RW Space

Ледяной спутник Юпитера Европа уже давно считается одним из самых обитаемых миров Солнечной системы. Теперь миссия Юнона к Юпитеру впервые детально исследовала его атмосферу.

Результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, показывают, что ледяная поверхность Европы производит меньше кислорода, чем мы думали.

Есть много причин для волнения по поводу возможности обнаружения микробной жизни на Европе. Данные миссии Галилео показали, что под ледяной поверхностью Луны есть океан, содержащий примерно в два раза больше воды, чем океаны Земли.

Кроме того, модели, основанные на данных Европы, показывают, что ее океанское дно находится в контакте. с камнем, что обеспечивает химическое взаимодействие воды и камня, в результате которого вырабатывается энергия, что делает его главным кандидатом на существование жизни.

Наблюдения с помощью телескопа, тем временем, показывают слабую, богатую кислородом атмосферу. Это также выглядит так, как будто из океана периодически вырываются шлейфы воды. И есть некоторые свидетельства присутствия на поверхности основных химических элементов, в том числе углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, используемых жизнью на Земле. Некоторые из них могут просачиваться в воду из атмосферы и с поверхности.

Нагрев Европы и ее океана отчасти происходит благодаря вращению Луны вокруг Юпитера, которое создает приливные силы для нагрева холодной среды.

Хотя Европа может похвастаться тремя основными ингредиентами жизни – водой, нужными химическими элементами и источником тепла – мы еще не знаем, было ли достаточно времени для развития жизни.

Хотя Европа может похвастаться тремя основными ингредиентами жизни: водой, нужными химическими элементами и источником тепла.

p>Другой главный кандидат в нашу Солнечную систему — Марс, цель марсохода Розалинд Франклин в 2028 году. Жизнь могла зародиться на Марсе в то же время, что и на Земле, но затем, вероятно, прекратилась из-за изменения климата.

Третий кандидат — спутник Сатурна Энцелад, на котором миссия Кассини-Гюйгенс обнаружила шлейфы воды из подземного соленого океана, также контактирующие с камнями на дне океана.

Титан — ближайший кандидат. занимает четвертое место с ее плотной атмосферой, состоящей из органических соединений, включая углеводороды и толины, рожденных в верхних слоях атмосферы. Затем они всплывают на поверхность, покрывая ее ингредиентами для жизни.

Потеря кислорода

Миссия «Юнона» может похвастаться лучшими приборами для измерения заряженных частиц, отправленными на Юпитер. Он может измерять энергию, направление и состав заряженных частиц на поверхности. Аналогичные инструменты на Сатурне и Титане обнаружили там толины (разновидность органического вещества).

Но они также измерили частицы, которые позволяют предположить наличие атмосфер у спутников Сатурна Реи и Дионы, в дополнение к атмосферам на Титане и Энцеладе.

p>

Эти частицы известны как пикап-ионы. Планетарные атмосферы состоят из нейтральных частиц, но верхняя часть атмосферы становится «ионизированной» (то есть теряет электроны) под воздействием солнечного света и в результате столкновений с другими частицами, образуя ионы (заряженные атомы, потерявшие электроны) и свободные электроны.

Когда плазма – заряженный газ, составляющий четвертое состояние материи после твердого тела, жидкости и газа – протекает мимо атмосферы с вновь образовавшимися ионами, она возмущает атмосферу электрическими полями, которые могут ускорять новые ионы – первая часть процесса захвата ионов.

Эти ионы захвата затем вращаются вокруг магнитного поля планеты и обычно теряются из атмосферы, а некоторые попадают на поверхность и поглощаются. Процесс захвата очистил марсианскую атмосферу от частиц после того, как магнитное поле Красной планеты было потеряно 3,8 миллиарда лет назад.

На Европе также есть процесс захвата. Новые измерения показывают явные признаки поглощения молекулярного кислорода и ионов водорода с поверхности и атмосферы. Некоторые из них покидают Европу, тогда как некоторые попадают на ледяную поверхность, увеличивая количество кислорода на поверхности и под ней.

Это подтверждает, что кислород и водород действительно являются основными составляющими атмосферы Европы – в соответствии с отдаленными данными. наблюдения. Однако измерения показывают, что количество вырабатываемого кислорода, выбрасываемого с поверхности в атмосферу, составляет всего около 12 кг в секунду, что соответствует нижнему пределу более ранних оценок от примерно 5 кг до 1100 кг в секунду.

Это указывает на то, что поверхность подвергается очень незначительной эрозии. Измерения показывают, что это может составлять всего 1,5 см поверхности Европы на миллион лет, что меньше, чем мы думали. Таким образом, Европа постоянно теряет кислород из-за процессов поглощения, и лишь небольшое количество дополнительного кислорода выделяется с поверхности для его пополнения и снова оказывается на поверхности.

Итак, что это означает для ее шансов? принимающей жизни? Некоторая часть кислорода, захваченного на поверхности, может попасть в подземный океан, чтобы питать там любую жизнь. Но, исходя из оценки исследования общей потери кислорода, это должно быть меньше, чем 0,3–300 кг в секунду, оцененные ранее.

Еще неизвестно, будет ли эта скорость зафиксирована 29 сентября 2022 года. , обычно. Возможно, это не отражает общее количество кислорода на Луне. Вполне возможно, что извержение шлейфов, орбитальное положение и условия вверх по течению увеличивают и уменьшают скорость в определенное время соответственно.

Миссия НАСА Europa Clipper, которая будет запущена позднее в этом году, и миссия Juice, которая совершит два облёта Европы на пути к орбите Ганимеда, сможет следить за этими измерениями и предоставить гораздо больше информации об обитаемости Европы.

Эндрю Коутс, профессор физики, заместитель директора (Солнечная система) Лаборатории космических исследований Малларда, UCL

Эта статья переиздана из журнала The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.