Καταπληκτικά οράματα οξυγόνου από μια κοντινή πτήση της Ευρώπης

Το καλυμμένο με πάγο φεγγάρι Jovian παράγει 1.000 τόνους οξυγόνου κάθε 24 ώρες, αρκετό για να κρατήσει ένα εκατομμύριο ανθρώπους να αναπνέουν για μια μέρα.

Επιστήμονες με NASAJuno αποστολή να Ζεύς Υπολόγισαν ότι ο ρυθμός του οξυγόνου που παράγεται στο φεγγάρι του Δία, Ευρώπη, είναι πολύ χαμηλότερος από τις περισσότερες προηγούμενες μελέτες. Δημοσιεύθηκε στις 4 Μαρτίου Αστρονομία της φύσηςΤα συμπεράσματα εξήχθησαν μετρώντας την απελευθέρωση αερίων υδρογόνου από την παγωμένη επιφάνεια του φεγγαριού χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν από το όργανο Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE) του διαστημικού σκάφους.

Οι συγγραφείς της εργασίας υπολογίζουν την ποσότητα του οξυγόνου που παράγεται σε περίπου 26 λίβρες ανά δευτερόλεπτο (12 κιλά ανά δευτερόλεπτο). Προηγούμενες εκτιμήσεις κυμαίνονται από μερικές λίβρες έως περισσότερες από 2.000 λίβρες ανά δευτερόλεπτο (πάνω από 1.000 κιλά ανά δευτερόλεπτο). Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μέρος του οξυγόνου που παράγεται με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσε να εισέλθει στον ωκεανό της Σελήνης ως πιθανή πηγή μεταβολικής ενέργειας.

Το δυναμικό της Ευρώπης για ζωή

Με ισημερινή διάμετρο 1.940 μίλια (3.100 km), η Ευρώπη είναι ο τέταρτος μεγαλύτερος πλανήτης στον κόσμο. Γνωστά φεγγάρια του Δία 95 Και το μικρότερο από τα τέσσερα φεγγάρια του Γαλιλαίου. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ένας τεράστιος εσωτερικός ωκεανός με αλμυρό νερό βρίσκεται κάτω από τον παγωμένο φλοιό του και είναι περίεργοι για την πιθανότητα ύπαρξης συνθηκών που υποστηρίζουν τη ζωή κάτω από την επιφάνεια.

Δεν είναι μόνο το νερό που ενδιαφέρει τους αστροβιολόγους: η θέση του φεγγαριού του Δία παίζει σημαντικό ρόλο και στις βιολογικές δυνατότητες. Η τροχιά της Ευρώπης την τοποθετεί στη μέση των ζωνών ακτινοβολίας του γίγαντα αερίου. Φορτισμένα ή ιονισμένα σωματίδια από τον Δία βομβαρδίζουν την παγωμένη επιφάνεια, χωρίζοντας τα μόρια του νερού στα δύο για να δημιουργήσουν οξυγόνο που θα μπορούσε να βρει το δρόμο του στον ωκεανό του φεγγαριού.

Αυτή η εικόνα δείχνει φορτισμένα σωματίδια από τον Δία να προσκρούουν στην επιφάνεια της Ευρώπης, διασπώντας τα μόρια παγωμένου νερού σε μόρια οξυγόνου και υδρογόνου. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ορισμένα από τα νεοσχηματισμένα αέρια οξυγόνου θα μπορούσαν να μεταναστεύσουν προς τον ωκεανό υπόγειο του φεγγαριού, όπως φαίνεται στην εικόνα. Πηγή εικόνας: NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU

«Η Ευρώπη είναι σαν μια χιονόμπαλα που χάνει αργά το νερό της σε ένα ρεύμα που ρέει. Με τη διαφορά ότι, σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα είναι ένα υγρό ιονισμένων σωματιδίων που σαρώνεται στον Δία από το εξαιρετικό μαγνητικό του πεδίο. πανεπιστήμιο Πρίνσετον Στο Νιου Τζέρσεϊ. “Όταν αυτά τα ιονισμένα σωματίδια χτυπούν την Ευρώπη, διασπούν το μόριο του πάγου του νερού κατά μόριο στην επιφάνεια για να παράγουν υδρογόνο και οξυγόνο. Κατά κάποιο τρόπο, ολόκληρο το κέλυφος πάγου διαβρώνεται συνεχώς από κύματα φορτισμένων σωματιδίων που το παρασύρουν.”

Λήψη βομβαρδισμού

Όταν ο Juno πέταξε σε απόσταση 220 μιλίων (354 χιλιομέτρων) από την Ευρώπη στις 2:36 μ.μ. PT στις 29 Σεπτεμβρίου 2022, ο JADE αναγνώρισε και μέτρησε ιόντα υδρογόνου και οξυγόνου που δημιουργήθηκαν από τον βομβαρδισμό φορτισμένων σωματιδίων και στη συνέχεια «συνελήφθησαν» από τον μαγνητισμό του Δία. Το χωράφι σάρωσε και το φεγγάρι.

«Πίσω όταν η NASA Γαλιλαίος Η αποστολή, που πέταξε σε όλη την Ευρώπη, μας άνοιξε τα μάτια στην περίπλοκη και δυναμική αλληλεπίδραση που έχει η Ευρώπη με το περιβάλλον της. «Η Juno έφερε μια νέα ικανότητα για άμεση μέτρηση της σύνθεσης των φορτισμένων σωματιδίων που προέρχονται από την ατμόσφαιρα της Ευρώπης και ανυπομονούμε να κοιτάξουμε πίσω από την κουρτίνα αυτού του συναρπαστικού υδάτινου κόσμου», είπε ο Szalay. «Αλλά αυτό που δεν καταλάβαμε ήταν ότι οι παρατηρήσεις του Juno θα μας έδιναν αυστηρά όρια στην ποσότητα οξυγόνου που παράγεται στην παγωμένη επιφάνεια της Ευρώπης».

Το Juno φέρει 11 επιστημονικά όργανα τελευταίας τεχνολογίας που έχουν σχεδιαστεί για τη μελέτη του συστήματος Jovian, συμπεριλαμβανομένων εννέα αισθητήρων για φορτισμένα σωματίδια και ηλεκτρομαγνητικά κύματα για τη μελέτη της μαγνητόσφαιρας του Δία.

«Η ικανότητά μας να πετάμε κοντά στους δορυφόρους Galileo κατά τη διάρκεια της εκτεταμένης αποστολής μας, μας επέτρεψε να αρχίσουμε να ασχολούμαστε με ένα ευρύ φάσμα επιστήμης, συμπεριλαμβανομένων μερικών μοναδικών ευκαιριών για να συμβάλλουμε στη διερεύνηση της κατοικιμότητας της Ευρώπης», δήλωσε ο κύριος ερευνητής της Juno, Scott Bolton από το Southwest. Ινστιτούτο Ερευνών. “. Στο Σαν Αντόνιο. “Και δεν έχουμε τελειώσει ακόμα. Περισσότερες πετάξεις και η πρώτη εξερεύνηση του δακτυλίου του Δία και της πολικής ατμόσφαιρας δεν έχουν ακόμη έρθει.”

Η παραγωγή οξυγόνου είναι μία από τις πολλές πτυχές που θα διερευνήσει η αποστολή Europa Clipper της NASA όταν φτάσει στον Δία το 2030. Η αποστολή έχει προηγμένο ωφέλιμο φορτίο εννέα Επιστημονικά εργαλεία Για να διαπιστωθεί εάν η Ευρώπη έχει τις κατάλληλες συνθήκες ζωής.

Τώρα ο Bolton και η υπόλοιπη ομάδα της αποστολής Juno έχουν στραμμένο το βλέμμα τους σε έναν άλλο κόσμο των Jovian, το γεμάτο με ηφαίστειο φεγγάρι Io. Στις 9 Απριλίου, το διαστημόπλοιο θα φτάσει σε απόσταση 10.250 μιλίων (16.500 χιλιομέτρων) από την επιφάνειά του. Τα δεδομένα που συλλέγονται από το Juno θα προστεθούν σε ευρήματα από προηγούμενες πτήσεις της Io, συμπεριλαμβανομένων δύο πολύ κοντινών προσεγγίσεων περίπου 932 μιλίων (1.500 χιλιομέτρων) στις 30 Δεκεμβρίου 2023 και στις 3 Φεβρουαρίου 2024.

Αναφορά: «Παραγωγή οξυγόνου από διάσπαση του πάγου επιφανειακών υδάτων στην Ευρώπη» από τους J. R. Szalay, F. Allegrini, R. W. Ebert, F. Bagenal, S. J. Bolton, S. Fatemi, D. J. McComas, A. Pontoni, J. Saur, H. T. Smith, D. F. Strobel, S. D. Vance, A. Forberger και R.J. Wilson, 4 Μαρτίου 2024, Αστρονομία της φύσης.
DOI: 10.1038/s41550-024-02206-x

Το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA, ένα τμήμα του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στην Πασαντένα της Καλιφόρνια, διαχειρίζεται την αποστολή Juno για τον κύριο ερευνητή Scott Bolton, του Southwest Research Institute στο Σαν Αντόνιο. Το Juno είναι μέρος του προγράμματος New Frontiers της NASA, το οποίο διαχειρίζεται στο Marshall Space Flight Center της NASA στο Huntsville της Αλαμπάμα, για τη Διεύθυνση Επιστημονικής Αποστολής του οργανισμού στην Ουάσιγκτον. Η Ιταλική Διαστημική Υπηρεσία (ASI) χρηματοδότησε το Jovian InfraRed Auroral Mapper. Η Lockheed Martin Space στο Ντένβερ κατασκεύασε και λειτουργεί το διαστημόπλοιο.