Bilim insanları çeyrek asırdan uzun bir süredir Jüpiter’in uydusu Europa’yı keşfetmek için bir robot göndermek istiyordu . Şimdi, sonunda gerçekleşiyor: Buzlu dünyaya giden bir uzay aracının, Milton Kasırgası nedeniyle yaşanan gecikmenin ardından, 6 Kasım’dan önce Kennedy Uzay Merkezi’nden bir SpaceX roketiyle fırlatılması planlanıyor . NASA’nın Europa Clipper görevi, Jüpiter sistemine doğru beş buçuk yıl seyir halinde olacak ve ardından gizemli uydunun birçok gizemini araştırmak için yaklaşık 50 uçuş gerçekleştirecek.

Bilim insanlarının çözmeyi umduğu en önemli bulmacalardan biri Europa’nın yaşanabilir olup olmadığıdır; yani bildiğimiz şekliyle yaşamı barındırmak için gereken su, enerji ve kimyasal yapı taşlarına sahip olup olmadığıdır. Donmuş dünya, ayımızla hemen hemen aynı boyuttadır ancak buzlu dış yüzeyinin altında, Dünya’nın tüm okyanuslarının toplamından iki kat daha fazla su içerebilen uçsuz bucaksız bir okyanus saklar. Bu, Europa’yı gezegenimizin ötesinde canlı organizmaların var olup olmadığını öğrenmeyi uman astrobiyologlar için önemli bir hedef haline getirir.

Yörüngedeki ilk üç yıllık görevi sırasında Europa Clipper , uydunun yüzeyinin benzeri görülmemiş görüntülerini sağlayacak, buz kabuğunun dinamikleri hakkında bilgi toplayacak ve Satürn’ün uydusu Enceladus’a benzer şekilde yüzeyinden muhteşem gayzerler fışkırıp fışkırmadığını belirleyecek. Araştırmacı, araştırmacılara evren boyunca muazzam sayılarda var olabilecek buzlu okyanus dünyalarının iç işleyişine dair fikir verecek.

NASA’daki görevin program bilimcisi Curt Niebur , “Daha önce buzlu bir okyanus dünyasına adanmış bir görev göndermedik,” diyor . “Bizi bekleyen çok sayıda keşif var, harika olacak.”

Europa hakkında neler biliyoruz?

İtalyan gökbilimci Galileo Galilei , 1610 yılında teleskopunu Jüpiter’e doğrulttuğunda ve dev gezegeni çevreleyen dört parlak nokta gördüğünde Europa’yı  ve üç kardeş uydusunu keşfetti. İlk yakın çekim görüntülerimiz , NASA’nın Voyager sondalarının Jüpiter’in yanından hızla geçip birçok uydusunu fotoğrafladığı 1979 yılında geldi. Voyager 2, Europa’nın dış yüzeyinin yüksek çözünürlüklü görüntülerini aldı ve uzun, düzensiz çatlaklarla dolu olduğunu ve nispeten kraterlerden yoksun olduğunu gösterdi; bu da yüzeyin genç ve muhtemelen jeolojik olarak aktif olduğunu gösteriyordu.

1996’da NASA’nın Galileo görevi Europa’nın yanından uçtu ve son derece ilginç veriler gönderdi: Görünüşe göre bu minik donmuş ay, normalde sadece Dünya gibi daha büyük gövdelerde bulunan bir manyetik alana sahipti. Uzay fizikçisi Margaret Kivelson ve meslektaşları, Jüpiter’in manyetik alanının , uydunun kabuğunun altında devasa bir küresel sıvı tuzlu su okyanusu varsa Europa’da bir manyetik alan oluşturabileceğini gösterdi.

“Herkes uygun şekilde şüpheciydi,” diyor Niebur. “Margie oturdu ve varsayımlarını, matematiğini, mantığını gözden geçirdi ve bu harikulade zeki kadın herkesi haklı olduğuna ikna etti.”

Bilim insanları ilk kez buzlu bir okyanus dünyası için kanıta sahipti, bu kategoriye artık Europa’nın kardeşleri Calisto ve Ganymede, Satürn’ün Enceladus ve Titan ve Neptün’ün Triton’u da dahil olduğu biliniyor. Galileo sondası ayrıca Europa’nın yüzeyini kaplayan devasa kırmızımsı karbon içeren organik madde yamaları olduğunu gösterdi, daha sonraki gözlemler aynı yamalarda sofra tuzu buldu – hepsi de buz gibi dış yüzeyinin altında yaşanabilir bir çevrenin yattığına dair cezbedici ipuçları.

Yet large gaps remain in our understanding of Europa: Is its frozen carapace is a few kilometers or tens of kilometers thick? What kind of chemistry does the moon’s subsurface ocean have and how deep is it? Is there geothermal activity on the seafloor that could provide energy for living organisms? Could the organic material on Europa’s outer shell provide food for undersea creatures? Such questions are the driving forces behind the mission.

Europa Clipper Nedir?

Clipper uzay aracı, NASA’nın şimdiye kadar inşa ettiği en büyük gezegen keşif aracıdır ve güneş panelleri bir basketbol sahasının boyutuna kadar uzanmaktadır. Robot, sonda Europa’nın yanından geçerken her biri veri kaydedecek dokuz adet son teknoloji ürünü aletten oluşan bir takım taşımaktadır.

Jüpiter’in müthiş manyetik alanı nedeniyle Clipper Europa’nın yörüngesinde dönmeyecek – bizim gezegenimizinkinden yaklaşık 20.000 kat daha güçlü. Alanın radyasyonu, etkisi altında çok uzun süre kalan tüm elektronik cihazları kızartır (ve aya mavi veya yeşil bir parıltı verebilir ). Ancak uzay aracı radyasyonun içine ve dışına doğru uçarak ayın dış yüzeyinin %95’inin yüksek çözünürlüklü fotoğraflarını çekecek, bazen yüzeyden 25 kilometre (16 mil) kadar yakına gelecek.  Bu görüntüler bize Europa’nın şimdiye kadarki en ayrıntılı haritasını verecek.

( Europa Clipper’a hazırlık amacıyla bilim insanları, teknikleri ve aletleri Dünya’da test ettiler .)

Clipper Europa’yı nasıl inceleyecek?

Massachusetts’teki Woods Hole Oşinografi Enstitüsü’nden gezegen bilimci Catherine Walker , şu anki en iyi ay görüntülerimizin sınırlı ayrıntı içerdiğini, Dünya’nın üzerinde uçan birinin Manhattan’ın iki su kütlesi arasında bulunan bir ada olduğunu söyleyebilmesine eşdeğer olduğunu söylüyor. Clipper’dan sonra “Central Park’ı, tek tek sokakları, bunun gibi şeyleri görebileceğiz” diyor ve ayrıca birçok özelliğin yüksekliğini ölçebileceğiz.

Böyle bir çözünürlük, araştırmacıların buz kabuğunun nasıl hareket ettiğini ve parçalandığını, gezegenimizdeki tektonik plakalar gibi birbirinin altından kayan bölümler içerip içermediğini ve belki de en önemlisi, Europa’nın dışını iç okyanusuna bağlayan geçitler veya kanallar olup olmadığını araştırmalarına olanak tanıyacak.

Juno’nun kamerası, Jüpiter’in güney yarımküresinin bu görüntüsünü çekti; arka planda uydular Io (sol) ve Europa (sağ) görülüyor.

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Andrea Luck

Clipper, Antarktika’daki gömülü Vostok Gölü’ne benzer gizli sıvı su ceplerini arayarak donmuş buz kabuğunun en dibine kadar bakmak için buz delici radar kullanacak . Bu tür noktalar, yüzeydeki enerji açısından zengin organik moleküllerin buzul altı okyanusundan daha kolay ulaşabileceği potansiyel olarak yaşanabilir yerlerdir.

Maryland, Laurel’daki Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’ndan astrobiyolog Kate Craft, “Hayatın arayüzleri ve malzemelerin karışabileceği yerleri sevdiğini biliyoruz,” diyor . “Ve eğer buz kabuğunun içinde böyle yerler görürsek, bu gerçekten geri dönüp gelecekte örnek almaya çalışabileceğimiz ilgi çekici bir yer olurdu.”

Clipper, spektrometre adı verilen bir cihaz kullanarak, uydunun yüzeyindeki kırmızımsı-turuncu organik materyalde ne olduğunu araştıracak. Bu materyalin üç olası kaynağı var: Bunlar, Jüpiter’in güçlü manyetik alanıyla etkileşime giren basit kimyasalların sonucu olarak iç okyanustan gelen çatlaklar yoluyla fışkırıyor olabilir veya Europa’ya yerleşmeden önce yakındaki volkanik uydu Io tarafından uzaya fırlatılan döküntüler olabilir.

Clipper’a ayrıca Jüpiter sisteminde Avrupa Uzay Ajansı’nın Jüpiter Buzlu Uyduları Gezgini (JUICE) de katılacak. Bu görev esas olarak Ganymede ve Calisto’yu araştıracak ancak Europa’dan da geçmesi gerekecek ve bu da iki uzay aracının bu dünyalar hakkındaki gizemleri çözmek için birlikte çalışması için fırsatlar sağlayacak.

Clipper, Europa’nın kabuğunun altından mı sondaj yapacak?

Ne yazık ki, uzay aracı iniş yapıp numune alamıyor, ancak birçok bilim insanı Europa’nın yüzeyinden fışkıran gayzerleri tespit etmeyi umuyor. Yaklaşık on yıl önce çekilen Hubble görüntüleri, bu tür püskürmelerin patlayabileceğine dair ipuçları veriyordu . Ancak Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz’dan gezegen bilimci Francis Nimmo, “tüm tespitler tespit sınırlarındaydı” diyor. “Eğer [tütsüler] varsa, o zaman oldukça aralıklıdırlar ve aslında hiç orada olmayabilirler.”

Clipper’ın bu bilmeceyi, ya bir gayzerin doğrudan fotoğraflarını çekerek ya da yüzeyde yakın zamanda oluşmuş bir tortunun kanıtını bularak çözmesi umulur. Tüyler varsa, görev yöneticileri Clipper’ı bir fışkırtmadan geçirerek buz tabakasının içinden veya altından malzemeyi tadabilecekleri ve analiz edebilecekleri için büyük bir nimet olur.

( Bu etkileşimli grafikle Europa’nın buzlu okyanusunu keşfedin . )

Europa’nın derinliklerinde neler oluyor?

Europa’nın okyanusunun dibindeki kayalık yüzeyin jeolojik olarak ne kadar aktif olduğundan kimse tam olarak emin değil. Bazıları, Dünya okyanuslarının derinliklerinde bulunanlarla aynı olan sıcak, dumanlı hidrotermal bacaların orada da mevcut olabileceğinden ve mikroplara, yengeçlere ve solucanlara sıcak ve enerjik yaşam alanları sağlayabileceğinden şüpheleniyor. Ancak son modeller bu fikre soğuk su sıçrattı: Kayalık kabuğun dayanıklılığına ve benzer büyüklükteki ayımızın düşük tektonik aktivitesine dayanarak, bazı araştırmacılar Europa’nın deniz tabanının aslında sadece çok düşük enerjili olup olmadığını sorguladı.

Yeni modellerin geliştirilmesine yardımcı olan St. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde gezegen bilimci olan Paul Byrne , “Eğer haklıysak, bunlar Dünya’da aşina olduğumuz, büyük solucanlar ve gerçekten sıcak siyah beyaz duman çıkaran hidrotermal sistemler olmayacak” diyor .

Craft, araştırmacıların bu tür tartışmalara girmesinin iyi bir şey olduğunu, çünkü Clipper gibi bir görevin bunları temizlemesi gerektiğini söylüyor. Sonda, yakın uçuşları sırasında uydunun manyetik ve yerçekimi alanlarını ölçerek Europa’nın iç yapısı hakkında bilgi sağlayarak bu tür tartışmaları çözmeye yardımcı olacak.

Bu, gezegenimizin ötesindeki yaşam için ne anlama gelebilir?

Clipper bir yaşam tespit görevi olmasa da, bu uzaylı dünyanın uzaylı yaşamı sürdürüp sürdüremeyeceğini değerlendiren ilk görev olacak. Bu donmuş uyduyu anlamak, Enceladus ve Triton gibi diğerlerine ve büyük olasılıkla uzak yıldız sistemlerindeki buzlu okyanus dünyalarına dair içgörüler sağlayacaktır. Niebur, güneş sistemimizde yalnızca bir karasal okyanus dünyası olduğunu, Dünya’nın olduğunu, ancak Europa’ya benzer en az altı gök cismi olduğunu belirtiyor.

“Eğer Europa Clipper buzlu okyanus dünyalarının yaşanabilir olduğunu gösteriyorsa,” diyor, “o zaman evrenin tamamında yaşanabilir ortamların ne kadar yaygın olduğu konusundaki çıkarımlar kesinlikle şaşırtıcı olur.”