Hoewel elk van de Galileïsche manen unieke kernmerken heeft, zoals de vulkanen van Io, het zwaar bekraterde oppervlak van Callisto en het magneetveld van Ganymedes, hebben wetenschappers meer aandacht voor Europa en dat is vanwege de verleidelijke mogelijkheid dat de maan geschikt zou kunnen zijn voor leven. In de jaren ’70 maakten de Pioneers en 10 en 11 en de Voyagers 1 en 2 van de NASA tijdens hun scheervluchten langs Jupiter steeds gedetailleerdere beelden van de grote manen waaronder Europa.
De foto’s lieten zien dat Europa het gladste oppervlak van alle objecten in het zonnestelsel had, wat duidt op een relatief jonge korst, en ook een van de helderste manen, wat duidt op een zeer reflecterend oppervlak. Deze kenmerken brachten wetenschappers tot de hypothese dat Europa bedekt is met een ijzige korst die drijft op een ondergrondse zoute oceaan. Ze postuleerden verder dat getijdenverwarming veroorzaakt door de zwaartekracht van Jupiter de oppervlakte-ijslaag hervormt in cycli van smelten en bevriezen.
Moderne verkenning en toekomstige missies
Meer gedetailleerde waarnemingen tussen 1995 en 2003 van de Galileo-sonde van de NASA, die 11 scheervluchten maakte langs Europa, onthulden dat lange lineaire kenmerken op het oppervlak kunnen duiden op getijden- of tektonische activiteit. Roodbruin materiaal langs de spleten en in vlekken elders op het oppervlak kan zouten en zwavelverbindingen bevatten die van onder de kort zijn getransporteerd en door straling zijn gewijzigd.
Waarnemingen van de Hubble Space Telescope en heranalyse van beelden van Galileo onthulden mogelijke pluimen die van onder de korst van Europa kwamen, wat geloofwaardigheid aan die hypothese verleent. Hoewel de exacte samenstelling van dit materiaal net bekend is, bevat het waarschijnlijk aanwijzingen of Europa gastvrij is voor leven.
Toekomstige robotverkenners van Europa kunnen een aantal openstaande vragen over deze unieke maan van Jupiter beantwoorden. De Europa Clipper die NASA in oktober 2024 voor een 5,5 jaar durende reis naar Jupiter heeft gestuurd zal in 2030 in een baan om de planeet komen en 49 scheervluchten langs Europa maken. De Europa Clipper wordt beheerd door het Jet Propulsion Laboratory van de NASA en het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins universiteit. De ruimtesonde heeft 9 wetenschappelijke instrumenten aan boord waaronder beeldvormingssystemen en een radar om de structuur van de ijzige korst beter te leren begrijpen.
Gegevens van de Europa Clipper zullen de informatie aanvullen die wordt teruggestuurd door de JUICE-sonde van de ESA (Jupiter Icy Moon Explorer). JUICE werd in april 2023 gelanceerd en zal in 2031 in een baan om Jupiter komen en vervolgens in 2034 in een baan om Ganymedes. De ruimtesonde is ook van plan om onderzoek te doen aan Europa, complementair aan die van de Europa Clipper. De twee ruimtesondes zouden onze kennis over Europa aanzienlijk moeten vergroten en wellicht nieuwe mysteries onthullen.
Eerste publicatie: 18 januari 2025
Bron: NASA