Astronomie

Quelle quantité de lumière serait réfléchie de Jupiter à Europe (dans la nuit d'Europe) ?

Quelle quantité de lumière serait réfléchie de Jupiter à Europe (dans la nuit d'Europe) ?


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Supposons qu'Europe soit trouvée habitable et que les humains commencent à y vivre. Europe est proche de Jupiter et pendant la nuit Jupiter réfléchirait la lumière vers Europe, tout comme notre pleine lune réfléchit la lumière vers la terre. Notre lune est petite par rapport à Jupiter. Les humains auraient-ils encore besoin de lumière artificielle pendant les nuits Europas ?


C'est un calcul assez simple de 3 facteurs. Distance du soleil, taille apparente et albédo. Je vais comparer Jupiter à notre pleine lune, puisque nous connaissons tous cela.

Jupiter se situe en moyenne entre 4,95 et 5,45 UA du soleil. Cela signifie que, par rapport à notre pleine lune (environ 1,02 UA en moyenne), cela signifie que des mètres carrés individuels sur Jupiter recevraient entre 1/23,5 et 1/28,5 la lumière qui frappe notre lune. Je vais arrondir et dire entre 1/24 et 1/28.

La luminosité est également importante. La Lune est très sombre avec un albédo d'environ 12% - environ la couleur de l'asphalte usé ou grisâtre. L'albédo du lien de Jupiter est d'environ 0,34, il refléterait donc près de 3 fois plus de lumière. Cela signifie que par mètre carré, Jupiter est jusqu'à environ 1/8e à 1/10e aussi lumineux.

La grande différence est la taille. De la Terre, la Lune occupe environ 1/2 de 1 degré d'arc. Le diamètre de Jupiter est d'environ 37 fois le diamètre de la Lune. Sa distance à Europe est d'environ 1,73 fois la distance de la Terre à la Lune, donc sa taille apparente serait d'environ 21 fois le diamètre (environ 10 degrés d'arc), la zone réfléchissante est plus proche de 450 fois. Si vous divisez cela par le rapport de 8 à 10 en fonction de la proximité ou de la distance de Jupiter par rapport au Soleil sur son orbite, un Jupiter complet aurait une luminosité d'environ 45 à 55 pleines lunes moyennes. Il ne brillerait pas aussi fort, bien que certaines de ses bandes plus légères soient presque à mi-chemin. Mais l'ensemble serait 45 à 55 fois plus lumineux (en ignorant toute réflexion atmosphérique, ce qui le ferait paraître encore plus lumineux).

C'est probablement assez brillant pour lire en dessous, mais pas si brillant que cela vous ferait mal aux yeux si vous le regardiez.

Cela ne répond à votre question que pour un jupiter complet, mais le rapport, 45 à 55 fois plus lumineux, devrait être à peu près correct pour toutes les phases. Et environ 450 fois plus grande qu'une Lune moyenne. La taille de la Lune varie assez sensiblement de celle de la Terre, bien que nous ne le remarquions pas toujours. Europa a une orbite beaucoup plus circulaire autour de Jupiter, donc sa taille resterait à peu près la même depuis la surface d'Europe.


Ceci est basé uniquement sur la simulation de Stellarium, donc peut ne pas être précis.

Depuis Europe, Jupiter plein a une magnitude de près de -17 et un diamètre angulaire de 12 degrés :

Cela la rend environ 56 fois plus lumineuse et 24 fois plus grande (en diamètre, pas en surface - elle est environ 600 fois plus grande en surface) que notre pleine lune (magnitude -12,3), plus que suffisante pour la lecture.

Il n'est toujours pas aussi brillant que le Soleil sur Europe, qui a une magnitude de -23,06 :

Si vous acceptez que le quartier de lune (magnitude -10,0) fournisse une lumière de lecture suffisante, deux des autres lunes de Jupiter (Io et Ganymède ; Callisto est très sombre et a un faible albédo) peut également le faire :

Il semble donc que le ciel d'Europe soit assez bien éclairé, même la nuit solaire. Mais n'espérez pas trop haut : j'ai réalisé cette simulation à l'intersection de l'équateur et du premier méridien d'Europe. Une simulation antérieure dans l'hémisphère nord a montré que Jupiter ne se lève pas du tout là-bas.


Les étranges panaches de la lune Europe de Jupiter crachent de la vapeur d'eau

Les panaches d'Europe semblent réels, mais très sporadiques.

Les panaches de vapeur d'eau insaisissables et énigmatiques de la lune de Jupiter Europa semblent en effet réels.

Le télescope spatial Hubble de la NASA a repéré des preuves indirectes de tels panaches émanant d'Europe, qui abriterait un immense océan salé sous sa coquille de glace. Et les chercheurs ont maintenant détecté la vapeur d'eau d'un de ces panaches directement pour la première fois, selon une nouvelle étude.

"Les éléments chimiques essentiels (carbone, hydrogène, oxygène, azote, phosphore et soufre) et les sources d'énergie, deux des trois conditions nécessaires à la vie, se trouvent partout le système solaire. Mais le troisième &mdash eau liquide &mdash est quelque peu difficile à trouver au-delà de la Terre", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Lucas Paganini, planétologue au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et à l'Université américaine de Washington, D.C., dans un communiqué.

"Bien que les scientifiques n'aient pas encore détecté l'eau liquide directement, nous avons trouvé la meilleure chose suivante : l'eau sous forme de vapeur", a ajouté Paganini.

Paganini et ses collègues ont utilisé le W.M. L'observatoire Keck à Hawaï pour étudier Europa, large de 3 100 kilomètres, que les astrobiologistes considèrent comme l'un des meilleurs paris pour héberger la vie extraterrestre.

Les chercheurs ont observé Europe pendant 17 nuits, de février 2016 à mai 2017. Lors d'une de ces nuits, le 26 avril 2016, ils ont reçu un signal fort de vapeur d'eau, sous la forme d'une longueur d'onde caractéristique de la lumière infrarouge émise.

Et il y avait pas mal de trucs et environ 2 300 tonnes (2 095 tonnes métriques), selon les calculs des chercheurs. C'est presque suffisant pour remplir une piscine de taille olympique (qui contient environ 2 750 tonnes, soit 2 500 tonnes métriques, d'eau).

Les chercheurs pensent que la source de cette eau est un panache, qui pourrait provenir de l'océan enfoui ou d'un réservoir de glace fondue dans la coquille d'Europe. Pour commencer, le volume observé est beaucoup plus élevé que ce qui devrait résulter de processus "exogènes", tels que le retrait des molécules d'eau de la surface d'Europe par les puissantes ceintures de rayonnement de Jupiter. Et un tel décapage se produirait probablement assez régulièrement, ou du moins assez souvent pour être noté plus d'une nuit sur 17, ont écrit Paganini et son équipe dans le nouveau papier, qui a été publié en ligne aujourd'hui (18 novembre) dans la revue Nature Astronomy.

De multiples éléments de preuve indiquent maintenant l'existence de panaches sur Europe. Par exemple, en plus des nouveaux résultats et de la détection par Hubble de l'hydrogène et de l'oxygène atomiques (qui provenaient vraisemblablement de molécules d'eau séparées par le rayonnement), la sonde Galileo Jupiter de la NASA mesuré une forte augmentation dans la densité du plasma, ou gaz ionisé, lors d'un survol d'Europe en 1997.

Et il devient de plus en plus clair que les panaches d'Europe sont sporadiques. À cet égard, ils sont très différents du panache constant qui flotte du pôle sud de la lune glacée de Saturne qui abrite l'océan. Encelade, qui est généré par plus de 100 geysers puissants qui sont toujours allumés.

"Pour moi, la chose intéressante à propos de ce travail n'est pas seulement la première détection directe d'eau au-dessus d'Europe, mais aussi l'absence de celle-ci dans les limites de notre méthode de détection", a déclaré Paganini.

Des panaches comme ceux émanant d'Encelade et d'Europe sont très excitants pour les astrobiologistes, car ils envoient des « échantillons gratuits » d'environnements potentiellement habitables dans l'espace pour un éventuel accrochage par des sondes robotiques. Et il est possible qu'un vaisseau spatial de la NASA puisse bientôt faire exactement cela, si tout se passe bien.

La NASA développe une mission appelée Tondeuse Europe, dont le lancement est prévu au milieu des années 2020. Clipper orbitera autour de Jupiter mais étudiera Europe de près sur des dizaines de survols, caractérisant la lune et son océan et cherchant des endroits où un potentiel atterrisseur de chasse à la vie pourrait atterrir à l'avenir. Clipper pourrait finir par zoomer dans le panache sur un ou plusieurs de ces survols, si les membres de l'équipe de mission en apprennent suffisamment sur la fonctionnalité dans les années à venir ou s'ils ont vraiment de la chance.


Europa Glows: le rayonnement fait un nombre brillant sur la lune de Jupiter

Alors qu'Europe, la lune glacée et remplie d'océans, est en orbite autour de Jupiter, elle résiste à des radiations incessantes. Jupiter zappe la surface d'Europe nuit et jour avec des électrons et d'autres particules, la baignant dans un rayonnement à haute énergie. Mais alors que ces particules martèlent la surface de la lune, elles peuvent aussi faire quelque chose d'un autre monde : faire briller Europa dans le noir.

De nouvelles recherches menées par des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud détaillent pour la première fois à quoi ressemblerait la lueur et ce qu'elle pourrait révéler sur la composition de la glace à la surface d'Europe. Différents composés salés réagissent différemment au rayonnement et émettent leur propre lueur unique. À l'œil nu, cette lueur semblerait parfois légèrement verte, parfois légèrement bleue ou blanche et avec des degrés de luminosité variables, selon le matériau dont il s'agit.

Cette illustration de la lune Europe de Jupiter montre comment la surface glacée peut briller sur sa face nocturne, la face opposée au Soleil. Les variations de la lueur et de la couleur de la lueur elle-même pourraient révéler des informations sur la composition de la glace à la surface d'Europe. Crédits : NASA/JPL-Caltech

Les scientifiques utilisent un spectromètre pour séparer la lumière en longueurs d'onde et connecter les signatures distinctes ou spectres à différentes compositions de glace. La plupart des observations à l'aide d'un spectromètre sur une lune comme Europa sont prises en utilisant la lumière solaire réfléchie du côté de la lune, mais ces nouveaux résultats éclairent à quoi ressemblerait Europa dans l'obscurité.

« Nous avons pu prédire que cette lueur de glace nocturne pourrait fournir des informations supplémentaires sur la composition de la surface d'Europe. La façon dont cette composition varie pourrait nous donner des indices sur la question de savoir si Europa abrite des conditions propices à la vie », a déclaré Murthy Gudipati de JPL, auteur principal de l'ouvrage publié le 9 novembre dans Nature Astronomy.

C'est parce qu'Europe détient un immense océan intérieur mondial qui pourrait s'infiltrer à la surface à travers l'épaisse croûte de glace de la lune. En analysant la surface, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur ce qui se trouve en dessous.

Faire briller une lumière

Les scientifiques ont déduit des observations antérieures que la surface d'Europe pourrait être constituée d'un mélange de glace et de sels communément connus sur Terre, tels que le sulfate de magnésium (sel d'Epsom) et le chlorure de sodium (sel de table). La nouvelle recherche montre que l'incorporation de ces sels dans la glace d'eau dans des conditions similaires à celles d'Europe et son explosion de rayonnement produit une lueur.

Ce n'était pas une surprise. Il est facile d'imaginer une surface irradiée rougeoyante. Les scientifiques savent que la brillance est causée par des électrons énergétiques pénétrant la surface, activant les molécules en dessous. Lorsque ces molécules se détendent, elles libèrent de l'énergie sous forme de lumière visible.

"Mais nous n'avons jamais imaginé que nous verrions ce que nous finirions par voir", a déclaré Bryana Henderson, co-auteur de la recherche, de JPL. « Lorsque nous avons essayé de nouvelles compositions de glace, la lueur était différente. Et nous l'avons tous regardé pendant un moment, puis nous avons dit : « C'est nouveau, n'est-ce pas ? C'est définitivement une lueur différente ? Nous avons donc pointé un spectromètre dessus et chaque type de glace avait un spectre différent.

Pour étudier une maquette de laboratoire de la surface d'Europe, l'équipe du JPL a construit un instrument unique appelé Ice Chamber for Europa’s High-Energy Electron and Radiation Environment Testing (ICE-HEART). Ils ont emmené ICE-HEART dans une installation de faisceaux d'électrons à haute énergie à Gaithersburg, dans le Maryland, et ont commencé les expériences avec une étude entièrement différente en tête : voir comment la matière organique sous la glace d'Europe réagirait aux explosions de rayonnement.

Ils ne s'attendaient pas à voir des variations dans la lueur elle-même liées à différentes compositions de glace. C'était – comme l'appelaient les auteurs – un heureux hasard.

"Voir la saumure de chlorure de sodium avec un niveau d'éclat nettement inférieur a été le moment" qui a changé le cours de la recherche ", a déclaré Fred Bateman, co-auteur de l'article. Il a aidé à mener l'expérience et a fourni des faisceaux de rayonnement aux échantillons de glace au Medical Industrial Radiation Facility du National Institute of Standards and Technology du Maryland.

Une lune visible dans un ciel sombre peut ne pas sembler inhabituelle, nous voyons notre propre Lune car elle reflète la lumière du soleil. Mais la lueur d'Europe est causée par un mécanisme entièrement différent, ont déclaré les scientifiques. Imaginez une lune qui brille continuellement, même sur sa face nocturne – la face opposée au Soleil.

"Si Europe n'était pas sous ce rayonnement, elle ressemblerait à la façon dont notre lune nous regarde - sombre du côté ombragé", a déclaré Gudipati. "Mais parce qu'il est bombardé par le rayonnement de Jupiter, il brille dans le noir."

Prévue pour être lancée au milieu des années 2020, la prochaine mission phare de la NASA, Europa Clipper, observera la surface de la lune lors de plusieurs survols en orbite autour de Jupiter. Les scientifiques de la mission examinent les conclusions des auteurs pour évaluer si une lueur serait détectable par les instruments scientifiques du vaisseau spatial. Il est possible que les informations recueillies par le vaisseau spatial soient mises en correspondance avec les mesures de la nouvelle recherche pour identifier les composants salés à la surface de la lune ou affiner ce qu'ils pourraient être.

« Ce n'est pas souvent que vous soyez dans un laboratoire et que vous vous disiez : « Nous pourrions trouver ça quand nous y arriverons », a déclaré Gudipati. "Habituellement, c'est l'inverse - vous y allez et trouvez quelque chose et essayez de l'expliquer dans le laboratoire. Mais notre prédiction remonte à une simple observation, et c'est ce qu'est la science.

Des missions telles qu'Europa Clipper contribuent au domaine de l'astrobiologie, la recherche interdisciplinaire sur les variables et les conditions de mondes lointains qui pourraient abriter la vie telle que nous la connaissons. Bien qu'Europa Clipper ne soit pas une mission de détection de vie, il effectuera une reconnaissance détaillée d'Europa et déterminera si la lune glacée, avec son océan souterrain, a la capacité de soutenir la vie. Comprendre l'habitabilité d'Europe aidera les scientifiques à mieux comprendre comment la vie s'est développée sur Terre et le potentiel de trouver de la vie au-delà de notre planète.


La surface glacée d'Europe peut briller dans le noir

Comprendre la composition chimique de la glace sur la lune intrigante de Jupiter pourrait révéler des indices sur son habitabilité.

Cette illustration de la lune Europe de Jupiter montre comment la surface glacée peut briller sur sa face nocturne, la face opposée au Soleil. NASA/JPL-Caltech

La face nocturne de la lune Europa de Jupiter pourrait briller dans le noir, ont rapporté des scientifiques cette semaine dans le journal Astronomie de la nature.

Lorsque les chercheurs ont tiré des faisceaux d'électrons sur des échantillons de glace pour simuler le rayonnement qui fouette régulièrement la surface glaciale d'Europe, ils ont remarqué que la glace émettait une faible lueur qui variait en fonction des minéraux présents dans la glace. La sonde Europa Clipper de la NASA pourrait être en mesure d'observer ce même phénomène lorsqu'elle atteindra la lune lointaine dans quelques années - et peut-être l'utiliser pour déterminer si Europa a des conditions propices à la vie.

Jusqu'à présent, le seul objet de notre voisinage céleste connu pour émettre de la lumière de son côté nocturne est la Terre. L'électricité que les humains utilisent pour éclairer nos habitations peut être vue depuis la Station spatiale internationale, explique Murthy Gudipati, astrophysicien de laboratoire au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. à Pasadena, en Californie. "En raison de sa position et des aspects géologiques d'Europe, elle pourrait être très similaire à la Terre dans le sens où nous avons un deuxième objet dans notre système qui brille également dans la nuit", explique Gudipati, qui a publié les résultats le 9 novembre.

Europe est recouverte d'une croûte glacée de plusieurs kilomètres d'épaisseur, qui, selon les scientifiques, couvre un vaste océan de 40 à 100 milles de profondeur. La lune reçoit également des déluges de particules chargées du fort champ magnétique de Jupiter, ce rayonnement serait mortel pour un humain se tenant à la surface d'Europe. Et cela ne serait pertinent que si les humains étaient en quelque sorte capables de résister aux températures de surface de la lune de, en moyenne, 100 Kelvin (-279,67 Farenheit). "C'est un endroit tout à fait unique dans notre système solaire", a déclaré Gudipati. "C'est l'un des plus grands prétendants à l'habitabilité potentielle [en raison de] ces océans et il est également placé de manière très unique dans l'un des environnements extérieurs les plus difficiles."

Lui et ses collègues voulaient comprendre ce qui se passe lorsque des particules chargées frappent la surface d'Europe. Ils ont tiré des faisceaux d'électrons sur des carottes de glace représentant différentes possibilités pour la surface d'Europe et ont filmé les résultats avec une caméra vidéo. Lorsque les électrons ont heurté de la glace d'eau pure, les chercheurs ont constaté que le liquide gelé dégageait une lueur blanchâtre avec une légère teinte bleu-vert. Cette lueur était plus brillante lorsque la glace irradiée contenait du sulfate de magnésium (sel d'Epsom). La glace contenant du chlorure de sodium (sel de mer) avait une lueur beaucoup plus faible sans aucune teinte colorée. Après une enquête plus approfondie, les scientifiques ont découvert que la lumière provenant de la glace était principalement blanche, mais que les longueurs d'onde vertes étaient légèrement plus répandues dans la lumière provenant de la glace d'eau, rouge dans la glace salée d'Epsom et bleu-vert dans la glace salée. .

Cette lueur se produit parce que lorsque les électrons pénètrent dans la glace, ils dynamisent le matériau. L'eau gelée libère ensuite une partie de cette énergie sous forme de lumière, avec différents atomes et molécules émettant de la lumière à différentes longueurs d'onde.

Un processus similaire se produit dans les aurores boréales, dit Gudipati. À nos yeux, l'aurore a une teinte verte intense car l'oxygène dans l'atmosphère a beaucoup d'espace pour émettre de la lumière sans interagir avec d'autres matériaux. La composition de la glace luminescente est plus dense et plus variée, il peut y avoir plusieurs composés émettant constamment de la lumière qui se mélange pour former une lueur principalement blanchâtre.

"Dans la glace, il n'y a pas d'espace entre un atome et les autres atomes, c'est comme des lions de mer prenant un bain de soleil, ils ne peuvent pas se déplacer", explique Gudipati. "Il est totalement encombré et chacun de ces atomes ou molécules excités interagit avec son environnement."

Lui et ses collègues estiment que, si la surface d'Europa brille dans la nuit comme la glace dans leur expérience, les instruments prévus de l'Europa Clipper seraient probablement capables de la détecter au fur et à mesure que le vaisseau spatial passe. La mission, qui sera lancée au milieu des années 2020, pourrait donner aux scientifiques l'occasion de déterminer dans quelle mesure Europa pourrait convenir à la vie en analysant la lueur provenant du côté nocturne de la lune.

En clapotant contre le fond marin, l'océan d'Europe interagit probablement avec le substrat rocheux pour produire des minéraux qui peuvent être vitaux pour la vie. Certains de ces minéraux finiront par se frayer un chemin dans la glace recouvrant l'océan d'Europe. Cette coquille glaciale est marquée par relativement peu de cratères, ce qui indique que sa surface est jeune. "Ces cratères d'impact sont en quelque sorte nettoyés, et ce nettoyage n'aurait lieu que s'il y avait un échange entre l'intérieur et la surface", explique Gudipati.

Selon la luminosité de la glace et les longueurs d'onde de la lumière qu'elle émet, les scientifiques pourraient déterminer sa composition chimique. "Le matériau à la surface pourrait porter des empreintes digitales de ce que le matériau était dans les océans [au fil du temps]", explique Gudipati.


Europa brille: le rayonnement fait un nombre brillant sur la lune de Jupiter

Cette illustration de la lune Europe de Jupiter montre comment la surface glacée peut briller sur sa face nocturne, la face opposée au Soleil. Les variations de la lueur et de la couleur de la lueur elle-même pourraient révéler des informations sur la composition de la glace à la surface d'Europe. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Alors qu'Europe, la lune glacée et remplie d'océans, est en orbite autour de Jupiter, elle résiste à des radiations incessantes. Jupiter zappe nuit et jour la surface d'Europe avec des électrons et d'autres particules, la baignant dans un rayonnement à haute énergie. Mais alors que ces particules martèlent la surface de la lune, elles peuvent aussi faire quelque chose d'un autre monde : faire briller Europa dans le noir.

De nouvelles recherches menées par des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud détaillent pour la première fois à quoi ressemblerait la lueur et ce qu'elle pourrait révéler sur la composition de la glace à la surface d'Europe. Différents composés salés réagissent différemment au rayonnement et émettent leur propre lueur unique. À l'œil nu, cette lueur semblerait parfois légèrement verte, parfois légèrement bleue ou blanche et avec des degrés de luminosité variables, selon le matériau dont il s'agit.

Les scientifiques utilisent un spectromètre pour séparer la lumière en longueurs d'onde et connecter les "signatures" ou spectres distincts à différentes compositions de glace. La plupart des observations utilisant un spectromètre sur une lune comme Europa sont prises en utilisant la lumière solaire réfléchie du côté jour de la lune, mais ces nouveaux résultats éclairent à quoi ressemblerait Europa dans l'obscurité.

"Nous avons pu prédire que cette lueur de glace nocturne pourrait fournir des informations supplémentaires sur la composition de la surface d'Europe. La façon dont cette composition varie pourrait nous donner des indices sur la question de savoir si Europa abrite des conditions propices à la vie", a déclaré Murthy Gudipati du JPL, auteur principal du travail publié en novembre. 9 pouces Astronomie de la nature.

C'est parce qu'Europe détient un océan intérieur mondial massif qui pourrait s'infiltrer à la surface à travers l'épaisse croûte de glace de la lune. En analysant la surface, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur ce qui se trouve en dessous.

Les scientifiques ont déduit des observations antérieures que la surface d'Europe pourrait être constituée d'un mélange de glace et de sels communément connus sur Terre, tels que le sulfate de magnésium (sel d'Epsom) et le chlorure de sodium (sel de table). La nouvelle recherche montre que l'incorporation de ces sels dans la glace d'eau dans des conditions similaires à celles d'Europe et son explosion de rayonnement produit une lueur.

Ce n'était pas une surprise. Il est facile d'imaginer une surface irradiée rougeoyante. Les scientifiques savent que la brillance est causée par des électrons énergétiques pénétrant la surface, activant les molécules en dessous. Lorsque ces molécules se détendent, elles libèrent de l'énergie sous forme de lumière visible.

"Mais nous n'avons jamais imaginé que nous verrions ce que nous finirions par voir", a déclaré Bryana Henderson du JPL, co-auteur de la recherche. "Lorsque nous avons essayé de nouvelles compositions de glace, la lueur avait l'air différente. Et nous l'avons tous regardé pendant un moment, puis nous avons dit:" C'est nouveau, non? C'est vraiment une lueur différente? " Nous avons donc pointé un spectromètre dessus et chaque type de glace avait un spectre différent."

Pour étudier une maquette de laboratoire de la surface d'Europe, l'équipe du JPL a construit un instrument unique appelé Ice Chamber for Europa's High-Energy Electron and Radiation Environment Testing (ICE-HEART). Ils ont emmené ICE-HEART dans une installation de faisceaux d'électrons à haute énergie à Gaithersburg, dans le Maryland, et ont commencé les expériences avec une étude entièrement différente en tête : voir comment la matière organique sous la glace d'Europe réagirait aux explosions de rayonnement.

Ils ne s'attendaient pas à voir des variations dans la lueur elle-même liées à différentes compositions de glace. C'était, comme les auteurs l'appelaient, un heureux hasard.

"Voir la saumure de chlorure de sodium avec un niveau de lueur nettement inférieur a été le moment" aha "qui a changé le cours de la recherche", a déclaré Fred Bateman, co-auteur de l'article. Il a aidé à mener l'expérience et a fourni des faisceaux de rayonnement aux échantillons de glace au Medical Industrial Radiation Facility du National Institute of Standards and Technology du Maryland.

Une lune visible dans un ciel sombre peut ne pas sembler inhabituelle, nous voyons notre propre Lune car elle reflète la lumière du soleil. Mais la lueur d'Europa est causée par un mécanisme entièrement différent, ont déclaré les scientifiques. Imaginez une lune qui brille en permanence, même sur sa face nocturne, la face opposée au Soleil.

"Si Europe n'était pas sous ce rayonnement, elle ressemblerait à la façon dont notre lune nous regarde - sombre du côté ombragé", a déclaré Gudipati. "Mais parce qu'il est bombardé par le rayonnement de Jupiter, il brille dans le noir."

Prévue pour être lancée au milieu des années 2020, la prochaine mission phare de la NASA, Europa Clipper, observera la surface de la lune lors de plusieurs survols en orbite autour de Jupiter. Les scientifiques de la mission examinent les conclusions des auteurs pour évaluer si une lueur serait détectable par les instruments scientifiques du vaisseau spatial. Il est possible que les informations recueillies par le vaisseau spatial soient mises en correspondance avec les mesures de la nouvelle recherche pour identifier les composants salés à la surface de la lune ou affiner ce qu'ils pourraient être.

"Ce n'est pas souvent que vous êtes dans un laboratoire et dites:" Nous pourrions trouver ça quand nous y arriverons "", a déclaré Gudipati. « Habituellement, c'est l'inverse : vous y allez, vous trouvez quelque chose et vous essayez de l'expliquer en laboratoire. Mais notre prédiction repose sur une simple observation, et c'est l'objet de la science. »

Des missions telles qu'Europa Clipper contribuent au domaine de l'astrobiologie, la recherche interdisciplinaire sur les variables et les conditions de mondes lointains qui pourraient abriter la vie telle que nous la connaissons. Bien qu'Europa Clipper ne soit pas une mission de détection de vie, il effectuera une reconnaissance détaillée d'Europa et déterminera si la lune glacée, avec son océan souterrain, a la capacité de soutenir la vie. Comprendre l'habitabilité d'Europe aidera les scientifiques à mieux comprendre comment la vie s'est développée sur Terre et le potentiel de trouver de la vie au-delà de notre planète.


La Lune Europa de Jupiter brille dans le noir, selon les scientifiques

Cette impression d'artiste de la lune Europe de Jupiter montre comment la surface glacée peut briller sur son . [+] côté nuit.

Jupiter est une puissante source d'ondes radio dans le ciel nocturne.

Lorsque les agences spatiales envoient des engins spatiaux sur la planète géante, elles doivent s'assurer que leurs orbites sont calculées avec soin afin qu'elles ne passent pas trop de temps à l'intérieur des ceintures de radiation de Jupiter. Les particules à haute énergie de la zone sont tout simplement trop nombreuses.

Alors, que se passe-t-il si vous êtes une lune en orbite autour de Jupiter devant constamment résister à un martèlement incessant de radiations à haute énergie ?

Tu brilles dans le noir, c'est quoi.

De nouvelles recherches menées par des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA suggèrent qu'Europe, la quatrième plus grande des 79 lunes de Jupiter, peut briller de nuances de vert, de bleu et de blanc même sur sa face nocturne.

La lueur pourrait révéler beaucoup de choses sur la composition de la glace à la surface d'Europe, disent les scientifiques, et la lueur pourrait être observée par un vaisseau spatial de la NASA se dirigeant vers la lune dans quelques années seulement.

Europa a été décrite comme ressemblant à un "globe oculaire veineux".

Europe est plus petite que notre Lune. Il mesure environ 3 100 kilomètres de diamètre et possède une fine atmosphère riche en oxygène, un noyau de fer liquide et un champ magnétique. Les fractures de sa surface glacée font d'Europe un "globe oculaire veineux".

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Cependant, le plus remarquable, Europa est connu pour avoir un océan d'eau mondial sous une croûte de glace de 11 milles/18 kilomètres d'épaisseur. On pense (et on espère) que cet océan pourrait abriter des formes de vie simples.

On pense que ces nouveaux modèles de l'éclat d'Europa renseigneront les scientifiques sur la composition de cette glace - et ce qui se trouve en dessous - en raison de la façon dont les différents composés salés à la surface de la lune réagissent différemment aux radiations.

Chaque composé émet sa propre lueur unique, que les scientifiques peuvent séparer en longueurs d'onde à l'aide d'un spectromètre.

Habituellement, la lumière que les scientifiques étudient d'un endroit comme Europe serait la lumière du soleil réfléchie sur le côté jour de la lune, mais ces nouveaux résultats montrent à quoi ressemblerait Europa du côté nuit.

"Nous avons pu prédire que cette lueur de glace nocturne pourrait fournir des informations supplémentaires sur la composition de la surface d'Europe", a déclaré Murthy Gudipati au JPL et auteur principal des travaux publiés aujourd'hui dans Astronomie de la nature. "La variation de cette composition pourrait nous donner des indices sur la question de savoir si Europa abrite des conditions propices à la vie."

On pense que la surface d'Europe est composée de sulfate de magnésium et de chlorure de sodium (sel d'Epsom et sel de table) que les chercheurs ont incorporés dans de la glace dans des conditions similaires à celles d'Europe et projetés de radiations pour produire une lueur inattendue.

"Nous n'avons jamais imaginé que nous verrions ce que nous avons fini par voir", a déclaré Bryana Henderson de JPL, co-auteur de la recherche. "Lorsque nous avons essayé de nouvelles compositions de glace, la lueur était différente et nous l'avons tous regardée pendant un moment, puis nous avons dit:" C'est nouveau, n'est-ce pas ? C’est définitivement une lueur différente ?’ Nous avons donc pointé un spectromètre dessus, et chaque type de glace avait un spectre différent.

La mission Europa Clipper de la NASA sera lancée en 2023.

Prévue pour être lancée en 2023, la mission Europa Clipper de la NASA effectuera environ 45 survols, photographiant à chaque passage la surface glacée de la lune en haute résolution. Détectera-t-il la lueur d'Europe ? Les scientifiques de la mission examinent maintenant ces nouvelles découvertes pour le découvrir.

Si tel est le cas, la NASA saura bientôt exactement de quoi est faite Europa et fera un pas de plus vers la découverte de ce qui se cache dans les profondeurs aquatiques sous la glace.


Europa Glows: le rayonnement fait un nombre brillant sur la lune de Jupiter

Cette illustration de la lune Europe de Jupiter montre comment la surface glacée peut briller sur sa face nocturne, la face opposée au Soleil. Les variations de la lueur et de la couleur de la lueur elle-même pourraient révéler des informations sur la composition de la glace à la surface d'Europe. Crédit image : NASA/JPL-Caltech

Alors qu'Europe, la lune glacée et remplie d'océans, est en orbite autour de Jupiter, elle résiste à des radiations incessantes. Jupiter zappe la surface d'Europe nuit et jour avec des électrons et d'autres particules, la baignant dans un rayonnement à haute énergie. Mais alors que ces particules martèlent la surface de la lune, elles peuvent aussi faire quelque chose d'un autre monde : faire briller Europa dans le noir.

De nouvelles recherches menées par des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud détaillent pour la première fois à quoi ressemblerait la lueur et ce qu'elle pourrait révéler sur la composition de la glace à la surface d'Europe. Différents composés salés réagissent différemment au rayonnement et émettent leur propre lueur unique. À l'œil nu, cette lueur semblerait parfois légèrement verte, parfois légèrement bleue ou blanche et avec des degrés de luminosité variables, selon le matériau dont il s'agit.

Les scientifiques utilisent un spectromètre pour séparer la lumière en longueurs d'onde et connecter les signatures distinctes ou spectres à différentes compositions de glace. La plupart des observations à l'aide d'un spectromètre sur une lune comme Europa sont prises en utilisant la lumière solaire réfléchie du côté de la lune, mais ces nouveaux résultats éclairent à quoi ressemblerait Europa dans l'obscurité.

« Nous avons pu prédire que cette lueur de glace nocturne pourrait fournir des informations supplémentaires sur la composition de la surface d'Europe. La façon dont cette composition varie pourrait nous donner des indices sur la question de savoir si Europa abrite des conditions propices à la vie », a déclaré Murthy Gudipati de JPL, auteur principal de l'ouvrage publié le 9 novembre dans Nature Astronomy.

C'est parce qu'Europe détient un immense océan intérieur mondial qui pourrait s'infiltrer à la surface à travers l'épaisse croûte de glace de la lune. En analysant la surface, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur ce qui se trouve en dessous.

Faire briller une lumière

Les scientifiques ont déduit des observations antérieures que la surface d'Europe pourrait être constituée d'un mélange de glace et de sels communément connus sur Terre, tels que le sulfate de magnésium (sel d'Epsom) et le chlorure de sodium (sel de table). The new research shows that incorporating those salts into water ice under Europa-like conditions and blasting it with radiation produces a glow.

That much was not a surprise. It’s easy to imagine an irradiated surface glowing. Scientists know the shine is caused by energetic electrons penetrating the surface, energizing the molecules underneath. When those molecules relax, they release energy as visible light.

“But we never imagined that we would see what we ended up seeing,” said JPL’s Bryana Henderson, who co-authored the research. “When we tried new ice compositions, the glow looked different. And we all just stared at it for a while and then said, ‘This is new, right? This is definitely a different glow?’ So we pointed a spectrometer at it, and each type of ice had a different spectrum.”

To study a laboratory mockup of Europa’s surface, the JPL team built a unique instrument called Ice Chamber for Europa’s High-Energy Electron and Radiation Environment Testing (ICE-HEART). They took ICE-HEART to a high-energy electron beam facility in Gaithersburg, Maryland, and started the experiments with an entirely different study in mind: to see how organic material under Europa ice would react to blasts of radiation.

They didn’t expect to see variations in the glow itself tied to different ice compositions. It was – as the authors called it – serendipity.

“Seeing the sodium chloride brine with a significantly lower level of glow was the ‘aha’ moment that changed the course of the research,” said Fred Bateman, co-author of the paper. He helped conduct the experiment and delivered radiation beams to the ice samples at the Medical Industrial Radiation Facility at the National Institute of Standards and Technology in Maryland.

A moon that’s visible in a dark sky may not seem unusual we see our own Moon because it reflects sunlight. But Europa’s glow is caused by an entirely different mechanism, the scientists said. Imagine a moon that glows continuously, even on its nightside – the side facing away from the Sun.

“If Europa weren’t under this radiation, it would look the way our moon looks to us – dark on the shadowed side,” Gudipati said. “But because it’s bombarded by the radiation from Jupiter, it glows in the dark.”

Set to launch in the mid-2020s, NASA’s upcoming flagship mission Europa Clipper will observe the moon’s surface in multiple flybys while orbiting Jupiter. Mission scientists are reviewing the authors’ findings to evaluate if a glow would be detectable by the spacecraft’s science instruments. It’s possible that information gathered by the spacecraft could be matched with the measurements in the new research to identify the salty components on the moon’s surface or narrow down what they might be.

“It’s not often that you’re in a lab and say, ‘We might find this when we get there,'” Gudipati said. “Usually it’s the other way around – you go there and find something and try to explain it in the lab. But our prediction goes back to a simple observation, and that’s what science is about.”

Missions such as Europa Clipper help contribute to the field of astrobiology, the interdisciplinary research on the variables and conditions of distant worlds that could harbor life as we know it. While Europa Clipper is not a life-detection mission, it will conduct detailed reconnaissance of Europa and investigate whether the icy moon, with its subsurface ocean, has the capability to support life. Understanding Europa’s habitability will help scientists better understand how life developed on Earth and the potential for finding life beyond our planet.


Radiation Does A Bright Number On Europa

As the icy, ocean-filled moon Europa orbits Jupiter, it withstands a relentless pummeling of radiation. Jupiter zaps Europa's surface night and day with electrons and other particles, bathing it in high-energy radiation.

But as these particles pound the moon's surface, they may also be doing something otherworldly: making Europa glow in the dark.

New research from scientists at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Southern California details for the first time what the glow would look like, and what it could reveal about the composition of ice on Europa's surface. Different salty compounds react differently to the radiation and emit their own unique glimmer. To the naked eye, this glow would look sometimes slightly green, sometimes slightly blue or white and with varying degrees of brightness, depending on what material it is.

Scientists use a spectrometer to separate the light into wavelengths and connect the distinct "signatures," or spectra, to different compositions of ice. Most observations using a spectrometer on a moon like Europa are taken using reflected sunlight on the moon's dayside, but these new results illuminate what Europa would look like in the dark.

"We were able to predict that this nightside ice glow could provide additional information on Europa's surface composition. How that composition varies could give us clues about whether Europa harbors conditions suitable for life," said JPL's Murthy Gudipati, lead author of the work published Nov. 9 in Nature Astronomy.

That's because Europa holds a massive, global interior ocean that could percolate to the surface through the moon's thick crust of ice. By analyzing the surface, scientists can learn more about what lies beneath.

Scientists have inferred from prior observations that Europa's surface could be made of a mix of ice and commonly known salts on Earth, such as magnesium sulfate (Epsom salt) and sodium chloride (table salt). The new research shows that incorporating those salts into water ice under Europa-like conditions and blasting it with radiation produces a glow.

That much was not a surprise. It's easy to imagine an irradiated surface glowing. Scientists know the shine is caused by energetic electrons penetrating the surface, energizing the molecules underneath. When those molecules relax, they release energy as visible light.

"But we never imagined that we would see what we ended up seeing," said JPL's Bryana Henderson, who co-authored the research. "When we tried new ice compositions, the glow looked different. And we all just stared at it for a while and then said, 'This is new, right? This is definitely a different glow?' So we pointed a spectrometer at it, and each type of ice had a different spectrum."

To study a laboratory mockup of Europa's surface, the JPL team built a unique instrument called Ice Chamber for Europa's High-Energy Electron and Radiation Environment Testing (ICE-HEART). They took ICE-HEART to a high-energy electron beam facility in Gaithersburg, Maryland, and started the experiments with an entirely different study in mind: to see how organic material under Europa ice would react to blasts of radiation.

They didn't expect to see variations in the glow itself tied to different ice compositions. It was - as the authors called it - serendipity.

"Seeing the sodium chloride brine with a significantly lower level of glow was the 'aha' moment that changed the course of the research," said Fred Bateman, co-author of the paper. He helped conduct the experiment and delivered radiation beams to the ice samples at the Medical Industrial Radiation Facility at the National Institute of Standards and Technology in Maryland.

A moon that's visible in a dark sky may not seem unusual we see our own Moon because it reflects sunlight. But Europa's glow is caused by an entirely different mechanism, the scientists said. Imagine a moon that glows continuously, even on its nightside - the side facing away from the Sun.

"If Europa weren't under this radiation, it would look the way our moon looks to us - dark on the shadowed side," Gudipati said. "But because it's bombarded by the radiation from Jupiter, it glows in the dark."

Set to launch in the mid-2020s, NASA's upcoming flagship mission Europa Clipper will observe the moon's surface in multiple flybys while orbiting Jupiter. Mission scientists are reviewing the authors' findings to evaluate if a glow would be detectable by the spacecraft's science instruments. It's possible that information gathered by the spacecraft could be matched with the measurements in the new research to identify the salty components on the moon's surface or narrow down what they might be.

"It's not often that you're in a lab and say, 'We might find this when we get there,'" Gudipati said. "Usually it's the other way around - you go there and find something and try to explain it in the lab. But our prediction goes back to a simple observation, and that's what science is about."

Missions such as Europa Clipper help contribute to the field of astrobiology, the interdisciplinary research on the variables and conditions of distant worlds that could harbor life as we know it. While Europa Clipper is not a life-detection mission, it will conduct detailed reconnaissance of Europa and investigate whether the icy moon, with its subsurface ocean, has the capability to support life. Understanding Europa's habitability will help scientists better understand how life developed on Earth and the potential for finding life beyond our planet.


Does Europa glow in the dark?

This artist’s concept of Jupiter’s moon Europa shows how the icy surface may glow on its nightside, the side facing away from the sun. Variations in the glow and the color of the glow itself could reveal information about the composition of ice on Europa’s surface. Image via NASA/JPL-Caltech.

New lab experiments that re-created the environment of Jupiter’s large moon Europa suggest that the icy world shines, even on its nightside.

As icy, ocean-filled Europa – one of Jupiter’s 79 known moons – orbits the planet, Jupiter bombards Europa’s surface night and day with electrons and other particles, bathing it in high-energy radiation. As the electrons penetrate the moon’s surface, they energize the molecules underneath. According to the new study, published November 9, 2020, in the peer-reviewed journal Astronomie de la nature, when those molecules relax, they release energy as visible light, making Europa glow in the dark.

Variations in the glow and the color of the glow itself could reveal information about the composition of ice on Europa’s surface, say the scientists. That’s because different salty compounds react differently to the radiation and emit their own unique glimmer, so color will vary based on the real composition of Europa’s surface.

The new analysis, from scientists at NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Southern California, details what the glow would look like, and what it could reveal about the composition of ice on Europa’s surface. According to a NASA statement:

Different salty compounds react differently to the radiation and emit their own unique glimmer. To the unaided eye, this glow would look sometimes slightly green, sometimes slightly blue or white and with varying degrees of brightness, depending on what material it is.

Scientists use a spectrometer to separate the light into wavelengths and connect the distinct “signatures,” or spectra, to different compositions of ice. Most observations using a spectrometer on a moon like Europa are taken using reflected sunlight on the moon’s dayside, but these new results illuminate what Europa would look like in the dark. JPL’s Murthy Gudipati, lead author of the study, said in a statement:

We were able to predict that this nightside ice glow could provide additional information on Europa’s surface composition. How that composition varies could give us clues about whether Europa harbors conditions suitable for life.

That’s because Europa holds a massive, global interior ocean that could percolate to the surface through the moon’s thick crust of ice. Scientists have inferred from prior observations that Europa’s surface could be made of a mix of ice and commonly known salts on Earth, such as magnesium sulfate (Epsom salt) and sodium chloride (table salt). The new research shows that incorporating those salts into water ice under Europa-like conditions and blasting it with radiation produces a glow.

That much was not a surprise, said the researchers, because it’s easy to imagine an irradiated surface glowing. Scientists know the shine is caused by energetic electrons penetrating the surface, energizing the molecules underneath. When those molecules relax, they release energy as visible light. But the study researchers didn’t expect to see variations in the glow itself tied to different ice compositions. JPL’s Bryana Henderson, a study co-author, said:

But we never imagined that we would see what we ended up seeing. When we tried new ice compositions, the glow looked different. And we all just stared at it for a while and then said, ‘This is new, right? This is definitely a different glow?’ So we pointed a spectrometer at it, and each type of ice had a different spectrum.

Does Europa glow in the dark? A new @NASAJPL lab experiment finds that the icy moon shines, even on its nightside. This ice glow could provide insights on Europa's composition, giving us clues about whether the moon harbors conditions suitable for life: https://t.co/UuoSN6lNWz pic.twitter.com/9alExylEGp

&mdash NASA Astrobiology: Exploring Life in the Universe (@NASAAstrobio) November 9, 2020

A moon that’s visible in a dark sky may not seem unusual we see our own moon because it reflects sunlight. But Europa’s glow is caused by an entirely different mechanism, the scientists said. Imagine a moon that glows continuously, even on its nightside, the side facing away from the sun. Gudipati said:

If Europa weren’t under this radiation, it would look the way our moon looks to us, dark on the shadowed side. But because it’s bombarded by the radiation from Jupiter, it glows in the dark.

Bottom line: A new study suggests Jupiter’s large moon Europa shines, even on its nightside, thanks to a relentless pummeling of radiation from the planet.


Hubble spies Jupiter and its icy moon Europa

The Hubble Space Telescope has produced two images of Jupiter: one showing moon Europa and another in wavelengths invisible to the human eye.

Published: October 3, 2020 at 8:16 am

The Hubble Space Telescope has captured a beautiful new image of Jupiter and its moon Europa, taken when the gas giant was 653 million km from Earth.

The new image, captured on 25 August 2020, is giving astronomers a fresh look at the tempestuous planet’s stormy atmosphere, including a new storm that appears to be brewing among the Jovian clouds.

Can you spot the white, elongated storm occurring at mid-northern latitudes on Jupiter’s disc? This single plume popped up on 18 August 2020 and was recorded as moving at 560 km per hour.

See more beautiful Hubble images:

Planetary scientists say this particular storm seems to have more structure behind it than previous storms observed in the region. Trailing it are a few dark clumps, which may be the early beginnings of a longer-lasting ‘spot’ in the northern hemisphere, much like the Great Red Spot that can be seen clearly in the southern hemisphere.

The Great Red Spot is Jupiter’s most striking feature, and one of the objects that makes the gas giant so visually iconic. Telescopic observations of the spot have been recorded since 1930, providing evidence that the storm is shrinking over time. Nevertheless, it currently measures 15,800 km across: large enough to swallow Earth whole!

To the left of Jupiter appears its moon Europa: an icy body thought to have a liquid ocean below its crust. Just like Saturn’s moon Enceladus, the presence of a liquid subsurface ocean makes it a prime target for search for signs of life.

And just like the Cassini mission at Saturn, which studied Enceladus, a new mission called Europa Clipper is primed to launch in the mid 2020s to do just that.

The rainbow-coloured image of Jupiter you can see above is a multiwavelength observation in ultraviolet/visible/near-infrared light also carried out by the Hubble Space Telescope on 25 August 2020.

In the image, the parts of Jupiter’s atmosphere that appear red are at higher altitude (note how the planet’s poles are both red). This is a result of atmospheric particles absorbing ultraviolet light. Blue areas, on the other hand, represent ultraviolet light being reflected off the planet.

This unique view of Jupiter is giving astronomers the chance to look at the gas giant and its mysterious atmospheric features like never before.

Credit: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), and M. H. Wong (University of California, Berkeley) and the OPAL team.

Image stats

Release date 17 September 2020

Observatory Hubble Space Telescope

Image credit NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), and M. H. Wong (University of California, Berkeley) and the OPAL team.


Voir la vidéo: Silmä ja näköaisti yläkoulu (Octobre 2022).