Datorsimuleringar av plymer av flytande vatten som strömmar ut från Jupiters måne Europa visar att det kommande rymduppdraget JUICE kan ge ett svar på frågan om huruvida den jovianska månens underjordiska hav skulle kunna hysa liv. Hans Huybrighs kommer till denna slutsats i den doktorsavhandling han nyligen har avslutat vid Max-Planck Institute of Solar System Physics och Technical University Braunschweig, Tyskland, i samarbete med Institutet för rymdfysik i Kiruna.

Ett djupt hav av flytande vatten är gömt under den isiga ytan på Jupiters måne Europa. Livet kan ha utvecklats här, skyddad från solljus och nyfikna observatörer från planeten jorden. Att titta genom isen för att hitta spår av detta hypotetiska liv är lättare sagt än gjort, speciellt när man inser att isen kan vara flera kilometer tjock. År 2022 kommer Europeiska rymdorganisationen (ESA) att skjuta upp sitt rymduppdrag JUpiter ICy moon Explorer (JUICE). Rymdfarkosten JUICE kommer att anlända till Jupiter och dess isiga månar 2030 och ombord kommer Partikelmiljöpaketet (PEP) som utvecklats vid Svenska Institutet för Rymdfysik (IRF). Ny forskning visar att PEP, ett instrument som består av flera partikeldetektorer, kommer att kunna "smaka" plymen på olika sätt och kasta lite ljus över innehållet i Europas hav.

Observationer från rymdteleskopet Hubble av Jupiters måne Europa, gjort under senare år, har visat att vatten bryter ut från Europas yta.

"Europas plymer är det enklaste sättet att smaka på dess underjordiska hav, ", säger Hans Huybrighs. "Att flyga genom en av vattenplymerna och ta prover på materialet kan vara det enklaste sättet att studera Europas hav. JUICE kommer att vara det första uppdraget som kanske kan göra detta."

Efter dess ankomst till Jupitersystemet 2030, JUICE kommer att göra två förbiflygningar av Europa. För att ta reda på om JUICE verkligen kommer att kunna prova plymer, Hans Huybrighs och hans kollegor gjorde datorsimuleringar av plymutbrotten. Genom att beräkna banorna för miljontals partiklar som lanserades av utbrottet, det är möjligt att avgöra om partiklarna kan nå rymdfarkosten och, om tillräckligt många gör det, att upptäcka dem. Simuleringarna visar att även om de flesta partiklar faller tillbaka till ytan efter utbrottet, tillräckligt många av dem kan nå rymdfarkosten JUICE så länge en plym är aktiv nära rymdfarkostens omloppsbana. Intressant, en del av partiklarna faller inte tillbaka. De blir elektriskt laddade efter att ha blivit bombarderade av strålningspartiklar som rör sig i Jupiters starka magnetfält. Dessa nyladdade partiklar är inte längre bundna av gravitationen och kommer att flytta bort från Europa, styrs av elektromagnetiska fält. Även om bara en bråkdel av plympartiklarna blir elektriskt laddade, tillräckligt många av dessa partiklar kan fortfarande detekteras av PEP-instrumentet.

"Våra simuleringar visar att JUICE kommer att kunna upptäcka plymutbrotten på minst två olika sätt, " säger Hans Huybrighs. "Det kan till och med vara möjligt att upptäcka inte bara plymens vatten, men andra ämnen som berättar mer om innehållet i havet under ytan och dess beboelighet också."

Hans Huybrighs försvarade sin doktorsavhandling, "En sökning efter signaturer av Europas atmosfär och plymer i Galileo laddade partikeldata", vid tekniska universitetet i Braunschweig, Tyskland, den 5 december 2018.