Jüpiter’in Buzdan Uydusu Europa

İsmini Yunan mitolojisinden alan Europa, 7 Ocak 1610’da Galileo Galilei tarafından Jüpiter’in diğer 3 uydusu ile birlikte keşfedilmiştir. Güneş sistemimizde büyüklük bakımından altıncı sıradadır.

Ay gibi hep aynı yüzü Jüpiter’e dönük olan bu uydunun bunun gibi birçok dikkat çekici özelliği vardır. Bu sebeple özellikle günümüzde araştırmacıların dikkatini çekmeyi başarmıştır. Bu makalemizde de bazı özelliklerine değineceğiz.

Europa Neden Önemli, Neden Bu Kadar Dikkat Çekiyor?

Europa’nın en dikkat çekici özelliklerinden biri, yüzeyinin tamamen buzla kaplı olması ve bu buz tabakasının altında büyük bir okyanusun bulunabileceğine dair güçlü kanıtların olmasıdır.

Bu okyanusun, sıvı halde bulunmasını sağlayan bu kanıtlar, Jüpiter’in güçlü yerçekimi etkisiyle oluşan gelgit hareketleri ve Europa’nın aktif çekirdeğidir. Bu nedenler, Europa’nın yeraltı okyanusu, yaşamın var olabileceği potansiyel bir ortam olarak büyük bir ilgi görmektedir.

Güneş sistemine oldukça uzak olmasına ve yüzeyinin eksi 160 ile 220 Celcius derecelerde olmasına rağmen nasıl olurda Europa aktif bir çekirdeğe sahip? Oldukça şaşırtıcı olan bu özelliğin aslında çok mantıklı bir sebebi var, bu da yine buz katmanı.

Uydudaki buz katmanı hem Jüpiter’den gelen radyasyonu koruyor hem de buz tabakasının altında bulunan katmanlara bir çeşit yalıtım sağlıyor. Bunun bir örneğini Dünya üzerinde de görebiliriz. Örneğin Antartika’da bulunan Lake Vastok ekosistemi gibi.

O alanda bulunan buz tabakası altında yaşam devam etmektedir. Çünkü Europa’daki gibi buz katmanı termal bir izolasyon sağlamaktadır. Bununla birlikte Dünyamızdaki diğer koşullarla birlikte oradaki okyanus da koşullar, canlı yaşamına uygun sistemi oluşturmaktadır.

Ayrıca, Europa’nın ince oksijen atmosferi, yüzeyinin güneşten gelen ultraviyole ışınlar ve Jüpiter’in manyetik alanı tarafından sürekli olarak bombardımana tutulmasının bir sonucudur.

Bu atmosfer oldukça ince ve zayıf olmasına rağmen, oksijenin varlığı, yüzeyin kimyasal yapısının nasıl değiştiğini ve bu değişimlerin yaşam potansiyelini nasıl etkileyebileceğini anlamak açısından önemlidir. Bu son iki önemli konumuza ayrı bir başlık ayırarak daha ayrıntılı bir şekilde değineceğiz.

Tüm bu sebepler ve daha fazlası, bilim insanlarının Europa’nın buzlu yüzeyinin altındaki okyanusta, mikrobiyal yaşam formlarının var olabileceği bulgusunu güçlendiriyor. Bu yaşam formları, Dünya’daki hidrotermal menfezlerde veya aşırı koşullarda yaşayan mikroplara benzer şekilde, enerji kaynağı olarak kimyasal tepkimelerden yararlanabilirler.

Europa’nın yüzeyinde gözlemlenen çatlaklar, bantlar ve karmaşık desenler, yüzeyin altında hareket eden okyanus suyunun yüzeyin şeklini ve yapısını nasıl etkilediğine dair ipuçları sunmaktadır.

Tüm bu özellikler, Europa’yı Güneş Sistemi’nde yaşam olasılığını araştırmak için en ilginç hedeflerden biri yapmaktadır. Gelecekteki uzay görevleri, Europa’nın buzlu yüzeyini ve altındaki okyanusu daha ayrıntılı bir şekilde incelemeyi amaçlamakta, bu sırada yaşamın varlığına dair kanıtlar aramaktadır.

Europa, hem büyüleyici doğası hem de yaşamın izlerini keşfetme potansiyeli ile araştırmacılar için büyük bir merak ve heyecan kaynağı olmaya devam etmektedir.

Europa’da buz ve sıvı ilişkisi

Europa’nın güneşten çok uzakta olduğu için buzul tabakası olmasına rağmen sıcaklıklar aşırı düşükken buzun altında nasıl sıvı halde olabileceği sorusunu akla getiriyor; bir önceki başlıkta değindiğimiz gibi yapılan tahminler ve ölçümlere göre bu durumun iki sebebi olduğu düşünülüyor;

İlki Europa’nın silikat magması. şekil 1’de de görüleceği üzere Europa uydusunu Fe-çekirdek, silikat magma, okyanus ve buz katmanı olarak 4 katmanda gösterebiliriz. Bu katmanlardan magma ile okyanus arasında sürekli değişen buz katmanına doğru bir termal akıntı oluşur. Bu olay da okyanusun sıvı halde kalabilmesine olanak sağlamaktadır.

İkincisi hem bunu destekler hem de sıvı halde nasıl kalabildiğini açıklayan bir diğer teori olan gelgitlerdir. Europa, Io ve Ganymede uyduları arasında bulunan Laplace rezonansının oluşturduğu gelgitler ve Jüpiter etrafında eğik bir yörüngede dönen Europa Jüpiter’in kütle çekim farklılıklarından dolayı ki buna tektonik kuvvet diyorlar gelgit etkisinin neden olduğu gerilimler, okyanusun sıvı halini koruduğu düşünülmektedir.

Ayrıca Europa yüzeyinde sıklıkla bulunan yarıklar hem aktif olduğunu hem de bu gerilimi destekler nitelikte göz önünde durmaktadır.

Şekil-1. Europa katmanları arasındaki termal plumelar. /IMage Credit: Travis, ve diğerleri 2012)

Europa’nın Atmosferi

Europa’nın çok ince O2 atmosferi, Europa’nın yüzeyinin güneşin ultraviyole fotonları ve manyetosferik plazma tarafından ışınlanması sonucu oluşur. İyonlaştırıcı radyasyonun oksidan üretimi, Europa’nın olası yer altı okyanusunda yaşam için potansiyel kaynak oluşturabilir.

Aynı zamanda yüzeyde tanınabilir biyomoleküllerin hayatta kalmasını, yüzey ve atmosferdeki oksidan türlerinin yıkıcı etkileriyle sınırlar bu sınırlamaya ek olarak Jüpiter’in manyetik ve kütle çekimi esnasında bir miktar oksijeni kendine doğru süpürmesi de atmosferdeki moleküler kaybı destekler yani Europa’nın çok ince oksijen atmosferi, buzlu uydu yüzeyinin güneşin UV fotonları ve manyetosferik plazma tarafından ışınlanmasından kaynaklanan kaynaklar ile kayıplar arasındaki bir denge sonucu oluşur.

Şekil-2. Fotoğraf, Europa atmosferinin manyetosferik plazma tarafından nasıl etkilendiğini göstermektedir. (IMage Credit: Johnson ve diğerleri 2004).

Europa ile Benzer Gezegenler

Takımımızın ilgi alanı olan Europa bizim icin oldukca eşsiz ve değerlidir. Ancak tüm özellikleriyle her ne kadar eşsiz görünse de sistemimizde ona benzeyen bir gezegen daha vardır, Enceladus.

Satürn’ün dikkat çekici uydularından biri olan Enceladus, birçok açıdan Europa’ya benzerlik göstermektedir.

Tıpkı Europa gibi, Enceladus da tamamen buzla kaplı bir yüzeye sahiptir ve yüzeyinin altında sıvı bir okyanusun olabileceğine dair işaretler taşır. Her iki uydu da buz tabakalarının altındaki okyanusların varlığıyla astrobiyoloji ve gezegen bilimi alanında büyük ilgi çekmiştir.

Enceladus’un bu potansiyel okyanusunun varlığı, NASA’nın Cassini uzay aracı tarafından yapılan gözlemlerle daha da ilgi çekici hale gelmiştir. Cassini, Enceladus’un güney kutup bölgesindeki yüzey çatlaklarından uzaya fışkıran dev su buharı ve buz parçacığı jetlerini kaydetmiştir.

Bu jetlerin ölçümleri, Enceladus’un yüzeyinin altında sıvı halde su bulunduğunu ve bu suyun jeotermal enerji kaynakları sayesinde ısınarak dışarı fışkırdığını düşündürmektedir. Bu keşif, Enceladus’un okyanusunun, tıpkı Dünya’daki okyanus tabanındaki hidrotermal menfezler gibi, yaşamın var olabileceği ortamlar sunabileceği fikrini ortaya atmıştır.

Cassini’nin yaptığı bu keşiflerin ardından, 2014 yılında Hubble Uzay Teleskobu (Hubble Space Telescope), Europa’da da benzer su fışkırmaları olabileceğine dair bulgular elde etti. Hubble, Europa’nın yüzeyinden dışarıya doğru fışkıran su buharı benzeri yapılar gözlemledi.

Bu bulgular, Europa’nın buzla kaplı yüzeyinin altında da sıvı halde bir okyanusun bulunduğu ve zaman zaman bu okyanusun yüzeye yakın bölgelerdeki çatlaklardan uzaya fışkırdığı düşüncesini güçlendirdi.

Europa’daki bu potansiyel su fışkırmaları, Enceladus’taki gibi yüzeyin altında bir su okyanusu olabileceği ihtimalini desteklemekte ve bu uydunun da yaşam barındırma potansiyeline sahip olabileceği umudunu artırmaktadır.

Enceladus ve Europa’nın her ikisi de, gezegen bilimciler için Güneş Sistemi’nde yaşamın izlerini araştırmak açısından büyük bir önem taşımaktadır. Yüzeylerinin altında bulunan sıvı okyanusların, Dünya’dakine benzer mikrobiyal yaşam formları için gerekli olan su, enerji ve kimyasal bileşenleri sağlayabileceği düşünülmektedir.

Özellikle Enceladus’tan fışkıran su jetleri, bilim insanlarına okyanus suyunun doğrudan analiz edilmesi ve bu ortamdaki kimyasal bileşenlerin tespit edilmesi fırsatını sunmuştur. Bu fışkırmalarda, organik moleküller ve tuzlu suyun varlığı tespit edilerek, Enceladus’un okyanusunun Dünya’daki denizlerle benzer kimyasal özellikler taşıyabileceği ortaya konmuştur.

Kapanış

Bu makalemiz içerisinde atmosferinden çekirdeğine kadar Europa’nın birçok özelliğine değindik. Burada öğrendiklerimiz hem sistemimizdeki gezegenleri tanıyarak evrenimizin eşsiz fiziğini biyolojisini ve kimyasını kısacası bilimin dengesinin ne kadar da merak uyandırıcı olduğunu hem de burada EUREOS takımımızın bu yolda ne tür çalışmalar yaptığından bahsetme şansı sağladı.

Bir sonraki makalemizin de içeriği olacak olan “kemosentez, antifriz proteini ve ekstrem koşullarda yaşayan canlılar nasıl hayatta kalıyorlar?” konuları araştırmamızın da diğer bir adımıdır.

Europa’yı merak eden ve yaşam olabileceğini düşünen araştırmak isteyen arkadaşlarımızı takımımıza davet ediyoruz.

Bir sonraki makalemizde görüşmek üzere…