유로파에서 탄소가 풍부한 바다에 대한 증거가 나타납니다.

미국의 행성 과학자들은 목성의 달인 유로파 표면의 탄소를 그 아래의 얼음 바다까지 추적하여 바다의 본질과 기원에 대한 새로운 정보를 밝혀냈습니다. 이번 발견은 이산화탄소의 형태로 존재하는 탄소가 얼음 아래에서 일어나는 생물학적 과정에서 유래할 수 있다는 우주생물학자들의 희망을 불러일으켰습니다. 그러나 유로파 표면에서 분출되는 물기둥에 대한 조사는 결과가 나오지 않았으며, 관측에 참여한 과학자들은 생물학적 탄소원과 지질학적 탄소원을 구별하기 위해 더 나은 측정이 필요할 것이라고 말합니다.

우리는 염분 액체 물 내에 자기장을 유도하는 목성의 거대한 자기권 덕분에 유로파에 바다가 있다는 것을 알고 있습니다. 우주생물학자들은 이 바다의 거주 가능성에 대해 수년 동안 추측해 왔지만 바다는 달의 23~47km 두께 얼음 껍질 아래 묻혀 있기 때문에 연구하기가 어렵습니다.

탄소혼돈

바다를 직접 조사하기 위해 얼음을 파내는 대신 최신 연구에서는 제임스 웹 우주 망원경(JWST)의 근적외선 카메라(NIRCam)와 근적외선 분광계(NIRSpec)를 사용하여 바다를 우리에게 더 가까이 가져왔습니다. 유로파 표면의 특징 중에는 변색된 능선이 교차하는 불규칙한 모양의 블록으로 가득 찬 지역이 있습니다. 혼돈 지형으로 알려진 이 지역은 바다의 물질이 솟아올라 표면에 도달하는 장소로 해석되었으며, 두 개의 별도 팀으로 구성된 과학자들이 바다 구성의 증거를 찾기 위해 이곳을 찾았습니다.

데이터는 유로파 순반구의 1,800km 넓이의 혼돈 지형 지역인 타라 지역에서 이산화탄소의 XNUMX가지 강력한 스펙트럼 특성을 보여주었습니다. 과학자들은 또한 Powys Regio라고 불리는 혼돈 지형의 또 다른 지역에서 더 약한 이산화탄소 신호를 확인했습니다.

4.25 및 4.27 미크론의 스펙트럼 파장에서 이산화탄소의 특징이 특히 주목을 받았습니다. 후자는 순수한 이산화탄소 얼음의 예상 적외선 방출인 반면, 전자는 이산화탄소와 다른 분자의 혼합물을 암시합니다.

팀 중 하나,에 의해 주도 제로니모 빌라누에바 NASA의 고다드 우주 비행 센터(Goddard Space Flight Center)의 연구진은 이 혼합물이 이산화탄소와 메탄올이 결합된 얼음임을 확인했습니다. 흥미롭게도 실험실 실험에 따르면 4.25미크론 크기는 소금이 바다에서 표면으로 올라와 방사선에 노출되는 데서 비롯될 수 있습니다. 이산화탄소-물 얼음-메탄올 혼합물은 소금 결정 주위에 얇은 막을 형성하거나 소금 결정 내부에 갇히게 됩니다.

원시적 기원

유로파의 탄소-12와 탄소-13 동위원소의 비율 또한 매우 흥미롭습니다. 빌라누에바 팀은 이 비율을 83(+/-19)으로 측정하여 토성의 위성, 일본의 하야부사-2 임무가 방문한 지구 근처 소행성 류구, 탄소-12를 함유한 지구에서 측정된 비율 범위 내에 확고하게 배치했습니다. 무기 탄소(즉, 수소에 결합되지 않은 탄소)의 경우 탄소-13에 대한 비율은 89입니다. 이러한 공통점은 서로 다른 물체에서 서로 다른 동위원소 비율로 발생하는 물과 달리 태양계의 세계와 위성에 내장된 탄소가 동일한 출처에서 나온다는 것을 암시합니다.

"우리가 달성한 정확도 내에서 동위원소 값은 실제로 다른 달 및 일부 원시 물질의 동위원소 값과 일치합니다."라고 Villanueva는 말합니다. 물리 세계.

따라서 유로파의 탄소 측정은 약 4.5억년 전에 태양계를 형성한 원시성 원반의 물질 구성과 분포에 대한 더 많은 정보를 제공합니다.

산화된 바다

XNUMXD덴탈의 두 번째 팀, 구성 사만다 트럼보 코넬대학교와 마이클 브라운 캘리포니아 공과대학(California Institute of Technology)은 유로파 탄소의 기원에 초점을 맞췄습니다. JWST는 유로파 표면에서 복잡한 유기 분자를 발견하지 못했기 때문에 목성 주변의 방사선 환경으로 인해 유기물의 광분해를 통해 형성된 이산화탄소가 유기물을 분해할 가능성이 없다고 Trumbo와 Brown은 말합니다. 대신, 관측 결과에 따르면 탄소는 표면에 도달했을 때 이미 이산화탄소 형태였으며, 따라서 이 이산화탄소가 바다에 용해되어야 함을 시사합니다.

이를 바탕으로 Trumbo와 Brown은 유로파 해양 상태에 대한 몇 가지 일반적인 결론을 도출했습니다. 그들은 바다가 고도로 산화되어 있다고 제안했는데, 이는 표면의 방사선 환경에서 형성된 분자 산소 및 과산화수소와 같은 산화제 얼음을 통한 하향 운동을 묘사하는 모델과 일치합니다. 그러나 NIRSpec의 강력한 눈조차도 이산화탄소가 살아있는 유기체에서 나온 것인지 여부를 판단할 수 없었습니다. Villanueva는 “유로파에서 관찰된 탄소의 형성과 진화 과정을 더욱 확립하려면 더 많은 측정과 더 높은 정확도가 필요할 것입니다.”라고 동의합니다.

유럽 ​​우주국, 목성과 위성에 JUICE 임무 시작

더 많은 측정이 필요한 또 다른 것은 유로파 표면 위로 높이 솟아오르는 물기둥입니다. 허블 우주 망원경은 지난 10년 동안 세 차례에 걸쳐 이러한 기둥을 감지했지만 JWST는 2022년 300월 관측에서 이러한 기둥을 전혀 발견하지 못했습니다. 이것이 기둥이 실제가 아니라는 의미는 아니지만 상한선은 XNUMXkg입니다. 초당 분출되는 물질의 평균 속도. 이는 또한 기둥이 존재한다면 간헐적으로 발생해야 함을 의미합니다.

유럽 ​​우주국(European Space Agency)의 발표를 통해 추가 정보가 향후 XNUMX년 내에 도착할 가능성이 높습니다. 목성 얼음 위성 탐험가 (JUICE)는 2031년에 목성계에 도착하면 유로파를 두 번 비행할 예정입니다. NASA의 유로파 클리퍼 임무는 또한 2024년에 목성을 향해 출항할 예정이며, 도착 날짜는 2030년으로 예정되어 있습니다. JWST의 관측은 두 임무가 유로파 표면에서 어디서, 무엇을 연구해야 하는지 결정하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/evidence-emerges-for-a-carbon-rich-ocean-on-europa/