Sebuah pemetaan komprehensif baru radiasi membombardir bulan Jupiter - Eropa menunjukkan di mana dan seberapa dalam para ilmuwan harus terus mencari aktivitas biologis lebih lanjut.Karena misi NASA di Galileo telah memberikan bukti kuat tentang lautan global di bawah lapisan es Eropa pada tahun 1990-an, para ilmuwan percaya bahwa bulan adalah salah satu tempat paling menjanjikan di tata surya kita untuk mencari bahan-bahan untuk asal usul kehidupan. Ada juga banyak pengamatan tentang bagaimana air garam yang beredar di interior bulan menembus ke permukaan.
Mempelajari informasi yang diperoleh secara lebih mendalam, para ilmuwan yang mengembangkan misi di masa depan berharap untuk belajar lebih banyak tentang kemungkinan kelayakhunian lautan Eropa. Namun, permukaan Eropa dibombardir oleh radiasi Jupiter yang konstan dan intens. Radiasi ini dapat menghancurkan atau mengubah sampel yang diangkut ke permukaan, yang memperumit studi material selanjutnya, melanggar kebenaran representasi kondisi di lautan Eropa.
Ketika merencanakan studi Eropa yang akan datang, para ilmuwan dihadapkan pada banyak hal yang tidak diketahui: di mana radiasi paling kuat? Seberapa dalam partikel-partikel energi tinggi menembus? Bagaimana radiasi memengaruhi apa yang ada di permukaan dan di bawah - termasuk tanda-tanda kimia potensial atau biosignal yang bisa berarti kehidupan.
Sebuah studi ilmiah baru yang diterbitkan hari ini di Nature Astronomy adalah alat pemodelan radiasi dan pemetaan paling komprehensif di Eropa dan menawarkan potongan-potongan utama teka-teki. Penulis utama adalah Tom Nordheim, seorang rekan di Jet Propulsion Laboratory NASA, Pasadena, California.
"Jika kita ingin memahami apa yang terjadi di permukaan Eropa dan bagaimana laut di bawah meresponnya, kita perlu memahami radiasi ini," kata Nordheim. “Ketika kita mempelajari bahan-bahan yang diekstraksi dari lapisan bawah permukaan, apa yang akhirnya kita amati? Apakah ini yang ada di lautan, atau hasil dari apa yang terjadi pada sampel setelah mereka dibawa ke permukaan? "
Menggunakan data dari Galileo dua dekade lalu dan pengukuran aliran elektron dari NASA Voyager 1, Nordheim dan timnya memeriksa lebih detail nuansa insiden radiasi di permukaan satelit Jupiter. Mereka menemukan bahwa dosis radiasi tergantung pada lokasi tempat pengukuran dilakukan. Radiasi terkuat terkonsentrasi di daerah sekitar khatulistiwa, dan intensitasnya berkurang lebih dekat ke kutub.
Peta permukaan Eropa menunjukkan daerah-daerah yang menerima dosis radiasi tertinggi (merah muda). Survei Geologi AS, NASA / JPL-Caltech, Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins, Astronomi Alam
Zona keras yang teridentifikasi muncul dalam bentuk area berbentuk oval yang terhubung di ujung sempit yang menutupi lebih dari setengah bulan.
"Ini adalah prediksi pertama tingkat radiasi di setiap titik di permukaan Eropa dan merupakan informasi penting untuk misi masa depan ke Eropa," kata Chris Paranikas, penulis bersama Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins di Laurel, Maryland.
Para ilmuwan sekarang tahu di mana daerah yang paling sedikit terkena radiasi berada, yang bisa menjadi informasi penting untuk Europa Clipper yang dipimpin JPL, misi Jupiter NASA dan pemantauan Eropa dengan sekitar 45 rentang jarak dekat. Pesawat ruang angkasa dapat mulai sudah pada tahun 2022 dan akan membawa kamera, spektrometer, plasma dan perangkat radar untuk mempelajari komposisi permukaan bulan, samudera dan materialnya yang terlontar ke permukaan.
Dalam karya barunya, Nordheim tidak berhenti di peta dua dimensi. Dia pergi lebih dalam, mengukur seberapa jauh di bawah permukaan radiasi menembus, dan membangun model 3D radiasi paling kuat ke Eropa. Hasilnya memberitahu kita seberapa dalam para ilmuwan harus menggali atau mengebor selama misi pendaratan potensial di masa depan di Eropa untuk menemukan sifat biologis yang dapat dipertahankan.
Studi menunjukkan hasil yang berkisar 4 hingga 8 inci (10 hingga 20 sentimeter) di daerah dengan radiasi tertinggi - hingga kedalaman kurang dari 0,4 inci (1 sentimeter) di wilayah Eropa pada pertengahan dan lintang tinggi ke kutub bulan.
Untuk sampai pada kesimpulan ini, Nordheim menguji efek radiasi pada asam amino, bahan dasar pembentuk protein, untuk mengetahui bagaimana radiasi Jupiter akan mempengaruhi potensi bio-atribut. Asam amino adalah salah satu molekul paling sederhana yang memenuhi syarat sebagai indikator biologis potensial, catat surat kabar itu.
"Radiasi yang membombardir permukaan Eropa meninggalkan semacam sidik jari," kata Kevin Rook, rekan penulis penelitian dan spesialis proyek baru untuk misi potensial Europa Lander. “Jika kita tahu seperti apa cetakan ini, kita dapat lebih memahami sifat dari setiap zat organik dan kemungkinan biosignal yang dapat dideteksi dalam misi di masa depan, apakah itu pesawat ruang angkasa yang terbang ke Eropa atau“ mendarat ”di atasnya.
Misi dari tim Clipper Eropa sedang mengeksplorasi kemungkinan jalur orbit, dan rute yang diusulkan melewati banyak wilayah Eropa yang mengalami tingkat radiasi yang lebih rendah, kata Rood. "Ini adalah berita baik untuk mempelajari bahan lautan yang berpotensi segar yang belum banyak diubah oleh radiasi sidik jari Jupiter."
JPL, sebuah divisi Caltech di Pasadena, California, mengelola misi Europa Clipper di Kantor Misi Ilmu Pengetahuan Washington di NASA.
sumber