Devasa Gaz Devi Olan Jüpiter'in Uydularındaki Buzlu Yüzeyinin Altında Hangi Sırların Yattığını Açıklıyoruz

13.02.2022 - 12:30

Kaynak: https://www.sciencefocus.com/space/esa-j...

Tuzlu okyanusun derinliklerinde, çatlamış bir deniz tabanı var. Çekirdek katmanlarından gelen sıcak gazlar suya karışarak, güneşin öptüğü yüzeyden çok uzakta bir yaşam sürdüren mikrobiyal yaşam kolonilerini besliyor. Bu, Dünya'nın uçsuz bucaksız okyanuslarının dibinden bir sahne gibi gelebilir ancak aslında bu, Jüpiter'in yörüngesindeki buzlu uydulardan biri olan Europa'nın olası bir görüntüsü olabilir. Ve yaklaşan 'Jupiter Icy Moons Explorer' (JUICE) görevi sayesinde, sonunda bu görüntünün ne kadar doğru olduğunu öğrenme fırsatımız olabilir. Bu yazımızda Jupiter'in uydularından bahsediyoruz.

Gezegenimizin sınırlarının ötesinde yaşam belirtileri arayan bilim insanları olan astrobiyologlar uzun zamandır basit bir mantraya bağlı kaldılar: her zaman suyu takip et.

Bunun basit nedeni, gezegenimizdeki en küçük bakteriden en büyük balinaya kadar her canlının hayatta kalmak için sıvı suya ihtiyacı olmasıdır. Kim bilir, belki uzaylı yaşamının suya ihtiyacı yoktur ama hidrojen ve oksijen arasındaki bu moleküler bağı aramak, uzaylı yaşamı aramaya başlamak için mükemmel bir yerdir.

Su aramanın belki de en önemli kriteri, sıcaklığın sıvı su için tam olarak doğru olduğu, bir yıldızın etrafındaki dar bir alan olan 'yaşanabilir bölge'de etrafı araştırmaktır.

Dünya bu bölgede bulunur, bu nedenle suyumuzun çoğu ne donar ne de kaynar. Ancak yaşanabilir bölge kusurlu bir kavramdır.

Astrobiyolog olan Dr Mark Fox-Powell, "Dış Güneş Sistemindeki en az beş nesnenin yüzey altı okyanusları olduğunu biliyoruz" diyor.

Tüm bu okyanuslar geleneksel yaşanabilir bölgenin dış sınırlarının çok ötesinde. Bu okyanuslardan üçü, Jüpiter'in üç uydusunun yüzeylerinin altında; Europa, Ganymede ve Callisto. Jüpiter'in, tıpkı Güneş gibi, kendine ait yaşanabilir bir bölgesi vardır. Sıvı su için gerekli ısı Güneş'ten değil, Jüpiter'in yerçekiminden gelir. Bu çekim gücü ayları genişletir ve küçültür, bu şekilde onları ısıtır.

Jüpiter sisteminden pek çok kez geçmiş olsak da, bu uydular nadiren ana odak merkezi olmuştur.

Fox-Powell, “Onları en son doğrudan incelediğimizde yıl 1990'dı' diyor. Galileo uzay aracı 90'larda görevinin sonuna geldiğinde dev gezegenin kendisine düşüp 'emekliliğe ayrılmıştı'. Ama şimdi Jüpiter'in buzlu uydularına giden özel bir görev olan JUICE var.

JUICE misyonunun kalbinde, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından inşa edilmiş bir uzay aracı var.

Uzay aracının ana gövdesinin her iki yanında uzanan güneş paneli kanatlarıyla dev bir kuşa hafif bir benzerlik gösteriyor. Jüpiter'deki güneş ışığı, Dünya'ya ulaşan ışıktan 30 kat daha sönük olduğundan panellerin büyük olması gerekiyor. Bu yüzden bu paneller bir voleybol sahasının yaklaşık yarısı büyüklüğünde bir alanı kaplıyorlar. Uydunun üç metre çapındaki anteni, JUICE'ın topladığı verileri görev kontrolüne geri gönderecek, ancak bu verilerin Dünya'ya yarım milyar kilometreden fazla seyahat etmesi neredeyse iki saat sürecek.

ESA, 2022'de koronavirüs pandemisi sert şekilde vurana kadar JUICE görevini başlatmayı umuyordu.

ESA, karantina sırasında kaybedilen zamanı değerlendirmek, ve 2023 yılında yapılması planlanan kalkış için gereken son hazırlıkları yapmaya gayret gösterirken, ekibi zorlu bir takvim bekliyor. Orijinal plan, JUICE'in Dünya'yı 5 kez dolaşıp, Venüs ve Mars'ın yer çekimi gücünü kullanarak Jüpiter'e 7 buçuk yılda ulaşmasıydı. ESA henüz yeni zaman çizelgesinin kesin ayrıntılarını açıklamadı, ancak JUICE 2030'ların başında Jüpiter'e ulaşacak. Oraya vardığında, Europa, Ganymede ve Callisto'yu keşfetmek için en az üç yıl harcayacak. Daha sonra NASA'nın 2024'te başlatması planlanan Europa Clipper misyonuna katılacak.

Kendi halinde apayrı bir gezegen sistemi: Jüpiter ve ayları...

Bu uyduları uzun zamandır biliyoruz. Güneş Sistemi'ndeki volkanik olarak en aktif yer olan Io ile birlikte Europa, Ganymede ve Callisto, ilk olarak 17. yüzyılın başında İtalyan astronom Galileo tarafından keşfedildi ve 'Galile uyduları' olarak adlandırıldılar. JUICE'ın odaklanacağı üçlüden olan Europa ayı, Jüpiter'in en çok ilgi gören ayıdır diyebiliriz. Fox-Powell, “Europa kesinlikle Galile uydularının poster çocuğu” diyor. Bunun nedeni Europa'nın buzlu kabuğunun altında, Dünya'nın tüm denizlerinden, göllerinden ve nehirlerinden daha fazla sıvı su içeren bir okyanus olması. Okyanuslarımızda yüzen yaşam varsa, aynı şey Europa için de geçerli olabilir mi? Sorunun bir kısmı, okyanusun kalın, buzlu bir yüzeyin altında saklanması. Fox-Powell, “Okyanuslara doğrudan erişemiyoruz” diyor. Neyse ki bilim insanları buzlu kabuğun ve suyun, volkanik aktivite sırasında parçalanan Dünya yüzeyinin altındaki erimiş kaya gibi etkileştiğini düşünüyorlar. Fox-Powell, 'Bu, okyanusları dolaylı olarak incelemek için yüzeydeki materyalleri kullanabileceğimiz anlamına geliyor' diyor.

JUICE'nin Europa'ya doğrudan inemeyecek olmasına rağmen, bu malzemelerden bir örnek bile toplayabiliriz.

Uzay aracı, 'Parçacık Çevre Paketi' de dahil olmak üzere Jüpiter'e 10 yüksek hassasiyetli araştırma aleti taşıyor. Fox-Powell, “Bu araç-gereçlerden bazıları, yüzeyden fırlayan toz ve diğer molekülleri incelemek için tasarlandı. Eğer bu madde okyanuslardan geldiyse, yaşamın göstergesi olan molekülleri içermesi imkansız değil.” diyor.

Europa'nın okyanuslarında organizmalar varsa, o zaman yaşamlarını sürdürebilmek için bir enerji kaynağına ihtiyaçları olacak.

Buzlu kabuğun altında saklanırken bu enerjiyi almalarına imkan yoktur. Fox-Powell iki potansiyel seçenek görüyor. Jovian sistemi, Jüpiter'in manyetik alanı etrafında yüksek enerjili parçacıkları saptırıp huni haline getirdiği için yoğun radyasyon seviyeleriyle dolu bir ortam olabilir. Fox-Powell, 'Yüzeye ulaşan herhangi bir okyanus malzemesi doğrudan pişecektir' diyor. Bu, buzun kimyasını değiştirir. Muhtemel bir senaryo, radyasyonun suyu hidrojen ve oksijene ayırması ve bu oksijenin potansiyel olarak aşağıdaki okyanusa geri sızmasıdır. Diğer potansiyel yan ürünler, kükürt elementini içeren bileşiklerdir. Fox-Powell, “Bu bileşiklerin Dünya'da mikrobiyal yaşamı destekledikleri biliniyor” diyor. JUICE misyonu, okyanus-yüzey sınırı ve koşulların biyoloji için ne ölçüde uygun olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmemize yardımcı olacak. Alternatif olarak, Europa yaşamı okyanus tabanını kolonize etmiş olabilir. Dünya'da, herhangi bir güneş ışığı olmadan deniz tabanında gelişen organizma toplulukları vardır. Bu canlıların enerjileri kaynağı okyanus ile Dünya'nın sıcak iç kısmı arasındaki sınırdaki çatlaklar olan hidrotermal menfezlerdir. JUICE, Europa'nın iç kısmının jeolojik olarak ne kadar aktif olduğunu görmemize yardımcı olabilir.

Tabii bu görevin tek odağı Europa değil.

Asıl dikkati Europa çekecekken, JUICE'ın ana hedefi bu ay değil. Görev, Europa tarafından yalnızca iki kez uçacak ancak Callisto'nun yanından tam 12 kez geçecek. Callisto, dört Galile uydusunun en dışta olanıdır, bu nedenle Jüpiter'in yer çekimi ve radyasyonundan en az etkilenen ayıdır. Yüzeyi buzun altından fışkıran malzemelerle sürekli yeniden şekillenen Europa'nın aksine, Callisto Güneş Sistemi'ndeki en eski yüzeye sahiptir. Milyarlarca yıldır değişmeden Callisto yüzeyi, Güneş'in etrafında dönen diğer tüm cisimlerden daha fazla çarpma krateriyle işaretlenmiştir. Gökbilimciler, Callisto'nun antik yüzeyinin altında 200 kilometre derinliğinde bir okyanusun yattığından şüpheleniyorlar. JUICE'nin 'Buzlu Ay Keşfi İçin Radar' cihazı tam burada devreye girecek. Galilean uydularının buzlu kabuklarını yaklaşık dokuz kilometre derinliğe kadar delebilecek radyo dalgaları iletecek. Radyo dalgalarının geri yansıma biçiminden, ayların iç yapıları hakkında daha fazla şey öğreneceğiz.

JUICE'ın görev zamanının çoğunu nerede geçireceğini belirleyen faktör ise manyetizmadır: Ganymede.

Bir düzine uçuşla birlikte, uzay aracı Ganymede'nin yörüngesine girecek ve orada sekiz ay kalacak. İlk kez Dünya'dan bir uzay aracı bizimki dışında bir uydunun yörüngesinde dolanacak. Imperial College London'dan Prof Michele Dougherty, “Ganymede Güneş Sistemindeki en heyecan verici nesnelerden” diyor. Her şeyden önce sistemdeki diğer aylardan daha büyük. Aslında, cüce gezegen Plüton ve Merkür gezegeninden de daha büyük. Europa gibi, aynı zamanda Dünya'da sahip olduğumuzdan daha fazla su içeren bir yeraltı okyanusuna sahip olduğu düşünülüyor. Yine de ana cazibe Ganymede'nin manyetizması. Ganymede, kendine ait bir manyetik alana sahip olduğu için Güneş Sistemi'nin uyduları arasında benzersizdir. JUICE uydusunda bulunan araçlar 8 ay boyunca bu manyetik alanı inceleyecek.

Bu çaba, ekibin eninde sonunda tüm bu emeği yok edeceklerini düşünülünce daha da dikkat çekici.

2034 yılı civarı, uzay aracının yakıtının biteceği öngörülüyor. Herhangi bir yakıt olmadan, bilim insanları artık onu Jovian sistemi etrafında gezdiremeyecekler. Bu yüzden ekip Cassini gibi uzay araçlarına yaptıkları şeyi JUICE aracına yapacak: onu kasıtlı olarak uyduya çarpacaklar. JUICE, Ganymede'nin yüzeyine çarparak, bu devasa uydunun neyden yapıldığını görmek için son bir deney yapacak. JUICE'in Jüpiter'in buzlu uydularını keşfetme günleri sona erecek, ancak bilim insanları daha sonra uzun bir süre onun gönderdiği değerli veri koleksiyonunu incelemeye devam edecek. Fox-Powell, '20 yıl içinde bu aylara ilişkin anlayışımız farklı olacak. JUICE gerçek bir devrim sağlayacak.” diyor. Bu görev, sonunda bize bu geniş ve çoğu zaman şaşırtıcı Güneş Sisteminde yalnız olup olmadığımızı söyleyebilir.

Siz bu konu hakkında ne düşünüyorsunuz? Yorumlarda buluşalım!