Bilim İnsanları Europa'nın Garip Buz Kabuğunun Gizemini Çözdüklerini Düşünüyor

Europa, kalın buz kabuğu sayesinde Güneş Sistemimizdeki en pürüzsüz katı nesnedir. Jüpiter'in dördüncü en büyük ayı, pürüzsüz dış görünümünün altında sırlar barındırıyor gibi görünüyor. Bu, uzaylı yaşamı için merak uyandıran potansiyele sahip derin, tuzlu bir okyanus olabilir.

Bu okyanus, Europa'yı, önümüzdeki iki yıl içinde Jüpiter'e doğru fırlatılacak 2 ayrı yörünge görevi de dahil olmak üzere, bilimsel çalışma için birincil hedef haline getiriyor.

Her 2 sondanın da gitmesi birkaç yıl alacak olsa da bilim insanları teleskop gözlemlerinden, önceki sonda uçuşlarından, laboratuvar deneylerinden ve bilgisayar simülasyonlarından içgörüler toplayarak Europa'ya başka şekillerde ışık tutuyor.

Yeni bir çalışmada, ABD'deki California Institute of Technology'deki Jet Propulsion Laboratuvarı'ndan (JPL) ve Japonya'daki Hokkaido Üniversitesi'nden araştırmacılar, Europa'nın daha az bilinen bir tuhaflığını incelemek için NASA süper bilgisayarlarını kullandılar: Buz kabuğu neden daha hızlı dönüyor?

Araştırmalarına göre, yüzeyin senkronize olmayan dönüşüne aşağıdan iten okyanus akıntıları neden olabilir. Şu anda Oxford Üniversitesi'nde olan baş yazar ve JPL araştırmacısı Hamish Hay, bu büyük bir keşif, diye açıklıyor; altında neler olup bittiğine dair yeni ipuçları sunabilecek bir keşif.

Hay, "Bundan önce, Europa'nın okyanusunun ısınmasının ve soğumasının akıntıları tetikleyebileceği laboratuvar deneyleri ve modelleme yoluyla biliniyordu" diyor. "Şimdi sonuçlarımız, okyanus ile buzlu kabuğun dönüşü arasında daha önce hiç düşünülmemiş bir bağlantıyı vurguluyor."

Fotoğraf: Gökyüzünde beliren Jüpiter ile Europa'nın donmuş yüzeyinin bir örneği. (John S. Howard/NASA)

Buz kabuğu Europa'nın okyanusunda yüzer, böylece okyanus, kayalık iç kısım ve metalik çekirdek dahil olmak üzere ayın geri kalanından bağımsız olarak dönebilir. Bilim insanları uzun süredir bundan şüpheleniyorlardı, ancak kabuğun dönüşünü sağlayan güçler bir sır olarak kaldı.

Europa, Jüpiter'in güçlü yerçekimiyle ayı deforme eden gelgit esnemesine tabidir. Bu muazzam çekişme, Europa'nın buz kabuğunda çatlaklara neden oluyor ve muhtemelen manto ve çekirdek ısısının bir kısmını üretiyor.

Radyoaktif bozunmadan salınan termal enerjiyle birlikte, Europa'nın iç kısmından gelen bu sıcaklığın, bir ocakta ısınan bir tencere su gibi okyanus boyunca donmuş yüzeye doğru yükseldiği düşünülüyor.

Europa'nın dönüşü ve diğer faktörlerle birleştiğinde, bu dikey sıcaklık gradyanı bazı oldukça güçlü okyanus akıntılarını beslemelidir.

Ve çalışmadaki tahminlere göre, bu akımlar, küresel buz kabuğunu yukarı doğru hareket ettirecek kadar güçlü olabilir. Kabuğun tam olarak ne kadar kalın olduğunu kimse bilmiyor, ancak tahminler yaklaşık 15 ila 25 kilometre arasında değişiyor.

Bilim insanları, Europa'nın buz kabuğunun muhtemelen kendi kendine döndüğünü bilmelerine rağmen, itici güç olarak Jüpiter'in yerçekimi etkisine odaklanmışlardı.

NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı'ndan çalışmanın ortak yazarı ve Europa Clipper Projesi bilimcisi Robert Pappalardo, "Okyanusun dolaşımında meydana gelenlerin buzlu kabuğu etkilemeye yetmesi benim için tamamen beklenmedikti. Bu çok büyük bir sürprizdi" diyor.

Araştırmacılar, Dünya'daki okyanusları modellemek için kullanılan teknikleri ödünç alarak Europa'nın okyanusunun karmaşık simülasyonlarını oluşturmak için NASA süper bilgisayarlarını kullandılar.

Bu modeller, Europa'daki su sirkülasyonunun ayrıntılarını, bu modellerin okyanusun ısınması ve soğumasından nasıl etkilendiği de dahil olmak üzere, daha derine inmelerini sağlıyor.

Çalışmanın ana odak noktası sürükleme veya okyanusun üzerindeki buzu iten yatay kuvvetiydi. Araştırmacılar, sürüklemeyi simülasyonlarına dahil ederek, bazı daha hızlı akıntıların Europa'nın buz kabuğunun dönüşünü hızlandırmak veya yavaşlatmak için yeterli sürüklemeyi üretebileceğini buldular.

Bu etki akıntıların hızına bağlı olsa da araştırmacılar Europa'nın iç ısınmasının zamanla değişebileceğini belirtiyor. Bu, okyanus akıntılarının hızında buna karşılık gelen bir değişikliğe yol açarak buz kabuğunun daha hızlı veya daha yavaş dönmesine neden olabilir.

Araştırmacılar, Europa'yı anlamamıza yardımcı olmanın ötesinde, diğer okyanus dünyaları için de geçerli olabilir, burada yüzey özellikleri aşağıda gizlenmiş sular hakkında ipuçları verebilir.

Çalışma JGR Planets'te yayınlandı.