Czas zabrać się do pracy JUICE. Eksplorator księżyców JUpiter ICy Europejskiej Agencji Kosmicznej wystartował wczoraj na rakiecie Ariane 5, aby rozpocząć ośmioletnią podróż do układu Jowisza w celu zbadania Europy, Ganimedesa i Kallisto, trzech największych księżyców w całym Układzie Słonecznym.

Wraz z należącą do NASA Europa Clipper, która wystartuje w październiku 2024 r., ale dotrze do celu rok wcześniej niż JUICE, misje uzyskają pierwsze zbliżenia lodowych księżyców Jowisza od czasu, gdy sonda NASA Galileo odwiedziła gazowego giganta w latach 1995-2003.

„Dowiedzieliśmy się, że Europa ma podpowierzchniowy ocean w wyniku misji Galileo” — mówi Emily Martin, geolog prowadzący badania w Centrum Badań nad Ziemią i Planetarnością w Narodowym Muzeum Lotnictwa i Przestrzeni Kosmicznej Instytutu Smithsona. Odkrycie Galileo rozpaliło zainteresowanie tak zwanymi „światami oceanów”, które mają wodę w stanie ciekłym pod grubym lodem powierzchniowym i mogą być najlepszym miejscem do poszukiwania obcego życia w naszym Układzie Słonecznym. Ganimedes i Callisto to prawdopodobnie również światy oceaniczne.

[Related: Astronomers find 12 more moons orbiting Jupiter]

Podczas gdy Galileo wykonał kilka zdjęć mniej znanego rodzeństwa, nie był w stanie przeanalizować ich powierzchni, ponieważ pierwotnie planowany statek kosmiczny był sparaliżowany od samego początku, kiedy jego antena o dużym wzmocnieniu, niezbędna do przesyłania dużych ilości danych, nie w pełni się rozwinęła . W rezultacie, kiedy JUICE dotrze do Jowisza w 2031 roku, rozpocznie dostarczanie pierwszych prawdziwie wysokiej rozdzielczości badań Ganimedesa i Kallisto oraz uzupełni dane o Europie zebrane przez Europa Clipper. JUICE użyje swojego wysokościomierza laserowego do zbudowania szczegółowych map topograficznych wszystkich trzech księżyców i wykorzysta pomiary ich pól magnetycznych i grawitacyjnych wraz z radarem do zbadania ich wewnętrznych struktur.

„Galileo przeprowadził rekonesans” — mówi Martin — „a teraz JUICE może wrócić i naprawdę głęboko kopać”.

Czy na księżycach Jowisza jest woda?

Jeśli ludzie znają jeden księżyc Jowisza, prawdopodobnie jest to Europa: podpowierzchniowy ocean lodowego księżyca był tematem książek i filmów science fiction. Ale Martin jest szczególnie podekscytowany tym, co JUICE może znaleźć na Callisto. Drugi co do wielkości księżyc Jowisza, krąży dalej niż Europa czy Ganimedes. Wydaje się, że jest geologicznie nieaktywna i może nie być zróżnicowana, co oznacza, że ​​wnętrze Kallisto nie rozdzieliło się na warstwy skorupy-płaszcza-jądra widoczne na innych planetach i księżycach.

Pomimo niskiego profilu, dane z misji Galileo sugerują, że Callisto może zawierać ciekły ocean, taki jak Europa i Ganimedes. Zrozumienie, jak to możliwe, i przyjrzenie się, jak naprawdę wygląda wnętrze Kallisto, może pomóc badaczom kosmosu lepiej zrozumieć, jak ewoluowały wszystkie księżyce Jowisza.

„W pewnym sensie Callisto jest proto-Ganimedesem” — mówi Martin.

Co przychodzi po Marsie?

Zdaniem Scotta Shepparda, astronoma z Carnegie Institution for Science, interesujące jest nie tylko wnętrze Callisto. To jedyny duży księżyc, który krąży poza pasami intensywnego promieniowania uwięzionego w kolosalnym polu magnetycznym Jowisza – promieniowania, które może usmażyć zarówno elektryków statków kosmicznych, jak i ludzkich odkrywców. „Jeśli ludzkość ma zbudować bazę na jednym z księżyców Jowisza, Kallisto byłaby zdecydowanie pierwszym wyborem” — mówi Sheppard. „Może to być księżyc będący bramą do zewnętrznego układu słonecznego”.

JUICE przeleci obok Europy, następnie Kallisto, a następnie wejdzie na orbitę wokół Ganimedesa, największego księżyca w Układzie Słonecznym. Ze średnicą około 3270 mil jest większa niż planeta Merkury, która ma średnicę 2578 mil.

Geoffrey Collins, profesor geologii, fizyki i astronomii w Wheaton College, mówi, że najbardziej ekscytuje go część misji związana z Ganimedesem. „To będzie pierwszy raz, kiedy okrążymy taki świat i wiem, że będziemy zaskoczeni tym, co odkryjemy”.

Jeśli pod zamarzniętą skorupą Ganimedesa znajduje się ocean ciekłej wody, jak głęboka jest jego skorupa i czy jego przypuszczalny ocean podpowierzchniowy jest jedną ogromną cysterną, czy też składa się z cieczy pokrytej lodowym lub skalistym płaszczem. JUICE będzie pierwszą misją, która da naukowcom prawdziwe odpowiedzi na te pytania.

„Nawet jeśli JUICE pozwoli nam osiągnąć taki poziom zrozumienia Ganimedesa, jaki mieliśmy dla Marsa 20 lub 30 lat temu, byłby to ogromny skok naprzód w stosunku do tego, co wiemy teraz” — mówi Collins. „To będzie coś, co przepisuje podręczniki”.

[Related: A mysterious magma ocean could fuel our solar system’s most volcanic world]

Wszelkie wskazówki, które JUICE zbiera od Ganimedesa i Kallisto, mogą odnosić się nie tylko do Jowisza i jego lodowych księżyców. Według Martina mogą nam powiedzieć więcej o tym, czego możemy się spodziewać, gdy spojrzymy dalej od naszego Układu Słonecznego.

„Kontekstualizuje różne rodzaje światowych systemów oceanicznych, co ma jeszcze szersze implikacje dla systemów egzoplanet” – mówi. „Im lepiej zrozumiemy różnice i podobieństwa między systemami światów oceanicznych, które mamy tutaj w naszym Układzie Słonecznym, tym lepiej będziemy przygotowani do zrozumienia systemów planetarnych, które wciąż odkrywamy w innych układach słonecznych” ”.