Verken de manen van Jupiter

Jupiter verder verkennen? Ga op reis door het heelal in de ruimtespecial van National Geographic.

Jupiter is de binnenste gasreus in het buitenste zonnestelsel. Daarmee is het de eerste planeet na de zogenaamde ‘ijsgrens’ die ligt voorbij de baan van Mars. Met een massa die twee keer zo groot is als de massa’s van alle andere planeten samen (en 317 keer zo groot als de massa van de aarde), is Jupiter bovendien de grootste planeet van ons zonnestelsel. De planeet wordt door astronomen gebruikt als referentie om de omvang van andere planeten aan te geven: een exoplaneet bij een andere ster is zoveel maal ‘groter of kleiner dan Jupiter’.

Gasreuzen hebben een aantal onderscheidende kenmerken die niet voorkomen in het binnenste zonnestelsel. Om te beginnen hebben Jupiter en Saturnus geen planeetoppervlak zoals we dat kennen bij de planeten in het binnenste zonnestelsel. Als je door de buitenste wolkenlagen naar beneden zou vliegen, dan zou je alleen materialen aantreffen met een steeds groter wordende dichtheid: eerst gassen, dan vloeistoffen en uiteindelijk een soort slijk. Pas bij de kern zou je iets vinden waarvan de dichtheid hoog genoeg is om op te staan. Ten tweede zorgen de hoge temperaturen en de druk ervoor dat, naarmate je afdaalt naar de kern van de planeet, bepaalde materialen een vreemde vorm aannemen. Zo bestaat de massa van Jupiter grotendeels uit metallische waterstof, een op kwik lijkend materiaal dat zich ondanks zijn vloeibare vorm gedraagt als metaal. Astronomen weten dat de rotatie van dit materiaal verantwoordelijk is voor het enorme magnetische veld van de planeet, dat twintigduizend keer zo sterk is als dat van de aarde.

Deze witte ovaal is een van een reeks van acht wervelstormen op Jupiter die gezamenlijk ‘parelketting’ worden genoemd. Deze verbeterde kleurenopname van het zuidelijke halfrond van Jupiter kon worden gemaakt op basis van gegevens van het NASA-ruimtetoestel Juno.

Volgens de berekeningen van theoretici beschikt Jupiter over een relatief kleine rotsachtige kern – desondanks veertig keer zo groot als de gehele aarde –, die wordt omringd met een laag metallische waterstof. Boven de metallische waterstof ligt een laag vloeibare waterstof met daarbovenop de buitenste gasachtige atmosfeer die voornamelijk bestaat uit waterstof en helium. Het buitenste gedeelte is wat we zien als we naar de planeet kijken.

Het opvallendste kenmerk van Jupiter zijn de kleurrijke banden, die ‘gordels’ worden genoemd als ze donker zijn en ‘zones’ als ze lichter van kleur zijn. De planeet dankt die banden aan de heersende winden die vergelijkbaar zijn met de passaat op aarde. Ze zijn in grote aantallen aanwezig als gevolg van de snelle rotatietijd van Jupiter: een dag op de planeet duurt amper tien uur. Tot slot valt Jupiter op door de grote rode vlek, een storm die er al honderden jaren woedt. Deze is zo groot dat de aarde erin zou verdwijnen!

Het merendeel van onze gedetailleerde kennis over Jupiter hebben we te danken aan de ruimtesondes die de planeet hebben bezocht. De belangrijkste ruimtesonde was Galileo, die in 1996 de planeet bereikte na een reis van bijna zes maanden. Nadat Galileo had ontdekt dat er mogelijk leven bestond op een van Jupiters manen (pagina 45), liet men het ruimtetuig in 2003 met opzet verbranden in de atmosfeer van de planeet om te voorkomen dat aardse materialen de manen zouden vervuilen. In 2016 kwam het ruimtetoestel Juno aan op Jupiter, waar het nog steeds gedetailleerde metingen doet aan de magnetische en zwaartekrachtvelden van de planeet.

Europa

Europa is de zesde maan gezien vanaf Jupiter, en de kleinste van de zogenaamde Galileïsche manen, de vier grootste manen van de planeet die in 1610 door Galileo Galilei werden ontdekt. Door zijn grote afstand tot de zon is Europa een koude maan, met een oppervlaktetemperatuur van -220 °C. Het oppervlak bestaat uit waterijs dat door de lage temperaturen staalhard is.

Het landschap bestaat afwisselend uit roodbruine barsten en gebieden met opgehoopte ijsschotsen.

De vier grootste manen van Jupiter: Io, Europa, Ganymedes en Callisto.

Aanvankelijk leek deze maan geen bijzondere aandacht te verdienen. Maar daarin kwam verandering toen er uit de gedetailleerde magnetische en zwaartekrachtmetingen van de ruimtesonde Galileo naar voren kwam dat er onder de buitenste laag ijs van Europa een ondergrondse oceaan zou liggen met vloeibaar water. Latere berekeningen lieten zelfs zien dat de maan binnenin over meer vloeibaar water beschikt dan de oceanen op aarde bij elkaar bevatten.

Men gaat ervan uit dat de barsten in het gladde oppervlak van Europa zijn veroorzaakt door verschuivingen van het ijs als gevolg van opborrelend water. Het belang van die ontdekking kan niet genoeg worden benadrukt – het leven op aarde ontstond immers in de oceanen. Bijgevolg zijn manen met ondergrondse oceanen, zoals Europa, een mogelijke plek om de zoektocht naar buitenaards leven uit te breiden.

Er zijn al verschillende plannen gemaakt om Europa verder te verkennen. Zo bereidt de Europese ruimtevaartorganisatie ESA de missie Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) voor. Deze ruimtesonde zal alle Galileïsche manen bezoeken, behalve Io, en moet in 2030 Jupiter bereiken. NASA werkt ondertussen aan een project dat de naam Europa Multiple Flyby Mission kreeg en dat ergens in de komende tien jaar van start zal gaan. Zoals de naam al doet vermoeden, moet de sonde meerdere keren langs deze maan vliegen. Een paar idealisten zijn ook begonnen met het ontwerpen van een ruimtesonde die in staat zal zijn om op Europa te landen, het ijs te doorboren en de oceanen te verkennen.

Dit artikel verscheen in de ruimtespecial van National Geographic.