Para ilmuwan mengira mereka telah memecahkan misteri tudung es Europa yang berputar aneh: ScienceAlert

Europa adalah benda padat terlembut di tata surya kita, berkat selubung esnya yang tebal. Namun di balik eksteriornya yang halus, bulan terbesar keempat Jupiter tampaknya menyimpan rahasia — yaitu, lautan asin yang dalam dengan potensi menarik untuk kehidupan alien.

Lautan ini menjadikan Europa target utama untuk studi ilmiah, termasuk dua misi orbit terpisah yang dijadwalkan diluncurkan menuju Jupiter dalam dua tahun ke depan.

Dan sementara itu akan memakan waktu beberapa tahun untuk salah satu probe tiba, para ilmuwan sudah menyoroti Europa dengan cara lain, menarik wawasan dari pengamatan teleskop, probe terbang lintas sebelumnya, percobaan laboratorium, dan simulasi komputer.

dalam studi barupeneliti dari Jet Propulsion Laboratory (JPL) di California Institute of Technology di Amerika Serikat dan Universitas Hokkaido di Jepang menggunakan superkomputer NASA untuk memeriksa anomali Europa yang kurang dikenal: mengapa kerak es berputar lebih cepat di bagian dalam?

Menurut penelitian mereka, rotasi asinkron permukaan mungkin disebabkan oleh arus laut yang mendorong dari bawah. Ini adalah penemuan besar, jelas penulis utama dan peneliti JPL Hamish Hay, yang saat ini berada di Universitas Oxford. Ini adalah wahyu yang bisa memberikan petunjuk baru tentang apa yang terjadi di bawahnya.

“Sebelum ini, diketahui melalui eksperimen dan pemodelan laboratorium bahwa pemanasan dan pendinginan lautan Europa mungkin mendorong arus,” kata Hay. Dia berkata. “Sekarang hasil kami menyoroti hubungan antara lautan dan sirkulasi kerak es yang belum pernah terpikirkan sebelumnya.”

Cangkang es mengapung di lautan Europa, sehingga dapat berputar secara independen dari lautan lainnya bulan, termasuk lautan, interior berbatu, dan inti logam. Para ilmuwan telah lama menduga hal ini, tetapi kekuatan pendorong rotasi proyektil masih menjadi misteri.

Europa tunduk pada pembengkokan pasang surut oleh Jupiter, yang merusaknya bulan dengan daya tariknya yang kuat. Tarik tambang besar-besaran ini menyebabkan retakan di kerak es Europa dan kemungkinan menghasilkan sebagian dari mantel dan inti panas.

Dikombinasikan dengan energi panas yang dilepaskan oleh peluruhan radioaktif, kehangatan dari interior Europa diperkirakan naik melintasi lautan menuju permukaan beku seperti panci yang memanaskan air di atas kompor.

Dikombinasikan dengan sirkulasi Europa dan faktor lainnya, gradien suhu vertikal ini akan memicu arus laut yang cukup kuat.

Studi tersebut memperkirakan bahwa arus ini bisa cukup kuat untuk menggerakkan kriosfer global. Tidak ada yang tahu persis seberapa tebal keraknya, tetapi perkiraan berkisar dari kira-kira 15 hingga 25 kilometer (15 mil).

Sementara para ilmuwan tahu bahwa kriosfer Europa kemungkinan berotasi dengan sendirinya, mereka berfokus pada pengaruh gravitasi Jupiter sebagai kekuatan pendorong.

“Bagi saya, sama sekali tidak terduga bahwa apa yang terjadi di sirkulasi laut cukup mempengaruhi kerak es. Itu adalah kejutan besar,” katanya. Dia berkata Rekan penulis studi dan ilmuwan proyek Europa Clipper Robert Pappalardo dari Jet Propulsion Laboratory NASA.

“Dan gagasan bahwa retakan dan pegunungan yang kita lihat di permukaan Europa dapat dikaitkan dengan siklus laut di bawahnya – ahli geologi biasanya tidak berpikir, ‘Mungkin laut yang melakukannya,'” Menambahkan.

Para peneliti menggunakan superkomputer NASA untuk membangun simulasi kompleks lautan Europa, meminjam teknik yang telah digunakan untuk memodelkan lautan di Bumi.

Model ini memungkinkan mereka mempelajari detail sirkulasi air Europa, termasuk bagaimana pola ini dipengaruhi oleh pemanasan dan pendinginan laut.

Fokus utama penelitian ini adalah drag, atau gaya horizontal lautan yang mendorong es di atasnya. Dengan menganalisis hambatan dalam simulasi mereka, para peneliti menemukan bahwa beberapa arus yang lebih cepat dapat menghasilkan hambatan yang cukup untuk mempercepat atau memperlambat rotasi lapisan es Europa.

Sementara efek ini bergantung pada kecepatan arus, para peneliti mencatat bahwa pemanasan internal Europa dapat bervariasi dari waktu ke waktu. Hal ini dapat menyebabkan perbedaan kecepatan arus laut yang serupa, yang pada gilirannya menyebabkan rotasi kerak es yang lebih cepat atau lebih lambat.

Selain membantu kita memahami Europa, penelitian ini juga dapat diterapkan pada dunia laut lainnya, catat para peneliti, di mana fitur permukaan dapat memberikan petunjuk tentang perairan tersembunyi di bawah.

“Sekarang kita tahu tentang kemungkinan penggabungan lautan bagian dalam dengan permukaan benda-benda ini, kita dapat belajar lebih banyak tentang sejarah geologi mereka dan juga Eropa,” Hay Dia berkata.

Badan Antariksa Eropa Penjelajah Satelit Jupiter Ise JUICE dijadwalkan diluncurkan pada April 2023, untuk memulai perjalanannya mempelajari tiga bulan Jupiter yang membawa lautan besar: Ganymede, Callisto, dan Europa.

Pada akhir 2024, NASA berencana meluncurkan roket Pemotong Eropa pengorbit, yang akan melakukan sekitar 50 terbang lintas dekat untuk menyelidiki kelayakhunian bulan. Menurut penulis studi baru, mungkin dapat secara akurat mengukur seberapa cepat lapisan es Europa berputar.

Studi tersebut telah dipublikasikan di Planet JGR.