Pesawat luar angkasa Juno milik NASA telah mengukur secara langsung molekul oksigen dan hidrogen bermuatan dari atmosfer salah satu bulan terbesar Jupiter, Europa.

Menurut studi baru yang ditulis bersama oleh para ilmuwan SwRI dan dipimpin oleh Universitas Princeton, pengamatan ini memberikan kendala utama terhadap potensi oksigenasi lautan bawah permukaan.

“Temuan ini mempunyai implikasi langsung terhadap potensi kelayakhunian Europa,” kata Penyelidik Utama Juno Dr. Scott Bolton dari SwRI, salah satu penulis studi tersebut.

“Studi ini memberikan pengukuran langsung pertama pada komponen air yang ada di atmosfer Europa, memberi kita rentang sempit yang dapat mendukung kelayakan huni.”

Pada tahun 2022, Juno menyelesaikan terbang lintas Europa, mendekati 352 kilometer ke bulan.

Instrumen Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) yang dikembangkan SwRI di pesawat Juno mendeteksi sejumlah besar molekul oksigen dan hidrogen bermuatan yang hilang dari atmosfer.

“Untuk pertama kalinya, kami mampu mendeteksi hidrogen dan oksigen secara pasti dengan pengukuran di lapangan dan memastikan lebih jauh bahwa atmosfer Europa sebagian besar terdiri dari molekul hidrogen dan oksigen,” kata Staf Ilmuwan SwRI dan rekan penulis Dr. Robert Ebert .

Sumber molekul-molekul ini diperkirakan berasal dari air es di permukaan Europa. Radiasi Jupiter yang merajalela memutus ikatan molekul H2O, meninggalkan oksigen dan hidrogen.

Molekul oksigen yang lebih berat tetap lebih terbatas pada permukaan, atau atmosfer dekat permukaan, sedangkan hidrogen yang lebih ringan sebagian besar lepas ke atmosfer dan sekitarnya.

Oksigen yang dihasilkan di es hilang dari atmosfer dan/atau diasingkan di permukaan.

Oksigen yang tertahan di es Europa dapat dialirkan ke laut bawah permukaan sebagai sumber energi metabolisme.

“Cangkang es Eropa menyerap radiasi dan melindungi lautan di bawahnya. Penyerapan ini juga menghasilkan oksigen di dalam es, sehingga lapisan es berfungsi sebagai paru-paru Europa, menyediakan sumber oksigen potensial bagi lautan.” kata Peneliti Universitas Princeton Dr. Jamey Szalay, penulis utama studi tersebut.

“Kami membatasi total produksi oksigen di Europa saat ini sekitar 12 kg per detik. Sebelum Juno, perkiraan sebelumnya berkisar dari beberapa kg per detik hingga lebih dari 1.000 kg per detik. Temuan ini dengan jelas menunjukkan bahwa oksigen terus diproduksi di permukaan, hanya sedikit lebih rendah dari yang kami perkirakan.”

“Kami merancang JADE untuk mengukur partikel bermuatan yang menciptakan aurora Jupiter,” kata Staf Ilmuwan SwRI dan rekan penulis Dr. Frederic Allegrini.

“Terbang di Europa bukan bagian dari misi utama Juno. JADE dirancang untuk bekerja di lingkungan dengan radiasi tinggi namun belum tentu di lingkungan Europa, yang terus-menerus dibombardir dengan radiasi tingkat tinggi. Meskipun demikian, instrumen tersebut tampil dengan indah.”

Pengukuran baru ini berkontribusi pada pemahaman yang lebih baik tentang Europa dan lingkungannya, serta membuka pintu bagi model yang lebih baru dan lebih presisi.

Estimasi baru dari penelitian ini mengenai berapa banyak oksigen yang dihasilkan di permukaan Europa, misalnya, dapat menjadi masukan bagi penelitian di masa depan terkait dengan lautan bawah permukaannya dan potensi kelayakhuniannya.

Karena pengamatan ini memberikan pengukuran komposisi partikel bermuatan pertama di sekitar Europa, pengamatan ini memberikan jendela baru yang penting mengenai interaksi kompleks bulan dengan lingkungannya.

“Eropa adalah objek yang menarik karena para ilmuwan yakin terdapat lautan cair di dalamnya,” kata Ebert.

“Air penting bagi keberadaan kehidupan dan dapat ditemukan di dalam atau pada benda-benda dengan karakteristik yang berbeda-beda. Europa adalah tempat yang baik untuk mencari air di tata surya kita.”

Makalah “Produksi oksigen dari disosiasi permukaan es air Europa,” muncul di Nature Astronomy.