Życie na księżycu Jowisza? Webb należący do NASA znajduje źródło węgla na powierzchni Europy

Węgiel sugeruje środowisko sprzyjające życiu w podpowierzchniowych oceanach

Tak długo, jak ludzie patrzyli w nocne niebo, zastanawialiśmy się nad życiem poza Ziemią. Naukowcy wiedzą teraz, że w wielu miejscach naszego Układu Słonecznego mogą panować warunki odpowiednie do życia. Jednym z nich jest JowiszKsiężyc Europy, fascynujący świat ze słonym podpowierzchniowym oceanem wody w stanie ciekłym, być może dwukrotnie większym niż wszystkie oceany Ziemi razem wzięte. Naukowcy nie potwierdzili jednak, czy ocean Europy zawiera biologicznie niezbędne substancje chemiczne, zwłaszcza węgiel, który jest uniwersalnym budulcem życia, jakie znamy. Teraz, używając Kosmiczny Teleskop Jamesa WebbaAstronomowie odkryli węgiel na powierzchni Europy, który prawdopodobnie pochodzi z tego oceanu. Odkrycie to wskazuje na istnienie środowiska nadającego się do zamieszkania w pobliżu Europy.

Kamera NIRCam (kamera bliskiej podczerwieni) znajdująca się na należącym do NASA Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba wykonała powyższe zdjęcie powierzchni księżyca Jowisza, Europy. Webb zidentyfikował dwutlenek węgla na lodowatej powierzchni Europy, który prawdopodobnie pochodzi z podpowierzchniowego oceanu Księżyca. Odkrycie to ma istotne implikacje dla możliwości zamieszkiwania w sąsiedztwie Europy. Księżyc wydaje się niebieski głównie dlatego, że jest najjaśniejszy w krótszych falach podczerwieni. Białe elementy odpowiadają chaotycznym terenom Powys Reggio (po lewej) i Tara Reggio (w środku i po prawej), które pokazują zwiększoną ilość lodu z dwutlenku węgla na powierzchni.
Zdjęcia: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Samantha K Trumbo (Cornell University), Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)

Kosmiczny Teleskop Webba należący do NASA znajduje źródło węgla na powierzchni księżyca Jowisza, Europy

Księżyc Jowisza, Europa, jest jedną z niewielu planet w naszym Układzie Słonecznym, na których mogą panować warunki odpowiednie do życia. Poprzednie badania wykazały, że pod lodową skorupą wodną znajduje się słony ocean ciekłej wody ze skalistym dnem morskim. Jednak planetolodzy nie potwierdzili, czy ocean ten zawiera chemikalia potrzebne do życia, zwłaszcza węgiel.

Astronomowie korzystają z danych z NASAKosmiczny Teleskop Jamesa Webba zidentyfikował dwutlenek węgla w określonym obszarze lodowej powierzchni Europy. Analiza wskazuje, że ten węgiel prawdopodobnie pochodzi z podpowierzchniowego oceanu i nie został dostarczony przez meteoryty ani inne źródła zewnętrzne. Co więcej, zostały one zdeponowane w najnowszej skali czasu geologicznego. Odkrycie to ma istotne implikacje dla możliwości zamieszkiwania w sąsiedztwie Europy.

„Życie na Ziemi kocha różnorodność chemiczną, a im większa różnorodność, tym lepiej. Życie jest zależne od węgla. Zrozumienie składu chemicznego oceanu Europy pomoże nam „Musimy ustalić, czy jest on wrogi życiu, jakie znamy, czy też to dobre miejsce do życia” – wynika z dwóch niezależnych publikacji opisujących ustalenia.

„Teraz wierzymy, że mamy dowody obserwacyjne na to, że węgiel, który widzimy na powierzchni Europy, pochodzi z oceanu. To nie jest trywialne. Węgiel jest pierwiastkiem niezbędnym biologicznie” – dodała Samantha Trumbo z Cornell University w Ithaca w stanie Nowy Jork, główna autorka książki drugi artykuł analizujący te dane.

NASA planuje wystrzelić statek kosmiczny Europa Clipper, który wykona dziesiątki przelotów w pobliżu Europy, aby dokładniej zbadać, czy mogą istnieć na niej warunki odpowiednie do życia, w październiku 2024 r.

Ta grafika przedstawia mapę powierzchni Europy wykonaną za pomocą NIRCam (kamery bliskiej podczerwieni) znajdującej się na należącym do NASA Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba na pierwszym panelu oraz mapy składu pochodzące z danych NIRSpec/IFU (Near Infrared Spectrometer Integrated Field Unit) firmy Webba na wszystkich trzech kolejnych panelach. Na mapach składu białe piksele odpowiadają dwutlenkowi węgla w wielkoskalowym obszarze burzliwego terenu chaosu znanego jako Tara Reggio (w środku i po prawej), z dodatkowymi stężeniami w częściach obszaru chaosu Powys Reggio (po lewej). Drugi i trzeci panel przedstawiają dowody na obecność krystalicznego dwutlenku węgla, podczas gdy czwarty panel wskazuje na złożoną, amorficzną postać dwutlenku węgla.
Zdjęcia: NASA, ESA, CSA, Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Samantha K Trumbo (Cornell University), Gerónimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)

Powierzchowny kontakt z oceanem

Webb odkrył, że dwutlenek węgla występuje w największej ilości na powierzchni Europy w obszarze zwanym Tara Reggio, geologicznie młodym regionie, którego teren jest ogólnie znany jako „Terra Chaosu”. Powierzchnia lodu uległa zniszczeniu i prawdopodobnie następuje wymiana materiału pomiędzy podpowierzchniowym oceanem a lodową powierzchnią.

Poprzednie notatki z Kosmiczny teleskop Hubble „Wykazało ślady soli pochodzącej z oceanu w Tara Reggio” – wyjaśnił Trumbo. „Teraz widzimy, że tam również występuje duże stężenie dwutlenku węgla. Uważamy, że oznacza to, że węgiel prawdopodobnie pochodzi z oceanu śródlądowego.”

„Naukowcy debatują nad tym, w jaki sposób ocean Europy jest połączony z powierzchnią. „Myślę, że to pytanie było dużym impulsem dla eksploracji Europy” – powiedziała Villanueva. „To sugeruje, że być może będziemy w stanie dowiedzieć się kilku fundamentalnych rzeczy na temat składu oceanu jeszcze przed rozpoczęciem wierceń przez lód, aby uzyskać pełny obraz. ”

Obydwa zespoły zidentyfikowały dwutlenek węgla, korzystając z danych ze zintegrowanego modułu polowego spektrometru bliskiej podczerwieni Webb (NIROSpec). Ten tryb instrumentu zapewnia widma o rozdzielczości 320 x 320 kilometrów (200 x 200 mil) na powierzchni Europy o średnicy 1944 mil, umożliwiając astronomom określenie, gdzie obecne są określone substancje chemiczne.

Dwutlenek węgla jest niestabilny na powierzchni Europy. Dlatego naukowcy twierdzą, że prawdopodobnie został dostarczony w niedawnej skali czasu geologicznego – wniosek ten potwierdza jego koncentracja na obszarze o niedawnej topografii.

„Te obserwacje zajęły zaledwie kilka minut czasu obserwacyjnego” – powiedziała Heidi Hamill ze Stowarzyszenia Uniwersytetów Badań nad Astronomią, interdyscyplinarna naukowiec kierująca obserwacjami Webba dotyczącymi pierwszej gwarantowanej orbity Układu Słonecznego. „Nawet w tak krótkim czasie byliśmy w stanie dokonać naprawdę dużych odkryć naukowych. Ta praca daje pierwszy wgląd w całą niesamowitą naukę o Układzie Słonecznym, którą będziemy mogli wykonać za pomocą Webba.

Znajdź Blooma

Zespół Villanuevy szukał także dowodów na pióropusz pary wodnej wydobywający się z powierzchni Europy. Naukowcy korzystający z należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Hubble’a poinformowali o pierwszych odkryciach smug w latach 2013 i 2016 oraz 2017. Trudno było jednak znaleźć rozstrzygające dowody.

Nowe dane Webba nie wykazują żadnych dowodów na aktywność smugi, co pozwoliło zespołowi Villanuevy ustalić rygorystyczny górny limit ilości potencjalnie wyrzucanego materiału. Zespół podkreślił jednak, że niewykrycie przez nich nie wyklucza obecności pióropusza.

„Zawsze istnieje możliwość, że smugi te są zmienne i można je zobaczyć tylko w określonych momentach. Jedyne, co możemy powiedzieć ze 100% pewnością, to to, że podczas obserwacji za pomocą Webba nie wykryliśmy smugi w Europie”, mówi Hamill powiedział.

Odkrycia te mogą pomóc w informowaniu misji NASA Europa Clipper, a także Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).Europejska Agencja Kosmicznas) Następny badacz lodowych księżyców Jowisza (JUICE).

Obydwa artykuły zostaną opublikowane w czasopiśmie Science 21 września.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest wiodącym na świecie obserwatorium nauk o kosmosie. Webb rozwiązuje tajemnice naszego Układu Słonecznego, spogląda poza odległe światy wokół innych gwiazd i bada tajemnicze struktury i pochodzenie naszego wszechświata oraz nasze w nim miejsce. WEB to międzynarodowy program prowadzony przez NASA wraz z partnerami, ESA (Europejską Agencją Kosmiczną) i Kanadyjską Agencją Kosmiczną.