Vandet flyder i Solsystemet

🎬 Søjler af vanddamp på Jupiters måne Europa:

Fundet er blot det seneste i en række af opdagelser, som i de seneste år har vist, at flere af Solsystemets kloder rummer flere kilometer dybe underjordiske have – og ­dermed potentielt kan huse liv.

Astronomer følger vandet

Når den amerikanske rumfartsorganisation, NASA, leder efter liv i rummet, arbejder den efter mantraet “Følg vandet”. På Jorden har biologer fundet levende organismer overalt, hvor der er flydende vand, og astronomer håber, at det samme gælder på andre kloder.

Vand er flydende ved en temperatur, som gør det til et tåleligt opholdssted for levende organismer. Samtidig er flydende vand et glimrende opløsningsmiddel, som hjælper næringsstoffer på vej til celler.
Flydende vand i kombination med salte og mineraler er derfor det perfekte grundlag for liv. Og indgår energi også i ligningen, er astronomernes interesse udelt.

Takket være talrige ubemandede sonder og observationer med teleskoper er listen over kloder i Solsystemet, som potentielt huser flydende vand, siden 1990’erne vokset hastigt. Listen tæller i dag 12 planeter, dværgplaneter og måner, som ikke alene varierer voldsomt i størrelse, men også ligger spredt over hele Solsystemet.

Af disse kloder er astronomerne så godt som sikre på, at to af Jupiters måner, Ganymedes og Europa, samt Saturns måne Enceladus er hjemsted for flydende vand. Men vandets eksistens er endnu ikke endeligt bekræftet.

Paradoksalt nok anser astronomerne tre måner, der kredser om Jupiter og Saturn, som de allerstærkeste bud på kloder med flydende vand i Solsystemet. De tre ismåner befinder sig ligesom deres planeter et godt stykke uden for Solsystemets beboelige zone, hvor temperaturen er høj nok til at sikre flydende vand.

Jupiter presser ismåne

Astronomerne har længe haft et særdeles godt øje til Europa, som er på størrelse med Jordens måne og dermed den mindste af Jupiters fire store måner. Og de nye billeder fra Hubblerumteleskopet bekræfter i høj grad tesen om, at månen huser vand.

Under ledelse af astronomen William Sparks fra Space Telescope Science Institute i Baltimore benyttede et forskerhold en teknik, der normalt bliver brugt til at afsløre, om en planet i kredsløb om en fremmed stjerne har en atmosfære.

I 15 måneder observerede rumteleskopet Europa, mens den bevægede sig ind foran Jupiter. På den måde kunne rumteleskopet fotografere månen på den oplyste baggrund fra Jupiter.

Billederne afslørede nogle ujævnheder langs Europas overflade, som med jævne mellemrum blokerede for Jupiters lys. Og astronomer mener, at ujævnhederne er 200 kilometer høje søjler af damp. De opstår, når flydende vand presser sig op gennem sprækker i månens iskapper og fordamper i mødet med det tomme rum.

Europa indgår i et brutalt parforhold med Jupiter som den dominerende partner. Jupiter er Solsystemets største planet og vejer 318 gange mere end Jorden. Jupiters enorme masse betyder, at den konstant flår i månen.

Scenariet kan sammenlignes med et kirsebær, der mases mellem to fingre. Stenen i kirsebærrets midte svarer til Europas hårde kerne, og kødet er vandet, mens skallen er iskapperne. Når fingrene presser om skallen, brister den, så saften fra bærrets indre løber ud.

Det er det, forskerne mener sker, når gejserne slipper en flere hundrede kilometer høj dampsøjle ud i det tomme rum. Processen afsætter så meget energi i Europa, at vandet, som burde være frosset til is, smelter og bliver flydende få kilometer nede under den yderste iskappe.

Astronomerne har beregnet, at Jupiters tyngdepåvirkning på Europa er så voldsom, at tidevandet under iskapperne veksler 200 meter i højde fra flod til ebbe. Dét er kun muligt, hvis der er væske – og ikke is – under Europas ydre isskorpe.

Fundet af gejserne på Europa bekræfter en lignende undersøgelse fra 2012. De nye og stærkere indikationer på, at ­månen huser et underjordisk hav, er godt nyt for astronomer. Opdagelsen betyder nemlig, at en robotsonde ikke behøver at bore sig ned gennem Europas iskapper, når forskerne vil fastslå med sikkerhed, om kloden huser vand. I stedet kan et rumfartøj blot flyve gentagne gange gennem gejserne og herfra måle, om de indeholder vand.

Marsjord er tør som ørkensand

Astronomerne leder ikke kun efter vand langt ude i Solsystemet. Jagten er også gået ind på vores naboplanet, Mars. Men her er resultaterne knap så opløftende.

Astronomerne mener, at Mars for cirka fire milliarder år siden kan have været lige så våd som Jorden. Men planetens magnetfelt, som beskytter mod stråling fra Solen – den såkaldte solvind – er langt svagere end Jordens, og planetens atmosfære er derfor blevet fortyndet kraftigt.

NASA’s MAVEN-sonde afslørede i 2015, at det konstante bombardement af partikler fra solvinden fjerner omkring 100 gram gasser fra atmosfæren hvert sekund. Mars kunne derfor ikke holde på sit flydende vand, og i dag eksisterer vandet kun i form af is i undergrunden.

I efteråret 2015 kunne NASA proklamere, at forskere havde fundet spor efter saltvand, der driver ned ad siderne på Mars’ kratere om sommeren. Sporene bestod af lange, mørke streger, der dukkede op i kraterne om sommeren og forsvandt om vinteren.

Men senere undersøgelser foretaget af Mars Odyssey-sonden har vist, at stregerne højst indeholder tre procent vand – det samme som en ørken på Jorden. I værste fald rummer stregerne slet intet flydende vand, men består i stedet af salte, som opsnapper lidt vandmolekyler fra atmosfæren.

Er det sidste tilfældet, må astronomerne på jagt efter en forklaring, der kan redegøre for, hvorfor stregerne kommer og går. Her kan en rover som Curiosity, der i øjeblikket kører rundt på Mars, hjælpe. NASA overvejer derfor, om robotten skal rulle hen til et af områderne og tage en jordprøve.

Pluto overrasker astronomer

I 2016 har endnu en overraskelse meldt sig i jagten på det flydende vand. Dværgplaneten Pluto, som befinder sig på den anden side af Solsystemets fjerneste planet, Neptun, kan gemme et hav. Vandet er i færd med at fryse til is, men kan stadig være flydende.

Friske billeder taget af rumfartøjet New Horizons i 2015 viser, at Pluto har visse ydre, tektoniske træk, som afslører, at kloden har udvidet sig. Udvidelsen kan skyldes et hav, som gradvist fryser til, da vand netop udvider sig, når det bliver til is. På baggrund af de nye observationer har et hold forskere fra Brown University i USA kunnet opdatere modellen for udviklingen i temperaturerne på Pluto.

Var havet allerede nu frosset helt til vandis, ville det – på grund af det høje tryk og de lave temperaturer i Plutos indre – relativt hurtigt forvandle sig til en særlig type tætpakket is. Det ville medføre en sammentrækning af dværgplaneten, som forskerne ikke ser nogen tegn på i overfladen. Derfor mener forskerholdet, at vandet under iskappen stadig kan være flydende.

Rumfartsorganisationernes jagt på det flydende vand slutter langtfra med Pluto. I 2020’erne har både NASA og den europæiske rumfartsorganisation, ESA, planer om at sende nye fartøjer ud til Jupiter for at undersøge de isede måner nærmere.

På lang sigt er forsigtige overflyvninger dog ikke nok. I stedet skal fartøjer lande på klodernes overflade. Det stiller skrappe krav til måleudstyret, som skal fungere i stråling, som er voldsom nok til at kortslutte det dyre grej. Skal de underjordiske have for alvor undersøges, må rumingeniørerne udtænke metoder, der kan få en ubemandet ubåd ned i dem, så forskerne kan undersøge, om det flydende vand huser levende væsner.