Europa is de kleinste en minst massieve van Jupiters vier Galileïsche manen, en is ook iets kleiner en minder massief dan de maan van de aarde. Op het eerste gezicht klinkt dat onopvallend. Van binnen is het allesbehalve dat: onder de ijzige schil bevindt zich een oceaan met een geschat volume van 3x10^18 kubieke meter — tussen de twee en drie keer het volume van alle oceanen op aarde samen, verborgen onder een wereld die nauwelijks groter is dan onze eigen satelliet.
Die verborgen oceaan is de reden waarom Europa steeds weer opduikt op shortlists van plekken waar leven buiten de aarde zou kunnen bestaan. Aan het oppervlak lijkt niets te leven — het is helder, koud en gebarsten — maar wat zich daaronder bevindt, brengt wetenschappers ertoe ruimtevaartuigen te bouwen die specifiek gaan kijken.
Europa werd op 8 januari 1610 ontdekt door Galileo Galilei, samen met Jupiters drie andere grote manen, Io, Ganymedes en Callisto, en mogelijk onafhankelijk ook door de astronoom Simon Marius. Meer dan vier eeuwen later is het nog altijd een van de meest nauwlettend gevolgde doelen in het zonnestelsel.
Een kleine maan met een snelle, krappe baan
Europa draait in ongeveer 3,55 dagen om Jupiter, op een baanstraal van ongeveer 670.900 km — een krappe, snelle lus vergeleken met de relatie tussen de aarde en de zon. Met een diameter van iets meer dan 3.100 km is het de zesde grootste maan en het vijftiende grootste object in het hele zonnestelsel, een respectabele omvang maar bij lange na niet de grootste van Jupiters vier Galileïsche manen.
Die snelle, dichte baan is belangrijker dan hij lijkt. Hij is de bron van de getijdenwerking die Europa's binnenste warm genoeg houdt om vloeibaar water in stand te houden — samengeperst en uitgerekt door de zwaartekracht van Jupiter bij elke ronde om de planeet.
Een oceaan groter dan alle oceanen van de aarde samen
Europa heeft een buitenste waterlaag van ongeveer 100 km dik, verdeeld tussen een bevroren korst aan de bovenkant en een vloeibare oceaan onder het ijs. Die vloeibare laag alleen al komt neer op twee tot drie keer het volume van de oceanen op aarde — een hoeveelheid water die die van onze eigen planeet ver overtreft, verpakt in een maan die kleiner is dan de maan van de aarde.
Om die oceaan vloeibaar te houden op Europa's afstand van de zon is echte warmte nodig, en het oppervlak van Europa laat duidelijk zien hoe weinig daarvan de buitenkant bereikt: de gemiddelde oppervlaktetemperatuur is ongeveer 110 K (-160 °C) aan de evenaar en zakt tot slechts 50 K (-220 °C) bij de polen, koud genoeg om de ijzige korst zo hard als graniet te houden. Welke warmte de oceaan daaronder ook in stand houdt, die komt van getijdenwerking diep in de maan, niet van de zon.
Het gladste oppervlak van het zonnestelsel
Europa's ijzige korst heeft een albedo van 0,64, een van de hoogste reflectiewaarden van alle manen, en op basis van de frequentie van kometenbombardementen die het te verduren krijgt, wordt geschat dat het oppervlak slechts 20 tot 180 miljoen jaar oud is — jong naar planetaire maatstaven. Dat oppervlak mist ook grootschalige kenmerken zoals bergen of kraters, waardoor Europa het gladste bekende vaste object in het hele zonnestelsel is.
Beide feiten wijzen op dezelfde onderliggende oorzaak: een actief oppervlak dat zichzelf voortdurend vernieuwt, hoogstwaarschijnlijk omdat de ijsschil niet star vastzit aan wat zich eronder bevindt. Een volledige omwenteling van Europa's buitenste ijsschil ten opzichte van het binnenste duurt minstens 12.000 jaar — direct bewijs dat de schil in feite onafhankelijk drijft op de oceaan eronder, in plaats van vastgekoppeld te zijn aan Europa's rotsachtige kern.
De donkere strepen die het oppervlak van Europa wel tekenen, lineae genoemd, vertellen een vergelijkbaar verhaal. De grootste van deze banden zijn meer dan 20 km breed, vaak met donkere, diffuse buitenranden, regelmatige striaties en een centrale band van lichter materiaal — patronen die overeenkomen met een korst die herhaaldelijk openbarst en weer bevriest terwijl hij verschuift.
Een vijandige omgeving, maar een echte atmosfeer
Zo dicht bij Jupiter zitten heeft een prijs. Het niveau van ioniserende straling aan het oppervlak van Europa komt overeen met een dagelijkse dosis van ongeveer 5,4 sievert, een hoeveelheid die bij een mens die een volle dag van 24 uur wordt blootgesteld, ernstige ziekte of de dood zou veroorzaken. Elk toekomstig landingstoestel zal serieuze afscherming nodig hebben om lang genoeg te overleven om gegevens te verzamelen.
Ondanks die vijandige omgeving heeft Europa nog altijd een echte, zij het extreem dunne, atmosfeer: een laag zuurstof die zich uitstrekt tot ongeveer 190 km boven het oppervlak. Het wekt ook zijn eigen kleine magnetosfeer op, met ongeveer 25% van de sterkte van die van buurmaan Ganymedes — bescheiden, maar genoeg om te bepalen hoe geladen deeltjes met de maan interageren.
Tekenen van water dat naar buiten dringt
Het meest verleidelijke bewijs voor Europa's oceaan komt niet van wat zich onder het ijs bevindt, maar van wat er af en toe uit ontsnapt. In 2012 legde de Hubble-ruimtetelescoop een beeld vast dat werd geïnterpreteerd als een pluim van waterdamp die uitbarstte nabij de zuidpool van Europa, naar schatting tot wel 200 km boven het oppervlak. In mei 2018 vonden astronomen verdere ondersteuning voor die pluimactiviteit, op basis van een bijgewerkte analyse van gegevens van de ruimtesonde Galileo, die van 1995 tot 2003 om Jupiter had gecirkeld — bewijs verborgen in een decennia oude dataset die nieuwe analysetechnieken nodig had om aan het licht te komen.
Galileo heeft zelf een opmerkelijke geschiedenis: de ruimtesonde werd op 18 oktober 1989 door spaceshuttle Atlantis in een baan om de aarde gebracht en arriveerde op 7 december 1995 bij Jupiter, waarmee het de eerste ruimtesonde ooit werd die om een buitenplaneet draaide. De gegevens over Europa worden nog steeds uitgeplozen op zoek naar ontdekkingen, ruim twee decennia na het einde van de missie.
Galileo was ook niet de eerste die Europa van dichtbij zag. De verkenning van de maan begon met de scheervluchten langs Jupiter door Pioneer 10 en 11 in 1973 en 1974, gevolgd door de twee Voyager-sondes in 1979, die veel gedetailleerdere beelden van het ijzige oppervlak van Europa opleverden dan alles wat daarvoor bestond.
De volgende missie is al onderweg
.jpg){kind=link}
Europa Clipper werd op 14 oktober 2024 gelanceerd en is de grootste interplanetaire ruimtesonde die NASA ooit heeft gebouwd — een schaal die weerspiegelt hoe serieus het ruimteagentschap deze maan neemt. Het is de bedoeling dat de sonde in april 2030 in een baan om Jupiter komt en vanaf maart 2031 een reeks nauwe scheervluchten langs Europa begint, specifiek om de ijsschil en de oceaan eronder te onderzoeken.
Voor een maan met ongeveer 13% van de zwaartekracht aan het oppervlak van de aarde presteert Europa wetenschappelijk gezien ver boven zijn gewicht. Hij is kleiner dan onze eigen maan, doordrenkt van dodelijke straling en permanent diepgevroren aan het oppervlak — en toch verbergt hij mogelijk nog steeds de beste kans in het zonnestelsel, naast de aarde, op vloeibaar water dat iets levends kan ondersteunen.