Ezt a kérdést járja körül a The Astrophysical Journal folyóiratban megjelent idei tanulmány, amelyben amerikai és francia kutatók vizsgálták a két égitest létrejöttének és fejlődésének bonyolult folyamatait. A kutatás segíthet jobban megérteni a Naprendszer két legegyedibb holdját: az Iot, amely a Naprendszer legaktívabb vulkanikus égitestje, és az Europát, amely egy óceáni világ, a becslések szerint kétszer annyi vizet rejt, mint a Föld összes óceánja együttvéve.
A kutatók modellek segítségével szimulálták az Io és az Europa több milliárd évvel ezelőtti kialakulását, amikor a Jupiter még sokkal fényesebb volt, mint ma. Az volt céljuk, hogy kiderítsék, hogyan veszítette el az Io a vizét, miközben az Europa hogy tett szert ilyen hatalmas mennyiségű vízre. Korábban azt feltételezték, hogy eredetileg mindkét hold vízi világ volt, de az Ioról elpárolgott a légkör és így kiszáradt. A kutatás végén azonban a szakértők arra jutottak, hogy nem utólagos vízvesztés történt: az Io eleve víz nélkül, míg az Európa vízzel alakult ki. Lényegében a holdak mai környezeti adottságai már a keletkezésük során kialakultak.
A tanulmány megjegyzi: „Az Io valószínűleg képtelen lett volna elveszíteni eredeti vízkészletét. Miután a Jupiter körüli korong eloszlott és a bolygó fényereje halványult, a maradék jégpáncélt az árapályfűtés sem tudta volna eltüntetni geológiai időskálákon. Ez arra utal, hogy az Io eleve vízmentes szilikátokból állt össze, és a két belső hold közötti különbség a Jupiter körüli korong akkori termodinamikai szerkezetét tükrözi, nem pedig későbbi folyamatok eredménye.”
Bár a Galilei-holdak közé tartozik a Ganymedes és a Callisto is, a kutatók több okból sem vonták be őket a vizsgálatba. Ezeknek a holdaknak nagyobb a felszíni gravitációjuk, a Jupitertől való nagyobb távolságuk miatt hidegebb környezetben jöttek létre, és kisebb árapályerők hatnak rájuk, mint a belső két holdra. Az Ioval és az Europával ellentétben ezeket a holdakat hatalmas mennyiségű jég alkotja, amit a távolság és a gyengébb gravitációs súrlódás miatt meg is tudtak őrizni.
Az Iora és az Europára drámai árapályerők hatnak: a Jupiter körüli keringésük során a bolygó gravitációja folyamatosan „gyúrja” őket, közelebb érve megnyúlnak, távolodva összehúzódnak (a jelenséget elősegíti, hogy mindkét hold enyhén elnyúlt pályán kering).A belső súrlódás hőt termel, ezt hívjuk árapály-fűtésnek, és ez az, ami az Io belsejét vulkánilag aktívvá teszi, az Europa felszíne alatt pedig folyékony állapotban tartja a sós óceánt.
„Az Io és az Europa közvetlen szomszédok, mégis úgy néznek ki, mintha teljesen más családból származnának” – mondta Dr. Olivier Mousis, a Southwest Research Institute bolygókutatója, a tanulmány egyik szerzője. „Eredményeink azt mutatják, hogy ez az ellentét nem az idők során alakult ki, hanem már a születésükkor is ott volt.”
A felfedezés különösen aktuális, hiszen a NASA Europa Clipper űrszondája már úton van, hogy megvizsgálja az Europa lakhatóságát. A tervek szerint 2030 áprilisában érkezik meg, és négyéves küldetése során kb. 50 közeli elrepülést fog végrehajtani az Europa mellett. A szonda nyújtott pályán kering majd, hogy elkerülje a Jupiter gyilkos sugárzási övezeteit, amelyek tönkretehetik a műszereit és veszélyeztethetik a küldetést.
A cikk forrása: https://www.universetoday.com/articles/galilean-moons-water-differences-set-during-formation
Szerző: Derekas Aliz, Tudományos főmunkatárs
ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium