Jupiters måne Europa fortsätter att vara en källa till undring och vetenskaplig intriger. Som en av de fyra galileiska månarna (så kallade på grund av deras grundare, Galileo Galilee), är Europa en av Jupiters största satelliter och anses vara en av de bästa satsningarna för att hitta utomjordiskt liv i solsystemet. Och nyligen gick den med sina kusiner (Io och Callisto) när de passerade framför en stjärna.
Denna typ av sällsynt händelse (en stellar ockultation) gör det möjligt för astronomer att göra unika observationer av en himmelkropp. I Europas fall skedde ockultationen 2017 och gjorde det möjligt för astronomer att göra mer exakta mätningar av Europas storlek, dess position relativt Jupiter och dess riktiga form. Allt detta möjliggjordes av ESA: s Gaia-observatorium, som berättade astronomer exakt när och var de ska leta efter månen.
Studien som beskriver dessa fynd nyligen dök upp i tidskriften Astronomi & astrofysik. Teamet bakom det leddes av Dr. Bruno Morgado, en forskare från National Observatory och Inter-Institutional of Astronomy Laborat
Förutom att vara sällsynta är ockultationer extremt värdefulla för astronomer. Ungefär som när planeterna passerar framför sin värdstjärna, möjliggör stjärnupptagningar mätningar av kroppens egenskaper som ligger i förgrunden (dvs. storlek, form, position etc.) och kan avslöja om den har en atmosfär, ringar, jets härrör från det och andra egenskaper.
Tack vare Gaia uppdraget - som har mätat position, rörelse och avstånd från över 1 miljard stjärnor sedan 2013 - astronomer visste exakt när Europa skulle passera för att uppleva en ockultation. Det internationella teamet kunde sedan rikta markbaserade teleskop till rätt himmelområde för att bevittna händelsen. Som Dr. Morgado sa om ockultationen och vad det möjliggjorde i ett pressmeddelande från ESA:
“Vi använde data från Gaias första datalagring för att förutsäga att från vår synvinkel i Sydamerika skulle Europa passera framför en ljus bakgrundstjärna i mars 2017 - och för att förutsäga den bästa platsen att observera denna ockultation från. Detta gav oss en underbar möjlighet att utforska Europa, eftersom tekniken erbjuder en noggrannhet som är jämförbar med bilderna som erhållits av rumsonder.“
Vad de fann var att ockultationen skulle vara synlig från ett tjockt band som rör sig över Sydamerika från nordväst till sydost. Totalt åtta observatorier försökte göra observationer av händelsen, men endast tre (belägna i Brasilien och Chile) kunde fånga upp data på grund av dåliga väderförhållanden.
Använda information från den andra Gaia datalagring (DR-2) gjorde det också möjligt för laget att bestämma när Europa och de andra galileiska månarna skulle uppleva en stellar ockultation igen i framtiden, till och med 2019 och 2021. Morgado tillade:
“Det är troligt att vi kommer att kunna observera mycket fler ockultationer som detta av Jupiters månar 2019 och 2020. Jupiter passerar genom en lapp med himmel som har det galaktiska mitten i bakgrunden, vilket gör det drastiskt mer troligt att dess månar kommer att passera framför ljusa bakgrundstjärnor. Detta skulle verkligen hjälpa oss att fastställa deras tredimensionella former och positioner - inte bara för Jupiters fyra största månar, utan också för mindre, mer oregelbundna former.“
Inom en nära framtid kommer ockultationer att inträffa med Europa den 22 juni 2020; Callisto den 20 juni, 2020 och 4 maj 2021; Io 9 och 21 september, 2019 och 2 april 2021; och Ganymede den 25 april 2021. Dessa
“Stellar ockultationsstudier tillåter oss att lära oss om månar i solsystemet på avstånd och är också relevanta för framtida uppdrag som kommer att besöka dessa världar. Som resultatet visar är Gaia ett oerhört mångsidigt uppdrag: det främjar inte bara våra kunskaper om stjärnor, utan också om solsystemet i större utsträckning.“
Dessa data kommer också att vara mycket användbara under det kommande decenniet när det är dags att planera uppdrag för att studera Europa. Dessa inkluderar ESA: s
Som sådan kommer dessa positionsdata att vara mycket viktiga så att uppdragsteamen kan se till att sonderna kommer dit de behöver vara. Som Olivier Witasse, ESAs JUICE-projekt
“Sådana observationer är oerhört spännande. JUICE kommer att nå Jupiter 2029; Att ha den bästa möjliga kunskapen om positionerna för systemets månar hjälper oss att förbereda oss för uppdragsnavigering och framtida dataanalys och planera all den vetenskap vi tänker göra. Denna vetenskap beror på att vi vet saker som exakta månbanor och förstår hur nära ett rymdskepp kommer att komma till en viss kropp, så ju bättre vår kunskap, desto bättre blir denna planering - och den efterföljande dataanalysen.“
Syftet med Gaia uppdrag, som har varit i drift sedan slutet av 2013, är att skapa den mest detaljerade tredimensionella kartan över vår galax hittills. Under sitt uppdrag, som nyligen utvidgades till 2022, kommer det att kartlägga och karakterisera positioner, avstånd och rörelser för över 1 miljard stjärnor, planeter, kometer, asteroider och andra galaxer.
Det har hittills skett två utgivningar av uppgifter från Gaia-uppdraget, varav den första (DR1) ägde rum i september 2016 medan den andra (DR2) följde i april 2018. Dessa utgåvor baserades på data som erhölls under de tre första år av uppdraget, som sträcker sig från juli 2014 till maj 2016, och har redan lett till många nya och spännande upptäckter.
På grund av osäkerhetsfaktorer med datapipelinjen och behandlingen planerar ESA att dela upp den tredje datautgåvan (DR3) i två paket. Det första kommer att släppas under det tredje kvartalet 2020 medan det andra kommer att följa under det andra halvåret 2021. Det fullständiga dataförsläppet (DR4) för det femåriga nominella uppdraget (2014 - 2019) är ännu inte fastställt.
Och eftersom uppdraget nyligen utvidgades till slutet av 2022 kan vi förvänta oss att höra om Gaia-relaterade upptäckter under flera år framöver.
