Vattnet flyter i solsystemet

🎬 Pelare av vattenånga på Jupiters måne Europa:

Fyndet är bara det senaste i en rad upptäckter som på senare år har visat att ett antal av solsystemets planeter har tusentals meter djupa underjordiska hav – och därmed potential till liv.

Astronomerna följer vattnet

När den amerikanska rymdorganisationen Nasa letar efter liv i rymden arbetar man enligt devisen ”Följ vattnet”. Här på jorden har biologer hittat levande organismer precis överallt där det finns flytande vatten, och astronomerna hoppas nu att samma sak gäller även på andra planeter.

Vatten är flytande vid en temperatur som gör det till en dräglig plats för levande organismer. Dessutom är flytande vatten ett utmärkt lösningsmedel som gör det enklare för celler att nås av näringsämnen.

Flytande vatten i kombination med salter och mineraler är med andra ord en perfekt grogrund för liv. Om det även ingår energi i ekvationen blir astronomerna väldigt intresserade.

Tack vare ett antal obemannade sonder och observationer med teleskop har listan över himlakroppar i solsystemet som kan ha flytande vatten vuxit snabbt sedan 1990-talet.

På listan finns i dag tolv planeter, dvärgplaneter och månar, som inte bara varierar mycket i storlek utan också är spridda över hela solsystemet.

Av dessa himlakroppar är astronomerna i princip säkra på att det finns flytande vatten på två av Jupiters månar, Ganymedes och Europa, samt på Saturnus måne Enceladus. Vattnets existens har dock ännu inte definitivt bekräftats.

Paradoxalt nog anser astronomerna att tre månar som kretsar runt Jupiter respektive Saturnus är solsystemets mest sannolika kandidater till att ha flytande vatten.

De tre ismånarna befinner sig, liksom sina planeter, en bra bit utanför solsystemets beboeliga zon där temperaturen är tillräckligt hög för att garantera flytande vatten.

Jupiter pressar ismåne

Astronomerna har länge haft ett gott öga till Europa, som är lika stor som jordens måne och därmed minst av Jupiters fyra stora månar. De nya bilderna från Hubbleteleskopet bekräftar också tesen att månen har vatten.

Under ledning av astronomen William Sparks vid Space Telescope Science Institute i Baltimore i USA använde en forskargrupp en teknik med vilken man normalt visar att en planet i omloppsbana runt en avlägsen stjärna har en atmosfär.

I 15 månader observerades Europa medan månen rörde sig framför Jupiter. På så sätt kunde rymdteleskopet fotografera månen mot den upplysta bakgrunden av Jupiter.

Bilderna avslöjade ojämnheter i Europas yta som med jämna mellanrum blockerade Jupiters ljus. Astronomerna tror att ojämnheterna är 200 kilometer höga ångpelare som bildas när flytande vatten pressas upp genom sprickor i månens istäcke och förångas i mötet med den tomma rymden.

Europa ingår i ett brutalt parförhållande där Jupiter är den dominanta partnern. Jupiter, som är solsystemets största planet, väger 318 gånger mer än jorden.

Jupiters enorma massa gör att planeten hela tiden drar hårt i månen. Det kan jämföras med ett körsbär som kläms ihop mellan två fingrar. Kärnan i körsbäret motsvarar Europas hårda kärna och fruktköttet är vattnet, medan skalet är istäcket.

När fingrarna trycker på skalet brister det, så att saften i bärets inre pressas ut. Forskarna tror att just detta händer när gejsrarna skjuter ut hundratals kilometer höga ångpelare i tomma rymden.

Processen ger upphov till så mycket energi inne i Europa att vattnet, som egentligen borde frysa till is, smälter och förblir flytande några tusen meter under istäcket.

Astronomerna har räknat ut att de gravitationskrafter som Jupiter utövar på Europa är så våldsamma att tidvattnet under istäcket varierar 200 meter i höjd mellan flod och ebb. Det är bara möjligt om det är vätska, inte is, under Europas istäcke.

Fyndet av gejsrarna på Europa bekräftar resultaten av en liknande studie från år 2012. De nya, starkare indikationerna på att månen har ett underjordiskt hav är goda nyheter för astronomerna.

Upptäckten innebär nämligen att en robotsond inte behöver borra sig ner genom Europas istäcke för att forskarna ska kunna ta reda på om det finns vatten på planeten. I stället kan en rymdfarkost bara flyga upprepade gånger genom gejsrarna och på så sätt mäta om de innehåller vatten.

Marsjord torr som ökensand

Astronomerna letar inte bara efter vatten långt ut i solsystemet. Jakten pågår även på vår grannplanet Mars. Där är emellertid resultaten inte fullt så positiva.

Astronomerna tror att Mars för cirka fyra miljarder år sedan kan ha haft lika mycket vatten som jorden men planetens magnetfält, som skyddar mot strålning från solen – den så kallade solvinden – är svagare än jordens.

Därför har planetens atmosfär blivit kraftigt förtunnad. År 2015 visade Nasas sond Maven att det ständiga bombardemanget av partiklar från solvinden avlägsnar cirka hundra gram gas från atmosfären per sekund.

Av denna anledning har Mars inte kunnat behålla sitt flytande vatten. I dag existerar vattnet endast i form av is i marken.

Under hösten 2015 tillkännagav Nasa att en forskargrupp hade hittat spår av saltvatten som rinner nedför sidorna på Mars kratrar på sommaren. Spåren utgjordes av långa mörka streck som syntes i kratrarna på sommaren och försvann på vintern.

Senare studier gjorda av sonden Mars Odyssey har dock visat att strecken inte innehåller mer än tre procent vatten, ungefär som i en öken på jorden.

I värsta fall finns det inget flytande vatten alls i strecken, som kanske bara består av salter som drar till sig vattenmolekyler som finns i atmosfären.

Om det sistnämnda är fallet måste astronomerna försöka hitta en förklaring till varför strecken kommer och går.

Det kan ett robotfordon som Curiosity, som för närvarande kör omkring på Mars, hjälpa till med. På Nasa funderar forskarna därför på om Curiosity kanske ska rulla iväg till ett av områdena och ta jordprover.

Pluto överraskar astronomerna

År 2016 skedde ett genombrott i forskarnas jakt på flytande vatten: Dvärgplaneten Pluto, som befinner sig bortom solsystemets mest avlägsna planet Neptunus, kan dölja ett hav.

Vattnet håller visserligen på att frysa till is, men det kan fortfarande vara flytande.

På bilder tagna av rymdfarkosten New Horizons år 2015 uppvisar Pluto tektoniska tecken på att klotet har utvidgats. Det kan bero på ett hav som gradvis fryser till is, eftersom vatten ju utvidgas när det övergår till is.

Mot bakgrund av de nya iakttagelserna har en grupp forskare vid Brown University i USA uppdaterat modellen för Plutos temperaturutveckling.

Om hela havet redan hade fryst till is hade det – på grund av det höga trycket och de låga temperaturerna i Plutos inre – relativt snabbt förvandlats till en särskild typ av tätt packad is.

Det hade medfört en sammandragning av dvärgplaneten som forskarna inte ser några yttre tecken på. Därför tror forskargruppen att vattnet under istäcket fortfarande är flytande.

Rymdorganisationernas jakt på flytande vatten slutar inte med Pluto. På 2020-talet planerar både Nasa och ESA att skicka iväg nya farkoster till Jupiter för att titta närmare på dess ismånar.

På lång sikt räcker det emellertid inte med överflygningar. I stället måste farkosterna landa på himlakropparna. Det ställer höga krav på mätutrustningen som måste fungera när den utsätts för strålning som är tillräckligt stark för att kortsluta den.

För att de underjordiska haven ska kunna undersökas måste rymdingenjörerna därför komma på ett sätt att kunna få ner en obemannad ubåt i dem, så att man kan undersöka om det finns liv i vattnet.