A Juno űrszonda megmérte, milyen vastag az Europa jégkérge

A NASA napenergiával üzemelő űrszondája, a Juno a Jupitert vizsgálja, 2016 óta kering az óriásbolygó körül. Az Europa, a négy Galilei-hold egyike vastag jégburokban rója útját – de vajon mennyire vastagban? Az eddigi becslésekben a 3 kilométerestől a 30 kilométeresig változtak az elméleti elképzelések. A Juno azonban rendelkezik egy olyan műszerrel, a mikrohullámú radiométerrel (MWR), amely a nagy holdak vizsgálatában kulcsfontosságúnak bizonyult.

2022. szeptember 29-én a szonda mindössze 360 kilométerre repült el a jégfelszín felett, és közben gyűjtötte az adatokat: a felszín alatti bizonyos mélységekben mérte a hőmérsékletet, közel a hold felszínének felén. Ezt a mikrohullámú sugárzás hat különböző frekvenciáján kapott jelekből nyerte ki.

A mikrohullámú sugárzás ugyanúgy árulkodik a hőmérsékletről, mint az infravörös, azonban képes áthatolni a jégen (az infravöröset erősen elnyeli a víz, így a vízjég is). Az alacsonyabb mikrohullámú frekvenciák a jég több tíz kilométernyi mélységéből érkeznek, míg a magasabb mikrohullámú frekvenciák a jég felső néhány tíz vagy száz méteréből.

Alapesetben a jég hőmérséklete a mélységgel növekedik, vagyis a felszíne a leghidegebb. A mérések azonban azt mutatták, hogy a nagyobb mélységben a jég hőmérséklete nem nőtt, sőt, számos esetben kimondottan hidegebbnek tűnt. Ez ahhoz köthető, hogy a jég belsejében lévő különféle repedések, szennyező anyagok szórják a világűrből (vagyis a hold környezetéből) érkező mikrohullámú jeleket, és eközben elnyomják a jég mélyének jeleit.

Ezt és számos más tényezőt is figyelembe kellett venni a fizikai modellben, amelyet a jégvastagság számításához használtak. Ilyen volt a jég hővezetése, a mélységtől függő hőmérséklet, az említett belső repedések, hibák okozta szórás, illetve a Jupiter sugárzási övéből visszaverődő jelek. Fontos korlát, hogy a modellek tiszta vízjéggel számolnak, mivel csak erről vannak ellenőrzött adatok, de az szinte teljesen bizonyos, hogy nem lehet tiszta jég a valóságban az Europa kérge.

Az így kapott érték 29 kilométeres átlagos jégvastagság volt az átrepülés során vizsgált régióban, plusz/mínusz 10 kilométernyi hibahatárral.

Ez a 10 kilométer lehetséges hiba a megadott eredmény közel harmadaként hatalmas hibahatárnak tűnik, joggal akad fenn rajta az ember szeme. Ez azonban egyszerűen abból következik, hogy a mérés nem közvetlenül a jégvastagságot tudta vizsgálni, hanem közvetett adatok révén igyekezett kiszámítani azt. Ezek a számítások pedig igen sok bizonytalanul ismert, vagy egyáltalán nem ismert, csak feltételezett tényezőt tartalmaznak.

„A 29 kilométeres vastagság a külső, hideg, merev, hővezetéses jégtakaróra vonatkozó adat” – mondta a kutatást vezető Steve Levin, a Juno-küldetés tudományos munkatársa. „Elképzelhető, hogy létezik az Europa jégkérge mélyén egy kissé melegebb konvektív réteg, ha ez így van, a jég még vastagabb is lehet. Ha pedig egy kis mennyiségű oldott sót is tartalmaz a jég, amint azt egyes modellek feltételezik, akkor a becsült jégvastagság mintegy 5 kilométerrel kisebb lehet.”

Az MWR adatai által sugallt vastagabb jégburok arról is árulkodik, hogy a felszínről a mélybeli óceánig hosszabb utat kellene megtenniük a tápanyagoknak, oxigénnek. Ha ezt a folyamatot megértjük, az alapvető fontosságú lehet ahhoz, hogy vajon létezhet-e bármilyen élet e mélybeli óceánban. Az adatok emellett arról is tanúskodnak, hogy miféle repedések, üregek lehetnek a jégben.

Ezek a mikrohullámú jelet szóró „hibák” a mérések alapján pusztán 5-10 centi szélesek lehetnek, és csak néhány száz méteres mélységbe nyúlnak. Ez pedig erős korlátot jelent abból a szempontból, hogy a hold felszínéről a mélybeli óceánba jusson bármiféle anyag.

A Juno űrszondának 2025 szeptemberében „kellett volna” befejeznie küldetését és a Jupiter légkörébe zuhanni, azonban az akkori kormányzati leállás miatt semmi információ nem érkezett erről – és azóta sem tettek közzé újabb adatot a várható befejezésről. A hivatalos adatok nem szólnak arról sem, hogy ismét meghosszabbították volna a szonda működését.

Viszont a NASA ismertetője végére mintegy megjegyzésként most bekerült, hogy 2026. február 25-én lesz a Juno 81. Jupiter-közelítése. Reméljük, még jó ideig üzemelhet és mérhet ez a hatalmas tudást szerző űrszonda! 2030-ban érkezik a NASA Europa Clipper szondája, majd 2031-ben az ESA Juice nevű szondája – a Juno adatai mindkét küldetéshez fontos információkkal szolgálnak.