Euroopa – füüsikamaailmas ilmneb tõendeid süsinikurikka ookeani kohta

USA planeediteadlased on tuvastanud Jupiteri kuu Europa pinnal süsiniku ja selle all oleva jäise ookeani, paljastades uut teavet ookeani olemuse ja päritolu kohta. Avastus tekitab astrobioloogides lootust, et süsihappegaasina eksisteeriv süsinik võib tuleneda jää all toimuvatest bioloogilistest protsessidest. Euroopa pinnalt välja purskuvate veesammaste otsimine tuli aga tühjaks ja vaatlustega seotud teadlaste sõnul on bioloogiliste ja geoloogiliste süsinikuallikate eristamiseks vaja paremaid mõõtmisi.

Me teame, et Euroopas on ookean tänu Jupiteri tohutule magnetosfäärile, mis indutseerib soolases vedelas vees magnetvälja. Astrobioloogid on selle ookeani elamiskõlblikkuse üle spekuleerinud aastaid, kuid seda on raske uurida, sest see on mattunud Kuu 23–47 kilomeetri paksuse jääkoore alla.

Süsiniku kaos

Selle asemel, et otse ookeani uurimiseks läbi jää kaevata, kasutati viimastes uuringutes James Webbi kosmoseteleskoobi (JWST) lähiinfrapunakaamerat (NIRCam) ja lähiinfrapunaspektromeetrit (NIRSpec), et tuua ookean meile lähemale. Europa pinnal olevate tunnuste hulgas on piirkonnad, mis on täis ebakorrapärase kujuga plokke, mida ristavad värvunud servi. Neid piirkondi, mida tuntakse kaoselise maastikuna, on tõlgendatud kui kohti, kus ookeanist pärit materjal süveneb ja jõuab pinnale, ning just siin otsisid teadlased kahes eraldi meeskonnas tõendeid ookeani koostise kohta.

Andmed näitasid nelja tugevat süsinikdioksiidi spektraalset tunnusjoont Tara Regios, mis on 1,800 kilomeetri laiune kaosemaastik Europa juhtival poolkeral. Teadlased tuvastasid ka nõrgema süsinikdioksiidi signaali teises kaose piirkonnas nimega Powys Regio.

Erilist tähelepanu juhtisid süsinikdioksiidi tunnused spektraallainepikkustel 4.25 ja 4.27 mikronit. Kui viimane on puhta süsinikdioksiidi jää eeldatav infrapunakiirgus, siis esimene viitab süsinikdioksiidi ja muude molekulide segule.

Üks meeskondadest, eesotsas Geronimo Villanueva NASA Goddardi kosmoselennukeskuse teadur tuvastas selle segu süsinikdioksiidi ja metanooliga kaetud vesijääna. Huvitaval kombel näitavad laboratoorsed katsed, et 4.25-mikronine signatuur võib tuleneda sooladest, mis tuuakse ookeanist pinnale ja kiiritatakse. Süsinikdioksiidi-vee jää-metanooli segu moodustab seejärel soolakristallide ümber õhukese kile või jääb nende sisse lõksu.

Ürgne päritolu

Süsinik-12 ja süsinik-13 isotoopide suhe Europal pakub samuti suurt huvi. Villanueva meeskond mõõtis selle suhte väärtuseks 83 (+/–19), asetades selle kindlalt Saturni kuude, Jaapani Hayabusa-2 missiooni külastatud Maa-lähedase asteroidi Ryugu ja Maal, millel on süsinik-12, mõõdetud suhtarvude piiridesse. süsinik-13 suhe on 89 anorgaanilise süsiniku puhul (st süsinik, mis ei ole vesinikuga seotud). See ühisosa viitab sellele, et erinevalt veest, mis esineb erinevatel kehadel erinevates isotoopsuhetes, pärineb meie päikesesüsteemi maailmadesse ja kuudesse ehitatud süsinik samast allikast.

"Meie saavutatud täpsuse piires on isotoopväärtused tõepoolest kooskõlas teiste kuude ja ka mõnede ürgsete materjalide väärtustega," räägib Villanueva. Füüsika maailm.

Sellisena annavad Europa süsiniku mõõtmised rohkem teavet prototäheketta materjalide koostise ja jaotumise kohta, mis moodustas päikesesüsteemi umbes 4.5 miljardit aastat tagasi.

Oksüdeerunud ookean

. teine ​​meeskond, Kuhu kuuluvad Samantha Trumbo Cornelli ülikoolist ja Michael Brown California Tehnoloogiainstituudis, mis keskendus Euroopa süsiniku päritolule. Kuna JWST ei tuvastanud Europa pinnal keerulisi orgaanilisi molekule, väidavad Trumbo ja Brown, et see välistab igasuguse võimaluse, et süsinikdioksiid, mis moodustub nende orgaaniliste ainete fotodissotsiatsiooni teel, kuna Jupiteri ümbritsev kiirguskeskkond need laiali lõhub. Selle asemel näitavad tähelepanekud, et süsinik oli pinnale jõudes juba süsinikdioksiidi kujul, mis viitab sellele, et see süsinikdioksiid tuleb seetõttu ookeanis lahustada.

Selle põhjal tegid Trumbo ja Brown mõned üldised järeldused Euroopa ookeani seisukorra kohta. Nad viitavad sellele, et ookean on tugevalt oksüdeerunud, mis on kooskõlas mudelitega, mis kujutavad oksüdeerijate, näiteks molekulaarse hapniku ja vesinikperoksiidi, allapoole liikumist läbi jää, mis tekkisid pinnal kiirguskeskkonnas. Kuid isegi NIRSpeci võimas silm ei suutnud kindlaks teha, kas süsihappegaas pärines elusorganismidest. "Vaja on rohkem mõõtmisi ja suuremat täpsust, et edasiseks kindlaks teha vaadeldud süsiniku moodustumise ja evolutsiooni protsessid Europal," nõustub Villanueva.

Euroopa Kosmoseagentuur käivitab JUICE missiooni Jupiterile ja selle kuudele

Midagi veel, mis nõuab rohkem mõõtmisi, on kõrgel Europa pinna kohal pritsivad veesambad. Kuigi Hubble'i kosmoseteleskoop tuvastas viimase 10 aasta jooksul selliseid täkke kolmel korral, ei näinud JWST oma vaatluste käigus 2022. aasta novembris ühtegi. Kuigi see ei tähenda, et ploomid pole tõelised, seab see ülempiiriks 300 kilogrammi. sekundis materjali väljapritsimise keskmise kiiruse kohta. See tähendab ka seda, et ploomid, kui need on olemas, peavad olema katkendlikud.

Täiendav teave saabub tõenäoliselt järgmise kümnendi jooksul koos Euroopa Kosmoseagentuuriga Jupiteri jäiste kuude uurija (JUICE) peab sooritama kaks möödalendu Euroopast, kui see 2031. aastal Jovia süsteemi jõuab. NASA euroopa lõikemasin missioon peaks asuma ka 2024. aastal Jupiteri poole teele, kavandatud saabumiskuupäevaks 2030. JWST-i vaatlused mängivad olulist rolli selle kindlaksmääramisel, kus ja mida need kaks missiooni Euroopa pinnal uurima peaksid.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/evidence-emerges-for-a-carbon-rich-ocean-on-europa/