Τα στοιχεία για έναν ωκεανό στην Καλλιστώ, το φεγγάρι του Δία, πληθαίνουν

Ορισμένοι δορυφόροι του Ηλιακού μας Συστήματος έχουν γίνει ελκυστικοί στόχοι στην αναζήτηση ζωής. Υπάρχουν αυξανόμενες ενδείξεις ότι ορισμένοι από αυτούς διαθέτουν ωκεανούς κάτω από στρώματα πάγου, οι οποίοι είναι θερμοί και πλούσιοι σε προβιοτική χημεία. Το διαστημικό σκάφος Europa Clipper της NASA κατευθύνεται προς τον δορυφόρο του Δία, την Ευρώπη, ενώ το Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) της ESA προορίζεται επίσης για το σύστημα του Δία, με σκοπό την εξερεύνηση των παγωμένων δορυφόρων του.

Ενώ η ύπαρξη ωκεανού στην Ευρώπη γίνεται ευρέως αποδεκτή, υπάρχει μεγαλύτερη αβεβαιότητα για τους άλλους γαλιλαϊκούς δορυφόρους. Ωστόσο, νέα στοιχεία υποδεικνύουν ότι η Καλλιστώ είναι επίσης πολύ πιθανό να είναι ένας δορυφόρος με ωκεανό.

Η Καλλιστώ είναι ο δεύτερος μεγαλύτερος δορυφόρος του Δία, ο τρίτος μεγαλύτερος δορυφόρος στο Ηλιακό Σύστημα και ο εξώτερος από τους γαλιλαϊκούς δορυφόρους. Τα διαστημικά σκάφη Voyager μας έδωσαν τις πρώτες κοντινές εικόνες της Καλλιστώς το 1979, και το διαστημικό σκάφος Galileo μας παρείχε τις καλύτερες εικόνες και επιστημονικά δεδομένα κατά τη διάρκεια των διελεύσεών του μεταξύ 1996 και 2001. Το Galileo παρείχε τις πρώτες ενδείξεις ότι η Καλλιστώ μπορεί να φιλοξενεί έναν υπόγειο ωκεανό.

Η Καλλιστώ έχει διαφορετική εμφάνιση από άλλους πιθανούς δορυφόρους με ωκεανούς, όπως η Ευρώπη και ο Εγκέλαδος του Κρόνου. Η Ευρώπη έχει μια καθαρή, παγωμένη επιφάνεια, ενώ ο Εγκέλαδος έχει μια εξαιρετικά φωτεινή, παγωμένη επιφάνεια με το υψηλότερο άλμπεδο από οποιοδήποτε αντικείμενο στο Ηλιακό Σύστημα. Αντίθετα, η Καλλιστώ έχει μια σκοτεινή, παγωμένη επιφάνεια καλυμμένη με κρατήρες.

Ωστόσο, τα στοιχεία για τον ωκεανό της δεν σχετίζονται με την εμφάνιση της επιφάνειάς της ή με οποιονδήποτε ορατό πάγο.

Το κύριο στοιχείο που υποστηρίζει την ύπαρξη ωκεανού στην Καλλιστώ προέρχεται από το μαγνητικό πεδίο του δορυφόρου. Σε αντίθεση με το εσωτερικά παραγόμενο μαγνητικό πεδίο της Γης, το μαγνητικό πεδίο της Καλλιστώς είναι επαγόμενο. Αυτό σημαίνει ότι το πεδίο δημιουργείται από τις αλληλεπιδράσεις της Καλλιστώς με τον Δία και το εξαιρετικά ισχυρό μαγνητικό του πεδίο. Για να επάγει η Καλλιστώ ένα μαγνητικό πεδίο, πρέπει να διαθέτει ένα στρώμα αγώγιμου υλικού.

Το ερώτημα είναι: είναι αυτό το στρώμα ένας ωκεανός ή κάτι άλλο;

Διάφοροι ερευνητές προσπαθούν να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα από τότε που το Galileo συνέλεξε τα δεδομένα του. Ένα από τα όργανα του διαστημικού σκάφους ήταν ένα μαγνητόμετρο, ένας τύπος που ονομάζεται Dual-Technique Magnetometer (DTM). Υπάρχουν πολλοί τύποι μαγνητομέτρων, και το καθένα λειτουργεί διαφορετικά. Το DTM του Galileo παρείχε πλεονασμό και επέτρεψε τη διασταύρωση των δεδομένων, αυξάνοντας την ακρίβεια και την αξιοπιστία τους. Ήταν ιδιαίτερα καλό στην ανίχνευση των λεπτών μαγνητικών πεδίων των δορυφόρων του Δία, συμπεριλαμβανομένης της Καλλιστώς. Συλλέγοντας συνεχώς δεδομένα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να κατανοήσουν πώς τα μαγνητικά πεδία του Δία και των δορυφόρων του μεταβάλλονται με την πάροδο του χρόνου λόγω διαφορετικών αλληλεπιδράσεων.

Σε μια μελέτη του 2017, οι ερευνητές υπέδειξαν την ιονόσφαιρα ως την κύρια αιτία των μαγνητικών πεδίων της Καλλιστώς. «Διαπιστώνουμε ότι η επαγωγή εντός της ιονόσφαιρας της Καλλιστώς είναι υπεύθυνη για σημαντικό μέρος των παρατηρούμενων μαγνητικών πεδίων», έγραψαν οι συγγραφείς. «Η επαγωγή στην ιονόσφαιρα δημιουργεί επαγόμενα μαγνητικά πεδία παρόμοια με αυτά που αναμένονται από έναν υπόγειο ωκεανό νερού».

Νέα έρευνα που δημοσιεύθηκε στο AGU Advances, βασισμένη σε δεδομένα του Galileo, ενισχύει την ιδέα ότι η Καλλιστώ διαθέτει έναν υπόγειο ωκεανό, ο οποίος είναι υπεύθυνος για το μαγνητικό πεδίο του δορυφόρου, αντί για την ιονόσφαιρα.