Тайна перекиси водорода на Европе: ключ к разгадке скрытого океана
Ледяная поверхность Европы, спутника Юпитера, долгое время считалась безжизненной пустыней, пронизанной космической радиацией. Однако последние наблюдения космических телескопов и лабораторные эксперименты на Земле показали, что химические процессы на этом мире гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось. Ученые обнаружили неожиданно высокие концентрации перекиси водорода (H₂O₂) в экваториальных регионах Европы, вопреки прежним моделям, предсказывавшим ее накопление в холодных полярных областях.
Это открытие стало возможным благодаря данным JWST, который выявил аномально высокое содержание H₂O₂ в зоне Региона Тара — области с относительно теплыми (по меркам Европы) и геологически активными участками. Еще более интригующим оказалось то, что в этих же местах телескоп зафиксировал повышенный уровень углекислого газа (CO₂). Ученые предположили, что CO₂ может просачиваться из подледного океана через трещины в ледяной коре, а затем, взаимодействуя со льдом и радиацией, способствовать образованию перекиси водорода.
Лаборатория на Земле раскрывает тайны космоса
Чтобы проверить эту гипотезу, команда исследователей из Юго-Западного научно-исследовательского института (SwRI) во главе с аспирантом Берекетом Мамо воссоздала условия поверхности Европы в вакуумной камере. Они смешали водяной лед с CO₂ и подвергли его бомбардировке электронами, имитируя воздействие радиации из магнитосферы Юпитера. Результаты оказались поразительными: даже следовые количества углекислого газа значительно ускоряли образование перекиси водорода.
Это объясняет, почему JWST обнаружил наибольшие концентрации H₂O₂ именно в экваториальных зонах, где лед теплее и, вероятно, содержит больше примесей, включая CO₂. Но самое важное — этот процесс может играть ключевую роль в химической эволюции подповерхностного океана Европы.
Europa Clipper: следующий шаг в разгадке тайны
Пока ученые анализируют данные JWST и лабораторных экспериментов, к Европе уже летит космический аппарат Europa Clipper — одна из самых ожидаемых миссий НАСА в этом десятилетии. Запущенный в 2024 году, зонд достигнет системы Юпитера в 2030-м и начнет детальное изучение ледяного спутника.
Europa Clipper оснащен набором инструментов, способных:
- Обнаружить органические соединения (спектрометр MASPEX и масс-анализатор SUrface Dust Analyzer);
- Исследовать состав льда (радар REASON и инфракрасный спектрометр E-THEMIS);
- Зафиксировать выбросы водяного пара (ультрафиолетовый спектрограф UVS).
Если гипотеза о связи CO₂ и H₂O₂ верна, аппарат сможет найти новые доказательства этого процесса, а также определить, насколько активно химические вещества с поверхности проникают в подледный океан.
Астробиологические перспективы: энергия для жизни?
Уджвал Раут, руководитель исследования в SwRI, подчеркивает, что перекись водорода — это мощный окислитель. Если он попадает в подповерхностный океан, то может вступать в реакцию с восстановителями (например, сульфидами или железом), высвобождая энергию, которая теоретически способна поддерживать микробную жизнь.
«Мы видим химический цикл, в котором вещества из океана поднимаются на поверхность, преобразуются радиацией, а затем возвращаются вниз, создавая потенциал для биохимических реакций», — объясняет Раут.
До прибытия Europa Clipper ученые продолжат лабораторные эксперименты, уточняя модели химических процессов на Европе. Параллельно JWST и другие телескопы будут искать новые подсказки в данных о ледяных спутниках — не только Европе, но и Ганимеде, Каллисто, а кроме того на далеком Хароне, где также обнаружены H₂O₂ и CO₂.
Если гипотеза подтвердится, это будет означать, что даже в самых суровых условиях космоса — под ледяным панцирем, в вечной темноте и под постоянной радиационной бомбардировкой — могут существовать химические механизмы, способные поддерживать жизнь.