منذ ذلك الحين جاليليو قدم المسبار دليلاً مقنعًا على وجود محيط عالمي تحت سطح أوروبا في التسعينيات ، وتساءل العلماء متى يمكننا إرسال مهمة أخرى إلى هذا القمر الجليدي والبحث عن علامات الحياة المحتملة. تستدعي معظم مفاهيم المهمة هذه وجود مركبة فضاء أو مركبة فضائية مما سيدرس سطح يوروبا ، ويبحث في الورقة الجليدية عن علامات التوقيعات الحيوية التي تحولت من الداخل.
للأسف ، يتم قصف سطح يوروبا باستمرار بالإشعاع ، مما قد يغير أو يدمر المواد المنقولة إلى السطح. باستخدام البيانات من جاليليو و فوييجر 1 المركبة الفضائية ، أنتج فريق من العلماء مؤخرًا خريطة توضح كيفية اختلاف الإشعاع عبر سطح أوروبا. باتباع هذه الخريطة ، المهمات المستقبلية مثل وكالة ناسا يوروبا كليبر سوف تكون قادرة على العثور على البقع حيث يحتمل أن تكون التوقيعات الحيوية موجودة.
كما كشفت العديد من المهمات من خلال دراسة سطح أوروبا ، فإن القمر يمر بتبادل دوري بين الداخل والسطح. إذا كانت هناك حياة في محيطها الداخلي ، فيمكن عندئذٍ جلب المواد البيولوجية نظريًا إلى السطح حيث يمكن دراستها. بما أن الإشعاع من المجال المغناطيسي للمشتري من شأنه أن يدمر هذه المادة ، ومعرفة مكانها الأكثر كثافة ، ومدى عمقها ، وكيف يمكن أن تؤثر على المناطق الداخلية ، كلها أسئلة مهمة.
كما شرح توم نوردهايم ، عالم الأبحاث في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا ، في بيان صحفي صدر حديثًا عن وكالة ناسا:
"إذا أردنا أن نفهم ما يحدث على سطح أوروبا وكيف يرتبط ذلك بالمحيط تحتها ، فنحن بحاجة إلى فهم الإشعاع. عندما نفحص المواد التي ظهرت من تحت سطح الأرض ، ما الذي ننظر إليه؟ هل يخبرنا هذا ما هو موجود في المحيط ، أم أن هذا ما حدث للمواد بعد إشعاعها؟ "
لمعالجة هذه المسألة ، درس نوردهايم وزملاؤه بيانات من جاليليوالتحليق لليوروبا وقياسات الإلكترون من وكالة ناسا فوييجر 1 مركبة فضائية. بعد النظر عن كثب في الإلكترونات التي تنفجر على سطح القمر ، وجد نوردهايم وفريقه أن جرعات الإشعاع تختلف حسب الموقع. يتركز أشعة الإشعاع في المناطق حول خط الاستواء ، ويقل الإشعاع بالقرب من القطبين.
ظهرت الدراسة التي تصف نتائجها في الآونة الأخيرة في المجلة العلمية طبيعة تحت عنوان "الحفاظ على التواقيع الحيوية المحتملة في باطن الأرض الضحلة من أوروبا". قاد الدراسة نوردهايم وشارك في تأليفها كيفن هاند (أيضًا مع مختبر الدفع النفاث) وكريس بارانيكاس من مختبر جونز هوبكنز للفيزياء التطبيقية في لوريل بولاية ماريلاند.
قال بارانيكاس: "هذا أول توقع لمستويات الإشعاع في كل نقطة على سطح أوروبا وهو معلومات مهمة لمهام أوروبا المستقبلية". الآن بعد أن عرف العلماء مكان العثور على المناطق الأقل تغييرًا بواسطة الإشعاع ، سيكونون قادرين على تحديد مجالات الدراسة لل يوروبا كليبر، وهي مهمة يقودها مختبر الدفع النفاث ، من المتوقع أن تبدأ في وقت مبكر من عام 2022.
من أجل دراستهم ، تجاوز نوردهايم وفريقه خريطة تقليدية ثنائية الأبعاد لبناء نماذج ثلاثية الأبعاد تفحص مدى عمق الإشعاع. لاختبار مدى دفن المواد العضوية العميقة من أجل البقاء ، اختبر نوردهايم وفريقه تأثير الإشعاع على الأحماض الأمينية (اللبنات الأساسية للبروتينات) لمعرفة كيفية تأثير تعرض أوروبا للإشعاع على التأثيرات البيولوجية المحتملة.
تشير النتائج إلى مدى عمق العلماء الذين سيحتاجون إلى الحفر أو الحفر خلال مهمة إنزال يوروبا المستقبلية المحتملة من أجل العثور على أي توقيعات حيوية يمكن الحفاظ عليها. في المناطق ذات الإشعاع الأعلى حول خط الاستواء ، تراوح العمق الذي يمكن العثور عليه من خلاله من 10 إلى 20 سم (4 إلى 8 بوصات). في خطوط العرض المتوسطة والعالية ، بالقرب من القطبين ، تنخفض الأعماق إلى حوالي 1 سم (0.4 بوصة). كما أشارت اليد:
"الإشعاع الذي يقصف سطح يوروبا يترك بصمة. إذا علمنا كيف تبدو بصمة الإصبع هذه ، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل طبيعة أي من المواد العضوية والتوقيعات الحيوية المحتملة التي قد يتم اكتشافها في المهام المستقبلية ، سواء كانت مركبات فضائية تطير من أوروبا أو تهبط على أوروبا. "
عندما يوروبا كليبر تصل المهمة إلى نظام جوفيان ، ستدور المركبة الفضائية حول المشتري وتجري حوالي 45 رحلة طيران قريبة من أوروبا. وستتضمن مجموعة الأدوات العلمية المتقدمة الكاميرات وأجهزة مطياف وأجهزة البلازما والرادار التي ستحقق في تكوين سطح القمر ومحيطه والمواد التي تم إخراجها من السطح.
قال هاند: "يقوم فريق مهمة يوروبا كليبر بفحص المسارات المدارية المحتملة ، والطرق المقترحة تمر عبر العديد من مناطق أوروبا التي تعاني من مستويات منخفضة من الإشعاع". "هذه أخبار جيدة للنظر في مواد المحيطات التي يحتمل أن تكون طازجة والتي لم يتم تعديلها بشكل كبير من خلال بصمة الإشعاع".
مع خريطة الإشعاع الجديدة هذه ، سيتمكن فريق المهمة من تضييق نطاق مواقع البحث الممكنة. وهذا ، بدوره ، سيزيد من احتمالية قدرة البعثة المدارية على تسوية اللغز الذي دام عقودًا حول ما إذا كانت هناك حياة في نظام جوفيان أم لا.
