Under Europas tjocka istäcke existerar det en ocean av smält vatten, tror forskarna. Saltvatten som hålls flytande av tidvattenskrafterna från Jupiter som ständigt knådar i månen Europa.
Och det är inte uteslutet att livet har slagit rot djupt nere under isen, precis som man tror att det gjorde kring de heta djuphavskällorna i jordens oceaner, för flera miljarder år sedan.
Veckans Kvanthopp handlar alltså om Jupiter och dess månar, som Galileo Galilei i tiderna upptäckte. Den upptäckten fick ju dramatiska följder för vår världsbild, framför allt för kyrkan som insisterande på att allting, inklusive solen, planeterna och månarna, roterar kring jorden.
Och visste du att Jupiter, som vissa kallar a failed star, en halvfärdig stjärna, kunde ha lyst på vår himmel som en andra sol, om den bara hade varit aningen större? Det här är en tanke som länge har fascinerat både forskarna och science fiction-författarna. Apropå de sistnämnda...
”Den kalla och den varma solen”
”Alla dessa världar är era – utom Europa. Försök inte landa där.” – Arthur C. Clarke, ”2010 – Andra rymdodyssén”
Året är 20 001. Nästan aderton tusen år har förflutit sedan en anonym utomjordisk civilisation, representerad bara av sina mystiska, svarta, rektangulära monoliter som de lämnar efter sig lite varstans, manipulerade solsystemets största planet, gasjätten Jupiter. Utomjordingarna ökade Jupiters täthet tillräckligt för att en fusionsprocess påbörjades i dess inre.
Slutresultatet blev att Jupiter tändes som en ny sol, och dess värme och ljus gjorde det möjligt för det primitiva liv som redan fanns under isen på dess måne Europa att bryta igenom den smältande isen och utveckla intelligens. På jorden, där den nya solen lyser om nätterna, går den under namnet Lucifer (latin för ljusbringaren).
Alla dessa världar är era – utom Europa. Försök inte landa där.
Arthur C. Clarke, ”2010 – Andra rymdodyssén”
Det berömda citatet ovan är som sagt från Arthur C. Clarkes bok 2010 – Den andra rymdodyssén, uppföljaren till Clarkes och regissören Stanley Kubricks klassiska samprojekt 2001 – ett rymdäventyr.
Händelserna i boken 2010 utspelar sig alltså 18 000 år i framtiden. Det berömda citatet, ”Alla dessa världar är era”, etc. syftar till de här samma utomjordingarna som förvandlade Jupiter till en sol. I berättelsen håller de fortfarande ett vakande öga på den före detta ismånen, nuvarande planeten Europa, och den knoppande civilisationen som håller på att ta form där.
Mänskligheten har i det skedet koloniserat de övriga av Jupiters stora månar, men samtliga försök att landa på Europa har misslyckats, konsekvent och katastrofalt.
Romanen avslutas med en epilog, där Clarke tar oss med bakom kulisserna till utomjordingarnas Europa och återger deras myter och sägner om gudarna som skapade den ”kalla solen” (vår sol) och den ”varma solen” (Lucifer, ex-Jupiter). Som avskedshälsning hör vi en förutsägelse om att den här nya civilisationen en dag ska upptäcka att de inte är ensamma i vårt solsystem och att de själva då ska börja utforska universum.
Och faktiskt: förutom den kalla och den varma solen ser Europanerna också tre andra stora himlakroppar när de tittar uppåt. En av dem verkar ständigt vara uppslukad av eld (vulkanmånen Io) och de andra två har små ljuspunkter på sig som gradvis ökar och sprider sig – människorna som breder ut sina kolonier. Men på Europa får – och kan – människorna som sagt inte landa.
Inte helt och hållet långsökt
Fast jovisst, Clarkes berättelser är ju science fiction-fantasier. Jupiter kommer inte plötsligt att förvandlas till en andra sol. Men såtillvida är Clarke inte helt ute och cyklar, att Jupiter kunde ha blivit en sol. Den är på sätt och vis stjärnan som inte riktigt kom till skott. Vi kunde ha badat i ljuset från två solar här på jorden. Om Jupiter bara hade varit lite större.
Gasplaneten Jupiter kallas som sagt ibland en ”misslyckad stjärna”(a failed star) eftersom den inte är tillräckligt massiv för att starta termonukleära reaktioner, alltså fusionera väte i sin kärna och därmed bli en ”riktig stjärna”. Även om den alltså mestadels består av väte och helium som de flesta vanliga stjärnor.
Men termen ”misslyckad stjärna” är lite av en felaktig benämning. I teorin kan vilket föremål som helst göras till en stjärna, helt enkelt genom att lägga till tillräckligt med materia. Med tillräckligt med massa kommer objektets inre tryck och temperatur förr eller senare att nå den tröskel som behövs för att starta termonukleära reaktioner. Solen är alltså en jättelik vätebomb i rymden som har exploderat kontinuerligt i fyra och en halv miljarder år.
Den termonukleära tröskeln nås lättast av det enklaste grundämnet, väte. För att förvandla Jupiter till en relativt het stjärna, som solen till exempel, skulle du behöva lägga till ungefär tusen gånger Jupiters massa.
Men för att göra en kallare stjärna, en så kallad ”röd dvärg” – universums vanligaste stjärntyp – behöver du ”bara” lägga till cirka åttio Jupitermassor. I kosmiska sammanhang är det på riktigt inte mycket. Vi ska minnas att solen redan nu utgör mer än 99,8 procent av hela vårt solsystems sammanlagda massa. En Jupitermassa – eller åttio – är inte hela världen i det pusslet.
Och möjligheterna för Jupiter tar inte slut där. Även om de exakta siffrorna är lite osäkra, är det möjligt att en så kallad brun dvärg fortfarande kan bildas med bara cirka tretton Jupitermassor. Bruna dvärgar är små, stjärnliknande objekt vars massa är mindre än hos de lättaste stjärnorna men större än hos de tyngre gasjättarna. Bruna dvärgar är för små för regelrätt kärnfusion, men de tros kunna fusionera tungt väte, deuterium, och förbränna litium.
Bruna dvärgar avger svagt ljus på de synliga våglängderna – med andra ord, de ”glöder” som en falnande brasa. De är hur som helst väldigt ljussvaga, men trots att få har upptäckts, anses de ändå utgöra en betydande del av universums vanliga materia. Om Jupiter skulle ha blivit stor nog för att nå brun dvärg-status, då skulle vi se den lysa som ett rött öga på natthimlen. Och eventuella levande varelser på Europa kunde bada i den milda, röda glöden från sin nästan-sol.
Kommer knappast att ske på riktigt
Hur som helst – nej, Jupiter kommer inte spontant att bli en brun dvärg (heller), men om minst tretton objekt med lika stor massa som Jupiter råkade kollidera med den, finns det åtminstone en teoretisk chans att den kan tändas som en brun dvärg.
Men ännu apropå Arthur C. Clarkes berättelse om utomjordingarna på Jupiters måne Europa. Utomjordiskt liv på en liten ismåne som Europa är inte alls så långsökt som det kanske låter i någons öron. Mer om det alldeles strax.
Men först, en snabb blick i den historiska backspegeln. Varför borde jag bry mig om Jupiter och dess månar, långt ute i halvdunklet på solsystemets bakgård? Kanske för att Jupiter och dess fyra största månar, ”de galileiska månarna”, har spelat en otroligt viktig roll när det kommer till vår kunskap om vår plats i världsalltet, och hur den kunskapen uppstod. Då får vi vända kalenderns blad tillbaka till 1610.
Det hände sig alltså den sjunde januari 1610 att Galileo Galilei gjorde sin första observation av Jupiter med det då nyuppfunna teleskopet. Han blev därmed den första som beskrev det fyra månars pärlband som helt tydligt prydde Jupiter.
Till en början kallade Galilei sin upptäckt Cosmica Sidera, Cosimos stjärnor, för att hedra sin beskyddare storhertigen Cosimo II de' Medici (1590–1621). På storhertigens förslag ändrade Galilei namnet till Medicea Sidera (de ”mediceiska stjärnorna”), efter de fyra bröderna Medici: Cosimo, Francesco, Carlo och Lorenzo.
Galilei publicerade upptäckten två månader senare i sin skrift Sidereus Nuncius. I den beskrev han också några andra upptäckter han hade gjort med sitt teleskop:
- Att månens yta – vår egen månes yta alltså – inte är slät, utan pepprad av kratrar och berg
- Att det finns många fler stjärnor på himlen än de som kan ses utan teleskop. Galilei bevisade därmed att det överhuvudtaget fanns föremål i rymden som inte går att se med blotta ögat, vilket var en sensation i sig. Och
- Att planeterna inte är lysande punkter som stjärnorna utan små lysande skivor. Klot, med andra ord.
Galilei trampade på kyrkans tår med Jupiter
Men det var ändå upptäckten att Jupiter har sina egna satelliter, alltså månar, som skapade de största ringarna på vattnet, så att säga. Galileis fyra månar var alltså de första föremålen man upptäckte, som helt tydligt kretsade runt en annan planet än jorden.
Det är lätt för oss att tala om saken i dag. Men i början av 1600-talet var ett sådant påstående lika med att tigga stryk. Inte minst sett ur kyrkans synvinkel. Som kyrkan såg det, och därmed också som den tidens vetenskap såg det, kretsade allting i universum runt jorden och ingenting annat.
Och här kommer alltså Galilei med sin upptäckt av himlakroppar som bevisligen kretsar kring något helt annat än jorden – det innebar ett allvarligt slag mot det då rådande, nästan heliga ptolemaiska världssystemet, den geocentriska teorin som säger att allt kretsar runt jorden. Och resten är historia: Galilei fann ju sig snart i rejält blåsväder för sina hädiska påståenden.
Men för att citera Galileis berömda, lätt syrliga muttrande: ”Och likväl rör hon sig!” (Som Galilei troligen aldrig sade på riktigt, enligt vissa källor.)
Rör sig, det gör minsann också Jupiters månar, en stor svärm av dem. Det upptäcks hela tiden flera månar kring Jupiter, i skrivande stund är vi uppe i nittiotvå stycken. Du som har svårt att sova vid fullmåne, tänk att på Jupiter är det fullmåne nästan hela tiden, ofta flera fullmånar på en gång.
Men ända fram till 1892 var Galileis fyra månar de enda av Jupiters månar som någon hade hört om. De galileiska månarna är bland de största objekten i solsystemet med undantag för solen och de åtta planeterna. Alla fyra är större än någon av dvärgplaneterna, inklusive Pluto.
Ganymedes är faktiskt den största månen i hela solsystemet. Den är till och med större än planeten Merkurius till volymen, men Merkurius har ändå nästan dubbelt så stor massa.
En annan sak som skiljer de fyra galileiska månarna åt från resten av Jupiters månar är formen. Medan de fyra stora galileiska månarna är sfäriska, alltså klotformade, har alla Jupiters mindre månar oregelbundna former på grund av deras svagare gravitation. De är alla mer eller mindre variationer på temat potatis, till formen.
Månen Europa: vad döljer sig under ytan?
I vilket fall som helst, Jupiter och dess månar var ett hett samtalsämne bland astronomerna 1610, och de fortsätter att vara det också anno 2023. Inte av teologiska skäl, utan för skäl som också Arthur C. Clarke noterade – det kan helt på riktigt finnas utomjordiskt liv där ute på Jupiters ismånar.
Eller kanske snarare inuti månarna, för på ytan av månen Europa till exempel, är det väldigt kallt, mellan -140 och -190 grader Celsius. Europa är alltså den minsta av de fyra galileiska månarna, med en diameter på cirka 3 000 kilometer. Man skulle inte tro det när man ser på den här lilla isiga bollen, men den räknas just nu som den kanske mest lovande platsen utanför jorden med tanken på förekomsten av liv.
Europa har ett inre som rätt långt påminner om en typisk stenplanet: det är huvudsakligen uppbyggt av silikater och sten. Europas yta består av ett lager med vatten som tros kunna vara omkring 100 kilometer tjockt. Delvis är vattnet i form av is, på ytan, och delvis i form av en flytande ocean under isen. Och det är här det blir intressant.
Vattnet under Europas is hålls flytande av tidvattenskrafter från Jupiter, som drar och knådar i månens steniga inre, vilket skapar friktion, vilket i sin tur skapar värme. Den värmen ser alltså till att det kan förekomma flytande vatten här ute på solsystemets iskalla bakgård, där solens strålning är svag och blek. Och där som det finns flytande vatten – tja, där kan det i princip finnas liv.
Mätningar av Europas magnetfält som gjordes av rymdsonden Galileo, som kretsade runt Europa mellan åren 1995 och 2003, tyder på närvaron av ett magnetiskt ledande lager under ytan. Som till exempel en saltvattensocean. Just det, precis som här på jorden. Samma mätningar tyder också på att Europa har en kärna av järn, precis som jorden.
Vetenskapen utgår numera från att livet på jorden ursprungligen kom till djupt nere i oceanerna, kring de heta källor, de så kallade black smokers eller hydrotermala öppningar som finns där än i denna dag. Det kryllar fortfarande av liv där nere i det kompakta mörkret, kring de skållheta källorna. Att någonting liknande kan ha ägt rum i det eviga mörkret under Europas istäcke, är en spännande tanke som inte har lämnat forskarna i fred.
Astronomerna har de senaste åren spanat in indirekta bevis för att Jupiters måne Europa har likadana gejsrar, eller plymer, som rymdsonden Cassini observerade på Saturnus måne Enceladus. Plymer av flytande vatten som med ojämna mellanrum sprutar ut genom sprickor i månens frusna yta. Plymer som dessutom, i Enceladus fall, har visat sig innehålla organiska molekyler. Kolväten med inslag av kväve och syre.
Den här sortens plymer och gejsrar är väldigt spännande ur en astrobiologs synvinkel, och de gör jobbet så mycket enklare när det kommer till letandet efter tecken på liv på de här fjärran, svåråtkomliga ismånarna.
De besparar ju liksom forskarna besväret att borra igenom ett istäcke som kan vara flera kilometer tjockt, då de vill ta vattenprover för att se om där finns mikrober. Sådant är ju i princip onödigt när vattnet självmant sprutar långa vägar ut i rymden.
Det räcker med andra ord att en rymdsond flyger över eller förbi månen i fråga och tar prover i flykten av vattendropparna som sprutar upp från gejsrarna. Rymdsonden Cassini flög till exempel genom en av Enceladus plymer 2015.
Snart rymdsondsrusning till Jupiter
Nästa utmaning blir att göra samma sak vid Jupiters måne Europa, och Nasa har faktiskt planer på att göra exakt det här med rymdsonden Europa Clipper, som enligt planerna ska avfyras mot Jupiter i oktober nästa år. Europa Clipper ska kretsa kring själva Jupiter, men den ska göra tiotals förbiflygningar över ismånen Europa. Förhoppningsvis genom ett moln av vattendroppar från en av gejsrarna där nere.
Men för oss européer är det ju till och med ännu mera spännande att vår egen rymdorganisation ESA har en rymdsond på väg dit ut, med avfyrning redan nu i april.
Europeiska rymdorganisationen ESA har länge nöjt sig med tillvaron som lydig lillebror till den stora killen på skolgården, Nasa. Också om Nasas glansdagar ligger årtionden i det förflutna och deras nuvarande budget är kaffepengar jämfört med vad den en gång var, så är de ändå fortfarande den huvudsakliga aktören på rymdscenen. Det vill säga utforskningen av rymden.
Det betyder hur som helst inte att ESA skulle vara helt utan sina egna bedrifter – absolut inte. ESA skrev ju till exempel historia med sin rymdsond Rosetta och den lilla landaren Philae som år 2014 blev först med att göra touchdown på en komet. Både Rosetta och Philae innehöll också finsktillverkad teknik.
Men ESA:s styrka har hur som helst kanske främst legat i förmågan att samarbeta med andra. ESA har spelat en viktig roll i det Nasa-ledda James Webb-rymdteleskopet som just nu går från klarhet till klarhet. ESA spelade också en viktig roll i samarbetet kring den redan nämnda Cassini Huygens-rymdsonden som utforskade Saturnus framgångsrikt i flera år och levererade magnifika bilder av den ringprydda planeten och dess månar.
ESA samarbetar också med den japanska rymdorganisationen JAXA. Just nu huvudsakligen i och med rymdsonden BepiColombo som väntas anlända till Merkurius i december 2025.
Men utöver allt det här samarbetet till höger och vänster, tycks ESA ha resonerat som så att nej hör ni, nu är det dags för en riktigt egen flaggskepps-expedition! Och det är alltså nu som vi kommer till JUICE. Och det här är ett riktigt saftigt projekt, minsann.
Fast namnet JUICE hänvisar alltså inte till saft eller frukter. JUICE är en förkortning av Jupiter Icy Moons Explorer, eller utforskare av Jupiters ismånar. JUICE är en del av det större, tioåriga rymdforskningsprogrammet Cosmic Vision som inleddes 2005.
JUICE tar den långa vägen till Jupiter
Uppskjutningen kommer som sagt att ske från ESA:s rymdhamn i Kourou i Franska Guayana nu i april, och JUICE kommer att nå Jupiter i juli 2031. Ariane 5-raketen har inte kapacitet att skicka JUICE direkt mot Jupiter, så rymdsonden använder Jorden, Venus och Mars som gravitationsslungor för att nå ut till Jupiter. Det blir flera omvägar och tar lite längre, men vem har bråttom.
När JUICE anländer till Jupiter 2031 flyger den förbi Ganymedes och går in i en bana kring Jupiter. Europa passerar JUICE i juli 2032 och sedan följer en förbiflygning av Callisto.
Sonden kommer slutligen att gå in i en bana kring Ganymedes i december 2034, och blir då den första rymdsond som kretsar kring en annan måne än jordens. JUICE planeras göra en kontrollerad krasch på Ganymedes i slutet av 2035.
Men före det ska JUICE alltså studera de tre galileiska månarnas istäckta yta, inklusive Europas, på olika sätt. Hurdan topografi har de, hurdan kemisk sammansättning, med mera. JUICE ska också göra sonderingar av isens tjocklek och månarnas inre uppbyggnad.
För månen Europa ligger huvudfokus till en stor del uttryckligen på den kemi som är väsentlig för livet, inklusive organiska molekyler. Dessutom kommer JUICE att leverera den första ”underjordiska” sonderingen av Europa, inklusive den första mätningen av tjockleken på den isiga skorpan som täcker månen. Allt för att vi ska kunna få en chans att besvara den gamla frågan: finns det liv utanför jorden?
Och det skulle ju vara lite extra fint om det skulle råka vara en europeisk rymdsond som bidrar till att besvara den frågan – även om vi i ärlighetens namn säkert måste landa där för att vara helt säkra. Det skulle säkert glädja Galileo där på hans molnkant.