Uważa się, że Europa, księżyc Jowisza, pod jasną, lodową skorupą ma słony ocean, co czyni go światem, który może być jednym z najbardziej nadających się do zamieszkania miejsc w naszym Układzie Słonecznym.
Ale większość życia, jakie znamy, potrzebuje tlenu. Otwartym pytaniem jest, czy peryferie Europy to mają, czy nie.
Teraz astronomowie ustalili, jaka część cząsteczki powstaje na lodowatej powierzchni księżyca, która może być źródłem tlenu dla wody poniżej. Wykorzystując dane z misji NASA Juno, wynikiNowe badanie opublikowane w poniedziałek w czasopiśmie Nature Astronomy sugeruje, że zamarznięty świat wytwarza mniej tlenu, niż oczekiwali niektórzy astronomowie.
„To mniej niż oczekiwaliśmy” – powiedział Jami Szalay, fizyk plazmy na Uniwersytecie Princeton, który kierował badaniem. Dodał, że „nie jest to całkowicie zabronione” w przypadku budownictwa mieszkaniowego.
Na Ziemi fotosynteza prowadzona przez rośliny, plankton i bakterie pompuje tlen do atmosfery. Jednak w Europie proces ten przebiega inaczej. Naładowane cząstki z kosmosu bombardują lodową skorupę Księżyca, rozkładając zamarzniętą wodę na cząsteczki wodoru i tlenu.
„Skorupa lodowa jest jak płuca Europy” – powiedział dr Salai. „Powierzchnia – ta sama powierzchnia, która chroni znajdujący się pod nią ocean przed szkodliwym promieniowaniem – w pewnym stopniu oddycha”.
Astronomowie spekulują, że ten tlen może być transportowany do wodnego podziemnego świata Europy. Jeśli tak, może zmieszać się z materiałem wulkanicznym z dna morskiego, tworząc „zupę chemiczną, która może ostatecznie doprowadzić do powstania życia” – powiedziała Fran Bagnall, planetolog z University of Colorado Boulder.
Sonda Juno, wystrzelona w 2011 roku, aby odkryć, co kryje się pod grubą zasłoną chmur Jowisza, obecnie uczestniczy w rozszerzonej misji badania pierścieni i księżyców planety. Na pokładzie znajduje się instrument o nazwie JADE, skrót od Jovian Auroral Distributions Experiment. Zespół dr Salai badał dane zebrane przez JADE podczas przelotu Juno przez plazmę przelatującą nad Europą.
Ale nie szukali bezpośrednio tlenu, liczyli wodór. Ponieważ cząsteczka jest tak lekka, cały wodór powstały na powierzchni Europy unosi się wysoko w atmosferze. Tlen, który jest cięższy, z większym prawdopodobieństwem utknie lub pozostanie uwięziony w lodzie.
Ale obie cząsteczki pochodzą z tego samego źródła: rozkładu zamrożonej H₂O.
„Zatem jeśli mierzymy wodór, mamy bezpośrednią linię pozwalającą określić, ile produkowanego tlenu” – powiedział dr Szalay.
Zespół odkrył, że powierzchnia Europy wytwarza co sekundę około 13 do 40 funtów tlenu. To ponad 1000 ton dziennie, co wystarczy, aby wypełnić stadion piłkarski Dallas Cowboys 100 razy w roku.
Chociaż poprzednie badania wykazały bardzo zróżnicowane zakresy do 2245 funtów na sekundę, wynik ten pokazuje, że górna granica tego zakresu jest mało prawdopodobna. Jednak według dr Bagnalla niekoniecznie szkodzi to możliwościom zamieszkania w Europie.
„Tak naprawdę nie wiemy, ile tlenu potrzebujemy, aby powstało życie” – powiedziała. „A zatem fakt, że jest on niższy od niektórych poprzednich pobożnych szacunków, nie jest wielkim problemem”.
Badanie atmosfery Europy to „ważny element układanki w poznawaniu Księżyca jako układu” – powiedział Carl Schmidt, planetolog z Uniwersytetu Bostońskiego, który nie był zaangażowany w te prace.
Jednak wyniki potwierdzają jedynie ilość tlenu wytwarzanego w lodzie. Badanie nie ujawnia, jaka część cząsteczki jest tracona do atmosfery ani w jaki sposób może przenikać przez lód, wzbogacając ocean poniżej.
Innymi słowy „nadal nie mamy pojęcia, jak bardzo spadła w porównaniu do wzrostu” – stwierdził dr Schmidt.
Juno nie będzie już więcej przelatywać w pobliżu globalnego wodnego świata, ale misje nowej generacji zaprojektowane specjalnie do badania Europy mogą znaleźć więcej odpowiedzi. Należąca do ESA sonda Jupiter Icy Moons Explorer, która ma przybyć do układu Jowisza w 2031 r., ma na celu potwierdzenie istnienia i rozmiaru oceanu Europy. I NASA Clipper EuropyWystrzelenie zaplanowane na październik ma na celu zbadanie interakcji lodowej skorupy Księżyca z wodą poniżej.
W tej chwili astronomowie są zajęci danymi pochodzącymi z Juno. Chociaż przelot trwał tylko kilka minut, był to pierwszy raz, kiedy bezpośrednio zmierzono skład plazmy w pobliżu atmosfery Europy.
„To dopiero wierzchołek góry lodowej” – powiedział dr Salai. „Przez wiele lat będziemy kopać w tym jednym locie, aby znaleźć cały skarb”.
„Podróżujący ninja. Rozrabiaka. Badacz bekonów. Ekspert od ekstremalnych alkoholi. Obrońca zombie.”
