З’являються докази існування багатого вуглецем океану на Європі – Physics World

Планетологи зі США простежили вуглець на поверхні супутника Юпітера Європа до крижаного океану під нею, відкривши нову інформацію про природу та походження океану. Це відкриття викликає надію астробіологів, що вуглець, який існує у формі вуглекислого газу, може походити від біологічних процесів, що відбуваються під льодом. Однак пошуки водяних шлейфів, що вириваються з поверхні Європи, не дали результатів, і вчені, які брали участь у спостереженнях, кажуть, що знадобляться кращі вимірювання, щоб розрізнити біологічні та геологічні джерела вуглецю.

Ми знаємо, що на Європі є океан завдяки величезній магнітосфері Юпітера, яка створює магнітне поле в солоній рідкій воді. Астробіологи роками припускали, що цей океан придатний для життя, але це важко вивчити, оскільки він похований під льодовим панциром Місяця завтовшки 23–47 кілометрів.

Вуглецевий хаос

Замість того, щоб копати лід, щоб безпосередньо досліджувати океан, останні дослідження використовували камеру ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) і спектрометр ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec) на космічному телескопі Джеймса Вебба (JWST), щоб наблизити океан до нас. Серед особливостей на поверхні Європи є регіони, повні блоків неправильної форми, пересічених знебарвленими хребтами. Відомі як територія хаосу, ці регіони інтерпретувалися як місця, де матеріал з океану спливає та досягає поверхні, і саме тут вчені у складі двох окремих команд шукали докази складу океану.

Дані показали чотири сильні спектральні ознаки вуглекислого газу в регіоні Тара, який є зоною хаосу шириною 1,800 кілометрів у головній півкулі Європи. Вчені також виявили слабший сигнал вуглекислого газу в іншій зоні хаосу під назвою Powys Regio.

Особливу увагу привернули сигнатури вуглекислого газу на спектральних довжинах хвиль 4.25 і 4.27 мкм. У той час як останнє є очікуваним інфрачервоним випромінюванням чистого вуглекислого льоду, перше передбачає суміш вуглекислого газу та інших молекул.

Одна з команд, на чолі з Джеронімо Вільянуева з Центру космічних польотів імені Годдарда NASA ідентифікували цю суміш як водяний лід, просочений вуглекислим газом і метанолом. Інтригуюче те, що лабораторні експерименти показують, що 4.25-мікронний підпис може походити від солей, які виносяться на поверхню з океану та опромінюються. Тоді суміш вуглекислого газу, води та льоду та метанолу або утворює тонку плівку навколо кристалів солі, або затримується всередині них.

Первісне походження

Співвідношення ізотопів вуглецю-12 і вуглецю-13 на Європі також викликає великий інтерес. Команда Вільянуева виміряла це співвідношення як 83 (+/–19), що тримає його в межах співвідношень, виміряних на супутниках Сатурна, близькоземному астероїді Рюгу, який відвідала японська місія Хаябуса-2, і Землі, яка має вуглець-12 до вуглецю-13 співвідношення 89 для неорганічного вуглецю (тобто вуглецю, не пов’язаного з воднем). Ця спільність свідчить про те, що, на відміну від води, яка зустрічається в різних ізотопних співвідношеннях на різних тілах, вуглець, вбудований у світи та супутники нашої Сонячної системи, походить з одного джерела.

«Ізотопні значення в межах точності, якої ми досягли, справді відповідають значенням інших супутників, а також деяких первинних матеріалів», — розповідає Вільянуева. Світ фізики.

Таким чином, вимірювання вуглецю в Європі дає більше інформації про склад і розподіл матеріалів у протозоряному диску, який утворив Сонячну систему близько 4.5 мільярдів років тому.

Окислений океан

Команда друга команда, складається з Саманта Трамбо Корнельського університету та Майкл Браун Каліфорнійського технологічного інституту, зосередженого на походженні вуглецю в Європі. Оскільки JWST не виявив складних органічних молекул на поверхні Європи, Трамбо та Браун кажуть, що це виключає будь-яку ймовірність того, що вуглекислий газ утворюється внаслідок фотодисоціації цих органічних речовин, коли радіаційне середовище навколо Юпітера розбиває їх на частини. Замість цього спостереження показують, що вуглець вже був у формі вуглекислого газу, коли він досяг поверхні, що свідчить про те, що цей вуглекислий газ повинен бути розчинений в океані.

На цій основі Трамбо і Браун зробили деякі загальні висновки про стан океану Європи. Вони припускають, що океан сильно окислений, що узгоджується з моделями, що зображують низхідний рух крізь лід окислювачів, таких як молекулярний кисень і перекис водню, які утворилися в радіаційному середовищі на поверхні. Однак навіть потужне око NIRSpec не могло визначити, чи походить вуглекислий газ від живих організмів. «Для подальшого встановлення процесів утворення та еволюції спостережуваного вуглецю на Європі знадобляться додаткові вимірювання та більш висока точність», — погоджується Вільянуева.

Європейське космічне агентство запускає місію JUICE до Юпітера та його супутників

Щось інше, що потребує додаткових вимірювань, це шлейфи води, що розбризкуються високо над поверхнею Європи. Хоча космічний телескоп Хаббл за останні 10 років тричі виявляв такі шлейфи, JWST не бачив жодного під час своїх спостережень у листопаді 2022 року. Хоча це не означає, що шлейфи несправжні, верхня межа встановлює 300 кілограмів. за секунду від середньої швидкості викидання матеріалу. Це також означає, що шлейфи, якщо вони є, мають бути періодичними.

Подальша інформація, ймовірно, надійде протягом наступного десятиліття від Європейського космічного агентства Дослідник крижаних місяців Юпітера (JUICE) має виконати два обльоти Європи, коли вона прибуде в систему Юпітера у 2031 році. NASA європейська машинка для стрижки місія також повинна відплисти до Юпітера в 2024 році, із запланованою датою прибуття в 2030 році. Спостереження JWST відіграватимуть важливу роль у визначенні того, де і що обидві місії повинні вивчати на поверхні Європи.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/evidence-emerges-for-a-carbon-rich-ocean-on-europa/