Jupitermåne kan gjemme hav av liv

For første gang har Nasa funnet spor av vanndamp på Jupiters måne Europa. Oppdagelsen gir ny næring til håpet om å finne liv, og derfor sender både Nasa og Esa romsonder mot månen innen de neste fem årene.

Jupiter-månen Europa er kapslet inn i et tykt isdekke. 180 minusgrader gjør isen hard som granitt. I horisonten troner Jupiter som en gigantisk, stripete kuppel, og gasskjempen bombarderer månens overflate med kraftig stråling.

Europa har ingen fjell og nesten ingen kratere, men overflaten er gjennomskåret av store revner og sprekker. Et sted skyter et par hundre meter høye geysirer vanndamp opp fra sprekkene. Et annet sted stikker en hel skog av ti-femten meter høye isspir opp som et forsvarsverk.

Jupiters minste måne, Europa, er mildt sagt et ugjestmildt sted for en jordboer. Likevel mener astrobiologer, som utforsker muligheter for liv i verdensrommet, at Jupiters måne er den beste kandidaten når det gjelder jakten på liv i solsystemet vårt.

Derfor planlegger både den amerikanske romfartsorganisasjonen, Nasa, og de europeiske kollegene i ESA for første gang å undersøke det en rekke målinger tyder på: at alle ingrediensene til liv er til stede på den dypfrosne månen.

Vanndamp ga hint

Begge sonder skal analysere overflaten og undersøke isen for lommer med vann. Nasas Europa Clipper blir dessuten sendt opp for å kartlegge månen, ta detaljerte bilder og lete etter et landingssted til en senere sonde.

Astronomene har lenge hatt en teori om et hav i ismånens indre, men det endelige beviset for vann i atmosfæren omkring Europa fant forskere fra Nasas Goddard Space Flight Center i Maryland først i 2019.

Ved hjelp av en såkalt spektrograf på et av verdens største teleskoper, W.M. Keck-observatoriet på Hawaii, studerte forskerne månen Europa natt etter natt. Spektrografen måler den kjemiske sammensetningen av Europas atmosfære ut fra de frekvensene av infrarødt lys de ulike partiklene i atmosfæren sender ut eller absorberer når de blir utsatt for kosmisk stråling – for eksempel spesifikke frekvenser av infrarødt lys som oppstår når vann blir truffet av solstråler.

Plutselig glødet vannmolekylene, og i løpet av få minutter registrerte forskerne to tonn vann.

En så plutselig konsentrasjon av vannmolekyler kunne bare stamme fra en geysir.

Det er en viktig oppdagelse fordi det er første gang astronomene har registrert vanndamp på Europa. Stammer vannet fra det underliggende havet, noe som er sannsynlig, eksisterer det også en transportvei mellom overflate og hav, noe som betyr at ingrediensene til liv, som for eksempel oksygen, organiske molekyler og næringssalter, kan finne sammen.

Video: Forskere spottede infrarødt lys fra vandmolekyler

Den kraftige stråling fra rummet, og især Solen, rammer vanddampen fra Europas gejsere. Da de forskellige grundstoffer absorberer eller lyser ved forskellige energier, har de hver deres signatur, som kan aflæses af spektrografen. Derfor var det muligt for amerikanske forskere at måle vandmolekyler på Europa – og også at måle mængden af vand i gejserne. De observerede Europa i 17 nætter over to år, men kun én gang viste spektrografen det tydelige signal fra vanddamp på sydpolen af månen. Derfor ved forskerne ikke, hvor, hvor tit og hvor længe gejserne er aktive, og de mener, at de kraftige gejsere er sjældne, lokale begivenheder.

Grunnen til at forskerne er så interessert i å finne vann, er at vann er den ene av tre hovedingredienser i livets cocktail.

De to andre ingrediensene er energi og en pakke av kjemiske stoffer som karbon, hydrogen, nitrogen, oksygen, fosfor og svovel.

Oksygen finnes i månens atmosfære, og astrobiologene mener at kjemiske stoffer var til stede da Europa ble dannet. Asteroider som senere har truffet månen, kan også ha etterlatt stoffene i isen. Energien sørger Jupiter for.

Jupiter river i ismåne

Tidevannskreftene fra Jupiter innebærer at den indre kjernen av Europa genererer varme, slik at havet under isen holder seg flytende. Kanskje finnes det hele sjøer av smeltevann i lommer inne i isen.

Jupiter har en mer enn dobbelt så sterk tyngdekraft som jorden, og siden Europa beveger seg i en ellipseformet bane rundt Jupiter, blir overflaten henholdsvis strukket ut og trukket sammen som en strikk.

Resultatet er at isen hele tiden er i bevegelse over det flytende havet og skaper en form for platetektonikk, som vi kjenner fra jorden. Mønstre i isen avslører at plater av is noen steder er skjøvet mot hverandre, mens de andre steder er drevet fra hverandre og har dannet dype sprekker i overflaten.

Bevegelsene tyder på at isen har vært delvis smeltet og er frosset igjen.

Europas hav er det eneste stedet der det gir mening å lete etter livsbetingelser på månen, fordi den kraftige, destruktive strålingen fra Jupiter ikke kan trenge gjennom isen og ned i vannmassene. Kunnskapen vår om havet på Europa er begrenset.

Månen er 10 prosent mindre enn jorden, men forskerne mener at havet rommer minst dobbelt så mye vann som alle jordens hav til sammen og er omkring 100 kilometer dypt. Til sammenligning ligger jordens dypeste punkt om lag elleve kilometer nede i Marianegropen.

Intelligente dyr kan boltre seg

Spørsmålet er hva slags liv forskerne vil finne i det mørke, iskalde havet. Mens spekulasjoner om å finne spor av liv på Mars som regel handler om bakteriekulturer, våger noen forskere å håpe på vesener av en helt annen kaliber på Europa.

Den engelske romforskeren professor Monica Grady fra The Open University i Milton Keynes har i 2020 kommet fram til at større dyr med intelligens som svarer til en blekksprut faktisk kan finnes seg i månehavet. Og hun er ikke alene, for astronomer fra Nasa har tidligere luftet lignende tanker.

Clipper skal finne livets kjemi

Sonden skal undersøke kjemien i atmosfære og overflate, kartlegge Europa og finne ut om det virkelig er et hav under isen, om isen beveger seg, og om det er forbindelse mellom overflate og hav. Det er avgjørende for om livet kan utfolde seg.

Vil fly gjennom vanndamp

Med spektrometer som identifiserer molekyler ut fra stråling, kan Clipper avdekke sammensetningen av månens atmosfære og overflate. Forskerne håper å styre sonden gjennom vanndamp fra en geysir og avsløre om livets byggesteiner, som for eksempel aminosyrer, finnes i dampen.

Skal peke ut landingsplass

Kameraer skal ta opp fotografier av overflaten i en oppløsning på 50 meter. Bildene kan vise om de manglende kratrene på overflaten skyldes at isen er i bevegelse. Det kan være tegn på geologisk aktivitet. Clipper skal også finne et egnet sted til en landingsmodul i framtiden.

Kan finne vann i islommer

En temperatursensor skal avsløre smelting under isen, og en radar skal finne hulninger med smeltevann. Sjøer i isen kan være mål for en senere sonde, ettersom sjansen er stor for at det smeltede vannet har hatt kontakt med overflaten og inneholder noen av livets byggesteiner.

Litt klokere på Europas eventuelle liv blir vi innen de neste fem årene, når to romfartøy setter kurs mot ismånen.

I 2022 sender ESA sonden JUICE av sted mot Jupiter. Etter en reise på sju år skal JUICE bruke tre år på å observere Jupiter og de tre månene Ganymedes, Callisto og Europa, som alle er ismåner med antatte hav under isen.

Prosjektet er ikke bare rettet mot å avdekke livsbetingelser, men skal også skaffe generell kunnskap om ismånenes dannelse og utvikling. To ganger skal JUICE passere Europa, og når den er tettest på, vil den være 400 kilometer fra overflaten.

Nasa jakter på landingsplass Nasa fokuserer utelukkende på Europa når romfartsorganisasjonen mellom 2023 og 2025 sender fartøyet Europa Clipper av sted mot ismånen. Sonden skal etter opp mot seks års reise kartlegge det meste av månen og undersøke om betingelsene for liv er til stede

Se en videosimulering af, hvordan missionerne skal foregå:

To ekspeditioner, en fra ESA og en fra NASA, skal undersøge de tykke isflager og det underliggende vand, som forskere mener ligger under isen. Ingen regner med at finde liv på overfladen, men rødlige farver i issprækkerne kan skyldes organiske stoffer, som er trængt op til overfladen fra havet, og organiske stoffer kan være tegn på liv. Gejserne tyder på, at der er hul igennem til havet, så der kan ske en udveksling af næringsstoffer og ilt.

I løpet av 3,5 år skal fartøyet passere Europa i varierende avstander og kommer så tett på som 25 kilometer fra overflaten, der det blant annet skal forsøke å finne en egnet landingsplass for den neste ferden til Europa.

Atombor skal trænge igennem is

Selv om prosjektet om å lande på Europa foreløpig bare er på skissestadiet, har den amerikanske kongressen allerede bevilget midler til å utvikle et landingsfartøy.

Etter planen skal Nasa bygge et fartøy som kan ta prøver 10 centimeter under overflaten, noe som vil være dypt nok til å finne eventuelt organisk materiale som ikke er ødelagt av stråling.

En annen plan går ut på å lande med et atomdrevet bor som kan trenge gjennom isen. Ingeniører tilknyttet programmet SESAME (Scientific Exploration Subsurface Access Mechanism for Europa) er i gang med å designe et slik bor, som skal finne smeltevannssjøer inne i isen og kanskje nå helt ned til havet.

Astrobiologenes drøm er å sende en selvstyrende undervannsdrone ned i Europas hav, gjennom borehullet, for å lete etter romvesener i det kalde, mørke vannet.