Миссия НАСА «Юнона» измеряет производство кислорода на Европе
Данные орбитального аппарата НАСА «Юнона» показывают, что спутник Юпитера Европа производит около 12 кг/с кислорода, что почти в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее. Это меняет вероятность обнаружения жизни в подледном океане юпитерианской луны.
Со времен первых миссий «Вояджера», пролетевших мимо Юпитера в 1979 году, ходили предположения, что жизнь может существовать где-то внутри его спутника Европы.
Европа, составляющая около 90% размера земной Луны, покрыта толстой ледяной корой. На основе расчетов приливных сил, действующих на Европу, а также изображений трещин и других особенностей, полученных от зондов НАСА, было установлено, что под коркой поверхностного льда толщиной от 15 до 25 км существует глобальный океан глубиной от 60 до 150 км.
Если что-то и привлечет внимание астробиологов, так это наличие воды, которая является одним из абсолютно необходимых условий для жизни, какой мы ее знаем. Некоторые специалисты в этой области даже говорили, что это единственное необходимое условие.
Однако сейчас ученые сейчас рассматривают другие факторы, чтобы выяснить, может ли жизнь существовать на Европе. Температура — один из них. Другой вопрос — доступная энергия для любых гипотетических форм жизни. Кроме того, существует соленость – слишком много соли или слишком мало, а также правильная или неправильная соль.
Далее возникает вопрос о строительных блоках жизни. Чтобы существовать, жизнь должна быть способна образовывать аминокислоты и нуклеиновые кислоты. Это означает, что должно быть достаточное количество углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора и серы. Без них нет жизни.
Вот тут-то и пригодятся данные Юноны. Ранее считалось, что Европа каждую секунду генерирует до 1000 кг кислорода. Вместо этого, результаты исследования Юноны показывают, что эта цифра составляет около 1000 тонн в день.
По данным НАСА, этого достаточно, чтобы поддерживать жизнь миллионам людей в течение дня, но для спутника размером с Европу это очень небольшое количество кислорода.
Измерение было проведено с помощью прибора «Jovian Auroral Distributions Experiment» (JADE), который измеряет, среди прочего, ионы водорода, кислорода и серы, отрывающиеся от Европы, поскольку мощное магнитное поле Юпитера постоянно бомбардирует ее заряженными частицами. Они медленно забирают воду с Европы, расщепляя молекулы на водород и кислород и унося их.
К сожалению, оказывается, что Европа производит не так много кислорода для своего океана. Это не исключает возможности жизни, но снижает шансы на ее появление.
«Европа подобна ледяному шару, медленно теряющему воду в текущем потоке. За исключением того, что в данном случае поток представляет собой жидкость из ионизированных частиц, омываемую вокруг Юпитера его необычным магнитным полем», — сказал ученый JADE Джейми Салай из Принстонского университета.
«Когда эти ионизированные частицы сталкиваются с Европой, они разрушают молекулы водяного льда на поверхности, образуя водород и кислород. В каком-то смысле весь ледяной панцирь постоянно подвергается эрозии волнами заряженных частиц, омывающих его».
«Когда миссия НАСА «Галилео» пролетела мимо Европы, она открыла нам глаза на сложное и динамичное взаимодействие Европы с окружающей средой. «Юнона» предоставила новую возможность напрямую измерять состав заряженных частиц, выбрасываемых из атмосферы Европы, и нам не терпелось заглянуть за завесу этого захватывающего водного мира», — сказал Джейми Салай.
«Но чего мы не осознавали, так это того, что наблюдения «Юноны» дадут нам столь жесткое ограничение на количество кислорода, вырабатываемого на ледяной поверхности Европы».
«Юнона» оснащена 11 современными научными приборами, предназначенными для изучения системы Юпитера, включая девять датчиков заряженных частиц и электромагнитных волн для изучения магнитосферы Юпитера.
«Наша способность летать близко к галилеевым спутникам во время нашей расширенной миссии позволила нам начать заниматься широким спектром научных исследований, включая некоторые уникальные возможности внести свой вклад в исследование обитаемости Европы», — сказал Скотт Болтон, главный исследователь «Юноны» из Юго-Западного исследовательского института. «И мы еще не закончили. Еще впереди облеты Европы и первое исследование близкого кольца Юпитера и полярной атмосферы».
Производство кислорода — один из многих аспектов, которые будет исследовать миссия НАСА Europa Clipper, когда она прибудет к Юпитеру в 2030 году. Миссия имеет сложную полезную нагрузку из девяти научных инструментов, позволяющих определить, есть ли на Европе условия, пригодные для жизни.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.