新たな研究によると、2000年にNASAのガリレオ宇宙船がエウロパの磁場を調査していた際、偶然にもエウロパの氷の表面から水の噴出する証拠を収集したという。
木星の衛星エウロパが爆発し、活発に水蒸気の噴出を宇宙空間に放出していることが、ますます明らかになっている。地球物理学研究論文誌に掲載された新たな研究は、この主張を、かなり異例な証拠、つまり陽子の存在、いや、むしろその欠如によって裏付けている。
エウロパは厚い氷の層に覆われており、科学者たちはその層の下に海が存在すると強く疑っています。木星からの重力によってこの水は温かく液体に保たれていますが、科学者たちはこの水の一部がエウロパの氷の表面の亀裂を突き破って漏れ出ていると考えるに足る十分な根拠を持っています。この証拠は、ハッブル宇宙望遠鏡によって2013年に初めて検出され、その後2014年と2016年にも再び検出されました。
同様の現象は2008年にNASAの土星探査機カッシーニによって発見され、土星の氷の衛星エンケラドゥスから水柱が噴出している証拠が検出された。エンケラドゥスにも地下海があると思われる。
2000年、NASAのガリレオ探査機はエウロパの磁場を調査するため、エウロパにフライバイ（接近通過）しました。その際、探査機は正電荷を帯びた亜原子粒子である陽子を探していました。
「ガリレオには、超高速荷電粒子を検出し、研究するために特別に設計された機器、高エネルギー粒子検出器が搭載されていました」と、欧州宇宙機関（ESA）の研究員で、今回の研究論文の筆頭著者であるハンス・ヒュイブリグス氏はギズモードに語った。「この機器を設計した科学者たちは、これらの粒子の特性を明らかにし、どのように加速されるのか、そして木星の衛星とどのように相互作用するのかを解明しようとしたのです。」
エウロパはこれらの高速荷電粒子の衝撃を受けているが、ガリレオのフライバイでは水柱の検出が目的ではなかった。宇宙科学は「このような偶然の発見に満ちている」とヒューブリグス氏は述べた。
陽子は豊富に記録されるはずだったが、ガリレオはエウロパの北極圏を高速で通過する際にほとんど検出されなかった。科学者たちは当初、陽子の不足はエウロパ自体に起因すると考え、エウロパがガリレオの陽子検出器を遮ったと考えた。
新たな研究では、探査機が20年前に取得したデータを再検証し、全く異なる結論に至った。ガリレオがフライバイ中に陽子をそれほど多く遭遇しなかった理由をより深く理解するため、研究者たちはこれらの亜原子粒子が月の周りを移動する様子をシミュレートするモデルを用いた。
粒子がエウロパの大気中で電荷を失った際に、陽子の減少が観測された。著者らは、水蒸気の噴出と推定されるものがエウロパの薄い大気に干渉しただけでなく、探査機がスキャンした領域の磁場も乱したと指摘している。
「基本的に、高速陽子がプルームからの非荷電粒子と衝突すると、非荷電粒子は陽子から電子を『奪う』のです」と、ヒューブリグス氏はギズモードに語った。「すると、陽子自身も非荷電粒子になります。高速陽子は木星の磁場に閉じ込められていますが、電荷を失うともはや閉じ込められなくなりますが、それでも非常に高速です。その時点で、陽子は磁場の『束縛』から非常に速く逃れ、その結果、高速陽子の減少が見られるのです。」
研究者たちは陽子消失の様々な原因を調査したが、シミュレーションにプルームを追加することで初めて、データで観測されたものを再現することができた。ヒューブリグス氏は、今後、エウロパや他の木星の衛星についてより多くのことを発見するために、ガリレオのデータ調査を継続すると述べた。
これは非常に興味深い結果です。地下水が宇宙空間へと流れ出し、エウロパの表面にまで達していることを示すさらなる証拠となるからです。宇宙生物学者は、エウロパとエンケラドゥスには生命を育むのに適した環境が存在する可能性があると考えており、これらの衛星は将来の科学探査にとって理想的なターゲットとなるでしょう。
朗報としては、ESAがJUICE（JUpiter ICy moons Explorer）と呼ばれるミッションを近々開始し、木星系に探査機を送り込む予定です。JUICEは2022年に打ち上げられ、2029年に木星に到着する予定です。そこでエウロパとその噴煙とみられるもの、そして木星の他の巨大衛星であるガニメデとカリストを調査する予定です。ヒューブリグスは現在、JUICEミッション開始後にこれらの噴煙を検出する方法を研究しています。
「JUICEは、エウロパの水蒸気プルーム内の粒子を直接採取し、遠隔で検出するために必要な機器を搭載します」と彼は述べた。「これにより、エウロパの広大で神秘的で、生命が存在する可能性のある地下海の秘密を解明できるかもしれません。」
NASAはまた、早ければ2023年に打ち上げられる可能性のある「エウロパ・クリッパー」と呼ばれるミッションにも取り組んでいる。
