|
Спутник Юпитера Европа производит мало кислорода
|
|
|
|
Ледяной спутник Юпитера Европа долгое время считался одним из самых пригодных для жизни миров в Солнечной системе. Теперь миссия "Юнона" к Юпитеру впервые провела прямое детальное исследование его атмосферы. Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что ледяная поверхность Европы производит меньше кислорода, чем мы думали. Есть много причин радоваться возможности обнаружения микробной жизни на Европе. Данные миссии Galileo показали, что под ледяной поверхностью Луны есть океан, содержащий примерно в два раза больше воды, чем океаны Земли. Кроме того, модели, полученные на основе данных Европы, показывают, что ее океанское дно находится в контакте с горными породами, что обеспечивает химическое взаимодействие воды и горных пород, вырабатывающее энергию, что делает ее главным кандидатом на существование жизни. Наблюдения в телескоп, тем временем, показывают слабую, богатую кислородом атмосферу. Также похоже, что из океана периодически вырываются струи воды.
|
|
|
|
И есть некоторые свидетельства присутствия на поверхности основных химических элементов, включая углерод, водород, азот, кислород, фосфор и серу, которые используются жизнью на Земле. Некоторые из них могли просачиваться в воду из атмосферы и с поверхности. Нагрев Европы и ее океана частично происходит благодаря орбите Луны вокруг Юпитера, которая создает приливные силы для обогрева в остальном холодной окружающей среды. Хотя Европа может похвастаться тремя основными ингредиентами для жизни — водой, нужными химическими элементами и источником тепла, — мы пока не знаем, было ли там достаточно времени для развития жизни. Другим главным кандидатом в нашей Солнечной системе является Марс, цель марсохода Rosalind Franklin в 2028 году. Жизнь, возможно, зародилась на Марсе в то же время, что и на Земле, но затем, вероятно, прекратилась из-за изменения климата. Третьим кандидатом является спутник Сатурна Энцелад, где миссия Кассини-Гюйгенса обнаружила струи воды из подповерхностного соленого океана, также контактирующие с породой на дне океана.
|
|
|
Ближе всего к четвертому месту находится Титан с его плотной атмосферой органических соединений, включая углеводороды и толины, рождающиеся в верхних слоях атмосферы. Затем они опускаются на поверхность, покрывая ее ингредиентами для жизни. Миссия "Юнона" может похвастаться лучшими приборами для исследования заряженных частиц, отправленными на Юпитер до сих пор. Он может измерять энергию, направление и состав заряженных частиц на поверхности. Аналогичные приборы на Сатурне и Титане обнаружили там толины (тип органического вещества). Но они также измерили частицы, которые наводили на мысль об атмосферах спутников Сатурна Реи и Дионы, в дополнение к атмосферам Титана и Энцелада. Эти частицы известны как поглощающие ионы. Атмосферы планет 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 вещества после твердого, жидкого и газообразного, - проходит мимо атмосферы с новообразованными ионами, она возмущает атмосферу электрическими полями, которые могут ускорить появление новых ионов — первая часть процесса улавливания ионов. Эти улавливающие ионы затем вращаются по спирали вокруг магнитного поля планеты и обычно теряются из атмосферы, в то время как некоторые попадают на поверхность и поглощаются. Процесс улавливания избавил атмосферу Марса от частиц после того, как магнитное поле красной планеты было потеряно 3,8 миллиарда лет назад. У Европы также есть процесс улавливания. Новые измерения показывают явные признаки улавливания молекулярного кислорода и ионов водорода с поверхности и атмосферы. Некоторые из них покидают Европу, в то время как некоторые попадают на ледяную поверхность, увеличивая количество кислорода на поверхности и под поверхностью. Это подтверждает, что кислород и водород действительно являются основными составляющими атмосферы Европы — в соответствии с данными дистанционных наблюдений. Однако измерения показывают, что количество вырабатываемого кислорода, выбрасываемого поверхностью в атмосферу, составляет всего около 12 кг в секунду, что ниже более ранних оценок примерно от 5 кг до 1100 кг в секунду. Это указывало бы на то, что поверхность подвергается очень незначительной эрозии.
|
|
|
|
Измерения показывают, что это может составлять всего 1,5 см поверхности Европы за 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 восполнения и в конечном итоге возвращается обратно на поверхность. Итак, что это означает для его шансов на существование жизни? Часть кислорода, захваченного на поверхности, может попасть в подземный океан, чтобы питать любую существующую там жизнь. Но, основываясь на оценке исследования общей потери кислорода, это должно быть меньше, чем 0,3 кг-300 кг в секунду, оцененные ранее. Еще предстоит выяснить, является ли эта скорость, зафиксированная 29 сентября 2022 года, обычной. Возможно, это не отражает общее содержание кислорода на Луне. Возможно, что извержение шлейфов, положение на орбите и условия в верхнем течении увеличивают и уменьшают скорость в определенные моменты времени, соответственно. Миссия НАСА Europa Clipper, которая будет запущена позже в этом году, и миссия Juice, которая совершит два облета Европы на пути к орбите Ганимеда, смогут проследить за этими измерениями и предоставить гораздо больше информации о пригодности Европы для жизни.
|
|
|
|
Источник
|
